Arduino napájaný multimeter: 8 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

V tomto projekte budete stavať voltmetr a ohmmeter pomocou funkcie digitalRead Arduina. Takmer každú milisekundu budete môcť odčítať, oveľa presnejšie ako typický multimeter.

Nakoniec k údajom je možné pristupovať na sériovom monitore, ktoré je potom možné skopírovať do iných dokumentov, napr. excel, ak chcete údaje analyzovať.

Navyše, pretože typické Arduino sú obmedzené iba na 5 V, prispôsobenie obvodu rozdeľovača potenciálu vám umožní zmeniť maximálne napätie, ktoré môže Arduino merať.

Do tohto obvodu je tiež zabudovaný čip mostíkového usmerňovača, ktorý umožní multimetru merať nielen jednosmerné napätie, ale aj striedavé napätie.

Zásoby

1) 1 x prepojovací kábel Arduino nano/Arduino Uno +

2) Perfboard 5 cm x 5 cm

3) 20 x prepojovacie káble alebo vodiče

4) 1 x 1K odpor

5) 2x rezistory rovnakej hodnoty (nezáleží na tom, aké sú hodnoty)

6) 1 x 16x2 LCD obrazovka (voliteľné)

7) 1 x mostíkový usmerňovač DB107 (dá sa nahradiť 4 diódami)

8) 1 x 100K alebo 250K potenciometer

9) 6 krokodílových klipov

10) 1 x Západkový spínač

11) 1 x 9V batéria + spona konektora

Krok 1: Získanie materiálov

Väčšinu položiek je možné kúpiť z Amazonu. Na Amazone je niekoľko elektronických súprav, ktoré vám poskytnú všetky základné komponenty, ako sú odpory, diódy, tranzistory atď.

Ten, o ktorom som zistil, že mi dá peniaze, je k dispozícii na tomto odkaze.

Osobne som už mal väčšinu komponentov, pretože robím veľa z týchto typov projektov. Pre vynálezcov v Singapure je Sim Lim Tower miestom, kde si môžete kúpiť všetky elektronické súčiastky. Ja

odporúčame vesmírnu elektroniku, elektroniku Continental alebo elektroniku Hamilton na 3. poschodí.

Krok 2: Pochopenie obvodu (1)

Obvod je v skutočnosti o niečo komplikovanejší, ako by ste mohli očakávať. Tento obvod využíva rozdeľovače potenciálov na meranie odporu a pridáva funkciu premenlivého maximálneho napätia z hľadiska voltmetra.

Podobne ako multimetr môže merať napätie v rôznych fázach, 20 V, 2 000 mV, 200 mV a tak ďalej, obvod vám umožňuje zmeniť maximálne napätie, ktoré môže zariadenie merať.

Len prejdem účel rôznych komponentov.

Krok 3: Pochopenie obvodu: Účel komponentov

1) Arduino sa používa pre svoju funkciu analogRead. To umožňuje Arduinu merať potenciálny rozdiel medzi vybraným analógovým pinom a uzemňovacím pinom. V podstate napätie na vybranom pine.

2) Potenciometer sa používa na zmenu kontrastu obrazovky LCD.

3) Na základe toho sa na zobrazenie napätia použije LCD obrazovka.

4) Dva odpory rovnakej hodnoty sa použijú na vytvorenie deliča potenciálu pre voltmetr. To umožní merať napätie nad 5 V.

Oneresistor bude spájkovaný s doskou perf, zatiaľ čo druhý odpor je pripojený pomocou krokodílových svoriek.

Ak chcete väčšiu presnosť a maximálne napätie 5 V, spojte krokodílové svorky dohromady bez akéhokoľvek odporu medzi nimi. Ak chcete dosiahnuť maximálne napätie 10 V, zapojte druhý odpor medzi krokodílové svorky.

4) Mostový usmerňovač sa používa na premenu akéhokoľvek striedavého prúdu, možno z dynama, na DC. Pri meraní napätia sa teraz navyše nemusíte starať o kladné a záporné vodiče.

5) Na rozdelenie potenciálu ohmmetra sa používa odpor 1K. Pokles napätia, meraný funkciou analogRead, po vstupe 5V do deliča potenciálu, bude indikovať hodnotu odporu R2.

6) Západkový tlačidlový spínač slúži na prepínanie Arduina medzi režimom Voltmeter a Ohmmeter. Keď je tlačidlo zapnuté, hodnota je 1, Arduino meria odpor. Keď je tlačidlo vypnuté, hodnota je 0, Arduino meria napätie.

7) Z okruhu vychádza 6 krokodílových svoriek. 2 sú sondy napätia, 2 sondy ohmmetra a posledné 2 sa používajú na zmenu maximálneho napätia multimetra.

Na zvýšenie maximálneho napätia na 10 V by ste medzi rôzne maximálne krokodílové spony pridali druhý odpor s rovnakou hodnotou. Aby ste udržali maximálne napätie na 5 V, spojte tieto krokodílové kolíky dohromady bez akéhokoľvek odporu medzi nimi.

Pri akejkoľvek zmene limitu napätia pomocou rezistora sa uistite, že ste zmenili hodnotu VR v kóde Arduino na hodnotu odporu medzi meniacimi sa maximálnymi krokodílovými klipmi.

Krok 4: Zostavenie obvodu

Existuje niekoľko možností, ako zostaviť obvod.

1) Pre začiatočníkov by som na stavbu obvodu odporučil použiť breadboard. Je to oveľa menej chaotické ako spájkovanie a ladenie bude jednoduchšie, pretože drôty je možné ľahko nastaviť. Postupujte podľa pripojení uvedených na dráždivých obrázkoch.

Na poslednom mrazivom obrázku môžete vidieť 3 páry oranžových drôtov spojených s ničím. Tie sa v skutočnosti pripájajú k sondám voltmetra, sondám ohmmetra a kolíkom meniacim maximálne napätie. Horné dva sú pre ohmmeter. Stredné dva sú pre voltmetr (môže byť striedavé alebo jednosmerné napätie). A spodné dve slúžia na zmenu maximálneho napätia.

2) Pre skúsenejších jednotlivcov vyskúšajte spájkovanie obvodu na perfboarde. Bude trvalejšia a vydrží dlhšie. Pokyny si prečítajte a postupujte podľa schémy. Nesie názov new-doc.

3) Nakoniec si môžete objednať aj vopred pripravený PCB od spoločnosti SEEED. Všetko, čo musíte urobiť, je spájkovať komponenty. V kroku je pripevnený potrebný Gerberfile.

Tu je odkaz na priečinok disku Google so skomprimovaným súborom Gerber:

Krok 5: Kód pre Arduino

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

float analogr2;

float analogr1;

plavák VO1; / Napätie na rozdeľovači potenciálov pre obvod, ktorý meria odpor

plávajúce napätie;

plavákový odpor;

float VR; / Toto je odpor, ktorý sa používa na zmenu maximálneho limitu voltmetra. Dá sa to variovať

float Co; / Toto je faktor, pomocou ktorého je potrebné vynásobiť napätie zaznamenané arduinom, aby sa zohľadnil aj pokles napätia z deliča potenciálu. Je to "koeficient"

int Modepin = 8;

neplatné nastavenie ()

{

Serial.begin (9600);

lcd.begin (16, 2);

pinMode (Modepin, INPUT);

}

prázdna slučka () {

if (digitalRead (Modepin) == HIGH)

{Resistanceread (); }

inak

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

}

void Resistanceread () {

analogr2 = analogRead (A2);

VO1 = 5*(analogr2/1024);

Odpor = (2000*VO1)/(1- (VO1/5));

//Serial.println(VO1);

ak (VO1> = 4,95)

{lcd.clear (); lcd.print („nevedie“); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print („pripojený“); oneskorenie (500); }

inak

{//Serial.println(Rezistencia); lcd.clear (); lcd.print („Odpor:“); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (odpor); oneskorenie (500); }}

neplatné Voltageread () {

analogr1 = (analogRead (A0));

//Serial.println(analogr1);

VR = 0; / Túto hodnotu tu zmeňte, ak máte namiesto VR inú hodnotu odporu. Tento odpor je opäť tu, aby zmenil maximálne napätie, ktoré môže váš multimeter merať. Čím vyšší je odpor, tým vyšší je limit napätia pre Arduino.

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

//Serial.println(Co);

ak (analogr1 <= 20)

{lcd.clear (); Serial.println (0,00); lcd.print („nevedie“); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print („pripojený“); oneskorenie (500); }

inak

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

}

Krok 6: Puzdro s 3D tlačiarňou

1. Okrem akrylového krytu bude tento návod na použitie obsahovať aj puzdro s 3D tlačou, ktoré je o niečo odolnejšie a estetickejšie.

2. V hornej časti je otvor, do ktorého sa zmestí LCD displej, a na boku sú tiež dva otvory, cez ktoré môžu prechádzať sondy a kábel Arduino.

3. Na vrchu je ďalší štvorcový otvor, do ktorého sa prepínač zmestí. Tento prepínač je raz pri prepínaní medzi ohmmetrom a voltmetrom.

3. Na vnútorných stenách dna je drážka, do ktorej sa môže zasunúť hrubý kus karty, aby bol obvod správne uzavretý aj v spodnej časti.

4. Na zaistenie zadného panelu je na líci textu niekoľko drážok, kde je na jeho uviazanie možné použiť gumičku.

Krok 7: Súbory 3D tlače

1. Ako krájač bol použitý Ultimaker Cura a na návrh obalu bol použitý fusion360. 3D tlačiareň použitá na tento projekt bola Ender 3.

2. K tomuto kroku boli priložené súbory.step a.gcode.

3. Súbor.step je možné stiahnuť, ak chcete pred tlačou vykonať určité úpravy návrhu. Súbor.gcode je možné nahrať priamo do vašej 3D tlačiarne.

4. Plášť bol vyrobený z oranžového PLA a jeho tlač trvala asi 14 hodín.

Krok 8: Puzdro (bez 3D tlače)

1) Na jeho puzdro môžete použiť akékoľvek staré plastové puzdro. Horúcim nožom vyrežte otvory pre LCD a tlačidlo.

2) Okrem toho sa môžete na mojom účte pozrieť na ďalší návod, kde popíšem, ako postaviť škatuľu z akrylu rezaného laserom. Budete môcť nájsť súbor svg pre laserovú rezačku.

3) Nakoniec môžete obvod opustiť bez krytu. Bude ľahké opraviť a upraviť.