מולטימטר מופעל Arduino: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

בפרויקט זה, אתה תבנה מד וולט ואוממטר באמצעות הפונקציה digitalRead של ארדואינו. תוכל לקבל קריאה כמעט בכל אלפית השנייה, הרבה יותר מדויק ממולטימטר טיפוסי.

לבסוף, ניתן לגשת לנתונים על הצג הסידורי, ולאחר מכן ניתן להעתיק אותו למסמכים אחרים, למשל excel, אם אתה רוצה לנתח את הנתונים.

בנוסף, מכיוון שארדואינים טיפוסיים מוגבלים ל -5 וולט בלבד, התאמה של מעגל המחלק הפוטנציאלי תאפשר לך לשנות את המתח המרבי אותו יכול הארדואינו למדוד.

יש גם שבב מיישר גשר המשולב במעגל זה שיאפשר למולטימטר למדוד לא רק מתח DC אלא גם מתח AC.

אספקה

1) 1 x כבל חיבור Arduino nano/Arduino Uno +

2) Perfboard 5 ס"מ על 5 ס"מ

3) 20 x כבלים או חוטים

4) נגד 1K 1K

5) 2x נגדים באותו ערך (לא משנה מה הערכים)

6) מסך LCD 1 x 16x2 (אופציונלי)

7) 1 x מיישר גשר DB107 (ניתן להחליף עם 4 דיודות)

8) פוטנציומטר 1 x 100K או 250K

9) 6 קליפי תנין

10) 1 x מתג דחיפה נעילה

11) 1 x 9V סוללה + קליפ מחבר

שלב 1: רכישת החומרים

את רוב הפריטים ניתן לרכוש באמזון. ישנם כמה ערכות אלקטרוניקה באמזון המספקות לך את כל המרכיבים הבסיסיים כגון נגדים, דיודות, טרנזיסטורים וכו '.

זה שמצאתי לתת לי הרבה כסף על הכסף שלי זמין בקישור הזה.

לי באופן אישי היו רוב המרכיבים כבר כפי שאני עושה הרבה פרויקטים מסוג זה. עבור הממציאים שיש בסינגפור, Sim Lim Tower הוא המקום ללכת אליו לרכוש את כל הרכיבים האלקטרוניים. אני

ממליץ על אלקטרוניקה בחלל, אלקטרוניקה קונטיננטלית או אלקטרוניקה המילטון בקומה ה -3.

שלב 2: הבנת המעגל (1)

המעגל למעשה קצת יותר מסובך ממה שאתה יכול לצפות. מעגל זה משתמש במחיצות פוטנציאליות כדי למדוד את ההתנגדות ולהוסיף את התכונה של מתח מרבי משתנה להיבט מד המתח.

בדומה לאופן שבו מולטימטר יכול למדוד את המתח בשלבים שונים, 20V, 2000mV, 200mV וכן הלאה, המעגל מאפשר לך לשנות את המתח המרבי שהמכשיר יכול למדוד.

רק אעבור על מטרת המרכיבים השונים.

שלב 3: הבנת המעגל: מטרת הרכיבים

1) Arduino משמש לתפקוד האנלוגי שלו. זה מאפשר ל- Arduino למדוד את ההבדל הפוטנציאלי בין הסיכה האנלוגית שנבחרה לבין הסיכה הארקה שלו. בעיקרו המתח בסיכה הנבחרת.

2) פוטנציומטר משמש לשינוי הניגודיות של מסך ה- LCD.

3) בהתבסס על כך מסך ה- LCD ישמש להצגת המתח.

4) שני הנגדים בעלי אותו ערך משמשים ליצירת מחלק הפוטנציאל למד המתח. זה יאפשר למדוד מתח מעל 5V בלבד.

Oneresistor יומלחל על לוח הפרפ בזמן שההתנגדות האחרת מחוברת באמצעות קליפ תנינים.

כאשר אתה רוצה יותר דיוק ומתח מרבי של 5V, היית מחבר את קליפי התנין יחד ללא כל נגד ביניהם. כאשר אתה רוצה מתח מרבי של 10V היית מחבר את הנגד השני בין קליפי התנין.

4) מיישר הגשר משמש להפוך כל זרם AC, אולי מדינאמו, ל- DC. בנוסף, כעת אינך צריך לדאוג לגבי חוטים חיוביים ושליליים בעת מדידת המתח.

5) הנגד 1K משמש לייצור המחיצה הפוטנציאלית לאופמטר. הירידה במתח, הנמדדת על ידי הפונקציה analogRead, לאחר הזנת 5V למפריד הפוטנציאלי תצביע על ערך הנגד R2.

6) מתג הדחיפה הנעילה משתמש כדי לעבור את הארדואינו בין מצב וולטמטר למצב אוממטר. כאשר הכפתור מופעל, הערך הוא 1, הארדואינו מודד את ההתנגדות. כאשר הכפתור כבוי, הערך הוא 0, הארדואינו מודד את המתח.

7) ישנם 6 קליפים של תנינים היוצאים מהמעגל. 2 הם חיישני המתח, 2 הם ohmmeterprobes, ו- 2 האחרונים משמשים לשינוי המתח המרבי של המולטימטר.

כדי להגדיל את המתח המרבי ל- 10V, היית מוסיף את הנגד השני בערך זהה בין קליפי התנין המרביים המשתנים. כדי לשמור על המתח המרבי על 5V, חבר את אותם סיכות תנין יחד ללא כל נגד ביניהן.

בכל פעם שאתה משנה את מגבלת המתח באמצעות הנגד, הקפד לשנות את ערך ה- VR בקוד הארדואינו לערך הנגד בין קליפי התנין המרביים המשתנים.

שלב 4: חיבור המעגל

ישנן מספר אפשרויות כיצד להרכיב את המעגל.

1) למתחילים, הייתי ממליץ להשתמש בלוח הלחם לבניית המעגל. זה הרבה פחות מבולגן מהלחמה, ויהיה קל יותר לאתר באגים מכיוון שניתן להתאים את החוטים בקלות. עקוב אחר החיבורים המוצגים בתמונות המטריפות.

בתמונה המפריצה האחרונה ניתן לראות 3 זוגות חוטים כתומים המחוברים לשום דבר. אלה מתחברים למעשה לגשמי מד המתח, בדיקות אוחמטר ולסיכות משתנות של מתח מרבי. השניים העליונים מיועדים לאוחמטר. השניים האמצעיים מיועדים למד המתח (יכול להיות מתח AC או DC). והשניים התחתונים מיועדים לשינוי המתח המרבי.

2) לאנשים מנוסים יותר, נסה את הלחמת המעגל על לוח לוח. זה יהיה יותר קבוע ויחזיק יותר זמן. קרא ועקוב אחר הסכימה להנחיה. הוא נקרא new-doc.

3) לבסוף, אתה יכול גם להזמין PCB מוכן מראש מ- SEEED. כל מה שאתה צריך לעשות זה הלחמת הרכיבים. הגרברפיל הנדרש מצורף בשלב.

להלן קישור לתיקיית כונן Google עם קובץ Gerber המכווץ:

שלב 5: קוד עבור הארדואינו

#include LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2);

צף analogr2;

צף analogr1;

לצוף VO1; / מתח לרוחב המחלק הפוטנציאלי למעגל המודד התנגדות

צף מתח;

צפה התנגדות;

צף VR; / זהו הנגד המשמש לשינוי הגבול המרבי של מד המתח. זה יכול להיות מגוון

float Co; / זהו הגורם שבאמצעותו יש להכפיל את המתח שנרשם על ידי הארדואינו כדי להסביר גם את ירידת המתח מהמפריד הפוטנציאלי. זהו "המקדם"

int Modepin = 8;

הגדרת חלל ()

{

Serial.begin (9600);

lcd.begin (16, 2);

pinMode (Modepin, INPUT);

}

לולאת חלל () {

אם (digitalRead (Modepin) == HIGH)

{Resistancer לקרוא (); }

אַחֵר

{lcd.clear (); Voltageread (); }

}

ריק התנגדות קרא () {

analogr2 = analogRead (A2);

VO1 = 5*(analogr2/1024);

התנגדות = (2000*VO1)/(1- (VO1/5));

//Serial.println(VO1);

אם (VO1> = 4.95)

{lcd.clear (); lcd.print ("לא מוביל"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("מחובר"); עיכוב (500); }

אַחֵר

{//Serial.println(Resistance); lcd.clear (); lcd.print ("התנגדות:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (התנגדות); עיכוב (500); }}

חלל Voltager קרא () {

analogr1 = (analogRead (A0));

//Serial.println(analogr1);

VR = 0; / שנה ערך זה כאן אם יש לך ערך הנגד אחר במקום VR. שוב הנגד הזה נמצא שם כדי לשנות את המתח המרבי שמולטימטר שלך יכול למדוד. ההתנגדות גבוהה יותר כאן, כך גבול המתח של הארדואינו גבוה יותר.

Co = 5/(1000/(1000+VR));

//Serial.println(Co);

אם (analogr1 <= 20)

{lcd.clear (); Serial.println (0.00); lcd.print ("לא מוביל"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("מחובר"); עיכוב (500); }

אַחֵר

{מתח = (Co * (analogr1/1023)); Serial.println (מתח); lcd.clear (); lcd.print ("מתח:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (מתח); עיכוב (500); }

}

שלב 6: מעטפת עם מדפסת תלת מימד

1. מלבד בית האקריליק, מדריכים אלה יכללו גם בית מודפס בתלת מימד, שהוא מעט יותר עמיד ואסתטי.

2. יש חור בחלקו העליון לתאמת ה- LCD, ויש גם שני חורים בצד כדי שהבדיקות וכבל הארדואינו יעברו.

3. בחלק העליון, יש חור מרובע נוסף להתאמת המתג. מתג זה הוא המשתנה פעם בין מד המתח למד המתח.

3. יש חריץ על הקירות הפנימיים של החלק התחתון לחתיכת כרטיס עבה להחליק לתוכו כך שהמעגל יהיה סגור כראוי אפילו בתחתיתו.

4. לאבטחת הלוח האחורי, יש כמה חריצים על פני הטקסט שבהם ניתן להשתמש בגומייה כדי לקשור אותו.

שלב 7: הדפסת קבצים בתלת מימד

1. Ultimaker Cura שימש כמנתח ו fusion360 שימש לעיצוב המעטפת. אנדר 3 היה מדפסת התלת מימד המשמשת לפרויקט זה.

2. קבצי ה-.step ו-.gcode צורפו שניהם לשלב זה.

3. ניתן להוריד את קובץ.step אם ברצונך לערוך כמה עיצובים בעיצוב לפני ההדפסה. ניתן להעלות את קובץ.gcode ישירות למדפסת התלת -ממד שלך.

4. המארז עשוי PLA כתום ולקח כ -14 שעות להדפסה.

שלב 8: מעטפת (ללא הדפסה תלת -ממדית)

1) אתה יכול כל מארז פלסטיק ישן למעטפת שלו. בעזרת סכין חמה לחיתוך החריצים עבור ה- LCD והכפתור.

2) בנוסף, אתה יכול לבדוק את החשבון שלי לעוד הוראה שבה אני מתאר כיצד לבנות קופסה מתוך אקריליק חתוך בלייזר. תוכל למצוא קובץ svg עבור חותך הלייזר.

3) לבסוף, אתה יכול פשוט לעזוב את המעגל ללא מעטפת. יהיה קל לתקן ולשנות.