Милиометров щит Arduino - Допълнение: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Този проект е по -нататъшно развитие на моя стар, описан в този сайт. Ако се интересувате … прочетете нататък …

Надявам се, че ще имате удоволствие.

Стъпка 1: Кратко въвеждане

Тази инструкция е допълнение към моя стар: ДИГИТАЛЕН МНОГОМЕТРОВ ЩИТ ЗА ARDUINO

Това е допълнителна функция, но може да се използва абсолютно независимо. Печатната платка поддържа както старата, така и новата функционалност - зависи кои устройства ще бъдат запоени и кой код ще бъде зареден в arduino.

ВНИМАНИЕ!: Всички правила за безопасност са описани в предишните инструкции. Моля, прочетете ги внимателно

Приложеният тук код работи само за новата функция. Ако искате да използвате пълната функционалност, трябва да обедините умело двата кода. Внимавайте - кодът за едни и същи процедури и в двете скици може да съдържа малки несъответствия..

Стъпка 2: Защо го направих?

Този милиомов метър може да бъде много полезен в някои случаи - може да се използва по време на отстраняване на грешки на някои електронни устройства, които имат къси връзки вътре, за локализиране на дефектирали кондензатори, резистори, чипове и т.н. локализира изгорялото устройство, измерващо съпротивлението на проводимите печатни платки и намира място с минимално съпротивление. Ако се интересувате повече от този процес - можете да намерите много видеоклипове за.

Стъпка 3: Схемите - допълнение

Добавените устройства в сравнение със стария DMM дизайн са маркирани с червен правоъгълник. Ще обясня принципа на работа на втората опростена схема:

Прецизен референтен чип за напрежение създава много стабилна и точна референтна стойност на напрежението. Използвах REF5045 от Texas Instruments, изходното му напрежение е 4.5V. Захранва се от щифт arduino 5V. Може да се използва и други прецизни референтни чипове за напрежение - с различни изходни напрежения. Генерираното от напрежението на чипа се филтрира и зарежда с резистивен делител на напрежение. Най -горният резистор е 470 ома, а най -долният - съпротивлението, което искаме да измерим. В този дизайн максималната му стойност е 1 Ом. Напрежението в средната точка на делителя на напрежението се филтрира отново и се умножава по опампа, работеща в неинвертираща конфигурация. Неговото усилване е зададено на 524. Такова усилено напрежение се взема от Arduino ADC и се преобразува в 10-битова цифрова дума и по-нататък се използва за изчисляване на долното съпротивление на делителя на напрежението. Можете да видите изчисленията за съпротивление от 1 ом на снимката. Тук използвах измерената стойност на напрежението на изхода на чипа REF5045 (4.463V). Това е малко по -малко от очакваното, тъй като чипът е зареден с почти най -високия ток, разрешен в листа с данни. С посочените в този проект стойности милиомметърът има обхват на входа от макс. 1 ом и може да измерва съпротивлението с 10 -битова резолюция, което ни дава възможност да усетим разликата в резисторите от 1 mOhm. Има някои изисквания към opamp:

1. Обхватът на входа му трябва да включва отрицателната релса
2. Тя трябва да има възможно най -малък офсет

Използвах OPA317 от Texas Instruments-Това е единично захранване, единична опампа в чип, в пакет SOT-23-5 и има вход и изход от релса до релса. Неговото изместване е по -малко от 20 uV. По -добро решение може да бъде OPA335 - дори с по -малко отместване.

В този дизайн целта не е била да има абсолютна точност на измерване, а да може да се усети точно различието в съпротивленията - да се определи кое има по -малко съпротивление. Абсолютната точност на такива устройства е трудно да се постигне, без да има друг прецизен измервателен апарат, който да ги калибрира. За съжаление това не е възможно в домашни лаборатории.

Тук можете да намерите всички проектни данни. (Схеми на Eagle, оформление и Gerber файлове, подготвени в съответствие с изискванията на PCBWAY)

Стъпка 4: ПХБ …

Поръчах платките в PCBWAY. Направиха ги много бързо на много ниска цена и ги имах само след две седмици след поръчката. Този път исках да проверя черните (В тази фабрика няма допълнителни пари за печатни платки, различни от зелени). Можете да видите на снимката колко добре изглеждат.

Стъпка 5: Щитът е запоен

За да тествам функционалността на милиома-метър, запоявах само устройствата, които служат за тази функция. Добавих и LCD екрана.

Стъпка 6: Време за кодиране

Скицата на arduino е приложена тук. Той е подобен на този на DMM щита, но по -прост.

Тук използвах същата процедура за измерване на напрежението: Напрежението се взема 16 пъти и се осреднява. Няма допълнителна корекция за това напрежение. Единствената корекция е измерването на захранващото напрежение arduino (5V), което също е отправна точка за ADC. Програмата има два режима - измерване и калибриране. Ако по време на измерването се натисне клавиша за режим, се извиква процедура за калибриране. Сондите трябва да бъдат свързани здраво и да задържат за 5 секунди. По този начин тяхното съпротивление се измерва, съхранява (не в ROM) и допълнително се извлича от изпитваното съпротивление. На видеото може да се види такава процедура. Съпротивлението се измерва на ~ 100 mOhm и след калибрирането се нулира. След това може да се види как тествам устройството с помощта на парче спойка - измерване на съпротивлението на различни дължини на проводника. Когато използвате това устройство, е много важно да държите сондите здрави и да ги остри - измереното съпротивление е много чувствително и към налягането, използвано за измерване. Може да се види, че ако сондите не са свързани -етикетът "Overflow" мига на LCD.

Добавих и светодиод между тестовата сонда и заземяващата. Той е включен, когато сондите не са свързани и захваща изходното напрежение до ~ 1.5 V. (Може да защити някои устройства с ниско захранване). Когато сондите са свързани, светодиодът е изключен и не трябва да има никакво влияние върху измерването.

Това е всичко приятели!:-)