Induktivitásmérő Arduino használatával: 12 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Nos, itt építünk egy induktivitásmérőt az Arduino mikrokontroller segítségével. Ezzel a módszerrel ki tudjuk számítani az induktivitást körülbelül 80uH és 15,000uH között, de ez egy kicsit kisebb vagy sokkal nagyobb induktivitás esetén is működik.

1. lépés: Szükséges anyagok

Ø Arduino uno/nano x 1

Ø LM393 összehasonlító x 1

Ø 1n5819/1n4001 dióda x 1

Ø 150 ohmos ellenállás x 1

Ø 1k ohmos ellenállás x 2

Ø 1uF nempoláris kondenzátor x 1

Ø Ismeretlen induktorok

Ø LCD (16 x 2) x 1

Ø Lcd I2C modul x 1

Ø Jumper vezetékek és fejrészek

2. lépés: Szükséges készülék

Ø Vágó

Ø Forrasztópáka

Ø Ragasztópisztoly

3. lépés: Háttér

A kondenzátorral párhuzamos induktivitást LC -nek nevezzük

áramkör. A tipikus induktivitásmérő nem más, mint egy széles tartományú LC oszcillátor. Az induktivitás mérésekor a hozzáadott induktivitás megváltoztatja az oszcillátor kimeneti frekvenciáját. E frekvenciaváltozás kiszámításával pedig a méréstől függően következtethetünk az induktivitásra.

A mikrovezérlők szörnyűek az analóg jelek elemzésében. Az ATMEGA328 ADC képes analóg jelek mintavételére 9600 Hz -en vagy.1 ms -on, ami gyors, de közel sem az, amit a projekt megkövetel. Menjünk előre, és használjunk olyan chipet, amelyet kifejezetten a valós világ jeleinek alapvető digitális jelekké alakítására terveztek: az LM393 összehasonlító, amely gyorsabban kapcsol, mint egy normál LM741 op erősítő. Amint az LC áramkör feszültsége pozitívvá válik, az LM393 lebeg, amelyet felhúzó ellenállással magasra lehet húzni. Amikor az LC áramkör feszültsége negatívvá válik, az LM393 a kimenetét a földhöz húzza. Észrevettem, hogy az LM393 nagy kapacitással rendelkezik a kimenetén, ezért alacsony ellenállású felhúzást használtam.

Tehát mi azt fogjuk tenni, hogy impulzusjelet adunk az LC áramkörhöz. Ebben az esetben 5 voltos lesz az arduino. Egy ideig töltjük az áramkört. Ezután 5 voltról közvetlenül 0 -ra változtatjuk a feszültséget. Ez az impulzus rezonálni fogja az áramkört, ami egy párnás szinuszos jelet hoz létre, amely rezonancia frekvencián oszcillál. Mit kell tennünk, hogy megmérjük ezt a frekvenciát, és később a képletek segítségével megkapjuk az induktivitás értékét.

4. lépés: Képletek

Mint tudjuk, az LC ckt gyakorisága:

f = 1/2*pi*(LC)^0,5

Tehát a fenti egyenletet úgy módosítottuk, hogy ismeretlen induktivitást találjunk az áramkörből. Ekkor az egyenlet végleges változata:

L = 1/4*pi^2*f^2*C

A fenti egyenletekben, ahol F a rezonanciafrekvencia, C kapacitás, L pedig induktivitás.

5. lépés: Az áramkör (sematikus és tényleges)

6. lépés: A PulseIn () függvény jelentősége

Impulzus (HIGH vagy LOW) kiolvasása a tűn. Például, ha az érték HIGH, a pulseIn () megvárja, hogy a csap LOW -ról HIGH -ra váljon, elkezdi az időzítést, majd várja, hogy a pin LOW -ra menjen, és leállítja az időzítést. Visszaadja az impulzus hosszát mikroszekundumokban

vagy feladja és 0 -t ad vissza, ha az időkorláton belül nem érkezett teljes impulzus.

Ennek a funkciónak az időzítését empirikusan határozták meg, és valószínűleg hosszabb impulzusokban is hibákat fog mutatni. 10 mikroszekundumtól 3 percig terjedő impulzusokon működik.

Szintaxis

pulseIn (csap, érték)

pulseIn (pin, érték, timeout)

7. lépés: Soros kimenet

Ebben a projektben 9600 baud sebességű soros kommunikációt használok az eredmény megfigyelésére a soros monitoron.

8. lépés: A projekt jelentősége

Ø Csináld magad projekt (DIY projekt), hogy ismeretlen induktivitást találj, akár 100uH-tól néhány ezer uH tartományig.

Ø Ha növeli az áramkör kapacitását és az Arduino kódban szereplő értékét, akkor az ismeretlen induktivitás megtalálásának tartománya is bizonyos mértékig nő.

Ø Ez a projekt célja, hogy hozzávetőleges elképzeléseket adjon az ismeretlen induktivitás megtalálásához.

9. lépés: Soros I2C LCD kijelző adapter

A soros I2C LCD kijelző adapter a párhuzamos 16 x 2 karakteres LCD kijelzőt soros i2C LCD -vé alakítja, amely mindössze 2 vezetékkel vezérelhető. Az adapter PCF8574 chipet használ, amely I/O bővítőként szolgál, és kommunikál az Arduino -val vagy bármely más mikrokontrollerrel az I2C protokoll használatával. Összesen 8 LCD kijelző csatlakoztatható ugyanahhoz a két vezetékes I2C buszhoz, és mindegyik kártya különböző címmel rendelkezik.

Arduino LCD I2C könyvtár csatolva.

10. lépés: A projekt pillanatképei

Végső kimenet a projekt LCD -jén induktorokkal vagy anélkül

11. lépés: Arduino kód

az Arduino kód csatolva van.