Multimetru alimentat Arduino: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

În acest proiect, veți construi un voltmetru și ohmmetru folosind funcția de citire digitală a unui Arduino. Veți putea obține o citire aproape la fiecare milisecundă, mult mai precisă decât un multimetru tipic.

În cele din urmă, datele pot fi accesate pe monitorul serial, care apoi pot fi copiate pe alte documente, de ex. excel, dacă doriți să analizați datele.

În plus, deoarece Arduino-urile tipice sunt limitate la doar 5V, o adaptare a circuitului divizorului potențial vă va permite să modificați tensiunea maximă pe care Arduino o poate măsura.

Există, de asemenea, un cip redresor de punte încorporat în acest circuit, care va permite multimetrului să măsoare nu doar tensiunea continuă, ci și tensiunea alternativă.

Provizii

1) 1 x Arduino nano / Arduino Uno + Cablu de conectare

2) 5cm x 5cm Perfboard

3) 20 x cabluri sau fire jumper

4) rezistor 1 x 1K

5) 2x rezistențe de aceeași valoare (nu contează care sunt valorile)

6) Ecran LCD 1 x 16x2 (Opțional)

7) 1 x redresor de punte DB107 (poate fi înlocuit cu 4 diode)

8) 1 x 100K sau 250K potențiometru

9) 6 cleme de crocodil

10) 1 x buton de blocare

11) 1 x baterie de 9V + clemă pentru conector

Pasul 1: Achiziționarea materialelor

Majoritatea articolelor pot fi achiziționate de pe Amazon. Există câteva kituri electronice pe Amazon care vă oferă toate componentele de bază, cum ar fi rezistențe, diode, tranzistoare etc.

Cea pe care am găsit-o pentru a-mi da o lovitură de bani este disponibilă pe acest link.

Eu personal am avut majoritatea componentelor deja, deoarece fac multe dintre aceste tipuri de proiecte. Pentru inventatorii din Singapore, Sim Lim Tower este locul potrivit pentru a cumpăra toate componentele electronice. Eu

recomandați electronice spațiale, electronice continentale sau electronice Hamilton la etajul 3.

Pasul 2: Înțelegerea circuitului (1)

Circuitul este de fapt puțin mai complicat decât v-ați putea aștepta. Acest circuit folosește divizoare de potențial pentru a măsura rezistența și a adăuga caracteristica tensiunii maxime variabile pentru aspectul voltmetrului.

Similar cu modul în care un multimetru poate măsura tensiunea în diferite etape, 20V, 2000mV, 200mV și așa mai departe, circuitul vă permite să variați tensiunea maximă pe care o poate măsura dispozitivul.

Voi doar să trec peste scopul diferitelor componente.

Pasul 3: Înțelegerea circuitului: Scopul componentelor

1) Arduino este folosit pentru funcția sa de citire analogică. Acest lucru permite Arduino să măsoare diferența de potențial dintre pinul analogic selectat și pinul de masă al acestuia. În esență, tensiunea la pinul selectat.

2) Potențiometrul este utilizat pentru a varia contrastul ecranului LCD.

3) Bazându-se pe faptul că ecranul LCD va fi utilizat pentru a afișa tensiunea.

4) Cele două rezistențe de aceeași valoare sunt utilizate pentru a crea divizorul de potențial pentru voltmetru. Acest lucru va face posibilă măsurarea tensiunilor peste doar 5V.

Oneresistorul va fi lipit pe placa de perf, în timp ce celălalt rezistor este conectat folosind cleme de crocodil.

Când doriți mai multă precizie și o tensiune maximă de 5V, veți conecta clemele de crocodil fără niciun rezistor între ele. Când doriți o tensiune maximă de 10V, veți conecta al doilea rezistor între clemele de crocodil.

4) Redresorul de punte este folosit pentru a transforma orice curent alternativ, poate dintr-o dinamă, în DC. În plus, acum nu trebuie să vă faceți griji cu privire la firele pozitive și negative atunci când măsurați tensiunea.

5) Rezistorul 1K este utilizat pentru a face divizorul de potențial pentru ohmmetru. Scăderea tensiunii, măsurată prin funcția analogRead, după introducerea 5V în divizorul de potențial va indica valoarea rezistorului R2.

6) Comutatorul de blocare este folosit pentru a comuta Arduino între modul Voltmetru și modul Ohmmetru. Când butonul este pornit, valoarea este 1, Arduino măsoară rezistența. Când butonul este oprit, valoarea este 0, Arduino măsoară tensiunea.

7) Există 6 cleme de crocodil care ies din circuit. 2 sunt probele de tensiune, 2 sunt probele de ohmmetru, iar ultimele 2 sunt utilizate pentru a varia tensiunea maximă a multimetrului.

Pentru a crește tensiunea maximă la 10V, ați adăuga al doilea rezistor de aceeași valoare între clemele maxime variabile de crocodil. Pentru a menține tensiunea maximă la 5V, conectați acei pini de crocodil împreună fără niciun rezistor între ei.

Ori de câte ori modificați limita de tensiune folosind rezistorul, asigurați-vă că schimbați valoarea VR din codul Arduino la valoarea rezistorului dintre clemele maxime variabile de crocodil.

Pasul 4: Asamblarea circuitului

Există câteva opțiuni despre cum să asamblați circuitul.

1) Pentru începători, aș recomanda utilizarea panoului pentru a construi circuitul. Este mult mai puțin dezordonat decât lipirea și va fi mai ușor de depanat, deoarece firele pot fi ajustate cu ușurință. Urmați conexiunile afișate pe imaginile interesante.

În ultima imagine încântătoare, puteți vedea 3 perechi de fire portocalii conectate la nimic. Aceștia se conectează de fapt la sondele voltmetrului, sondele ohmmetrelor și pinii variabili de tensiune maximă. Primele două sunt pentru ohmmetru. Cele două din mijloc sunt pentru voltmetru (poate fi tensiune alternativă sau continuă). Iar cele două de jos sunt pentru a varia tensiunea maximă.

2) Pentru persoanele mai experimentate, încercați să lipiți circuitul pe o placă de perfecționare. Va fi mai permanent și va dura mai mult. Citiți și urmați schema pentru îndrumare. Se numește new-doc.

3) În cele din urmă, puteți comanda și un PCB prefabricat de la SEEED. Tot ce trebuie să faceți este să lipiți componentele. Gerberfile necesare este atașat în pas.

Iată un link către un folder Google Drive cu fișierul Gerber comprimat:

Pasul 5: Cod pentru Arduino

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

plutitor analogr2;

plutitor analogr1;

plutitor VO1; / Tensiunea pe divizorul potențial pentru circuitul care măsoară rezistența

plutitor Tensiune;

rezistență la plutire;

plutitor VR; / Acesta este rezistorul care este utilizat pentru a schimba limita maximă a voltmetrului. Poate fi variat

plutitor Co; / Acesta este factorul prin care tensiunea înregistrată de arduino trebuie să fie multiplicată pentru a ține cont și de scăderea tensiunii de la divizorul potențial. Este „coeficientul”

int Modepin = 8;

configurare nulă ()

{

Serial.begin (9600);

lcd.inceput (16, 2);

pinMode (Modepin, INPUT);

}

bucla nulă () {

if (digitalRead (Modepin) == HIGH)

{Resistanceread (); }

altceva

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

}

void Resistanceread () {

analogr2 = analogRead (A2);

VO1 = 5 * (analogr2 / 1024);

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

//Serial.println(VO1);

dacă (VO1> = 4,95)

{lcd.clear (); lcd.print („Nu conduce”); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print („conectat”); întârziere (500); }

altceva

{//Serial.println(Rezistență); lcd.clear (); lcd.print ("Rezistență:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (Rezistență); întârziere (500); }}

void Voltageread () {

analogr1 = (analogRead (A0));

//Serial.println(analogr1);

VR = 0; / Modificați această valoare aici dacă aveți o valoare a rezistenței diferită în locul VR. Din nou, acest rezistor este acolo pentru a schimba tensiunea maximă pe care multimetrul dvs. o poate măsura. Cu cât este mai mare rezistența aici, cu atât este mai mare limita de tensiune pentru Arduino.

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

//Serial.println(Co);

dacă (analogr1 <= 20)

{lcd.clear (); Serial.println (0,00); lcd.print („Nu conduce”); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print („conectat”); întârziere (500); }

altceva

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

}

Pasul 6: Carcasă cu imprimantă 3D

1. În afară de carcasa acrilică, aceste Instrucțiuni vor include și o carcasă imprimată 3D, care este puțin mai durabilă și estetică.

2. Există o gaură în partea de sus pentru a se potrivi LCD-ului și există, de asemenea, două găuri pe lateral pentru a intra sondele și cablul Arduino.

3. În partea de sus, există o altă gaură pătrată pentru a se potrivi întrerupătorul. Acest comutator este schimbarea odată între ohmmetru și voltmetru.

3. Există o canelură pe pereții interiori ai fundului pentru ca o bucată groasă de card să alunece, astfel încât circuitul să fie închis corespunzător chiar și în partea de jos.

4. Pentru a fixa panoul din spate, există câteva caneluri pe fața textului unde o bandă de cauciuc poate fi utilizată pentru a-l lega.

Pasul 7: Fișiere de imprimare 3D

1. Ultimaker Cura a fost folosit ca aparat de tăiat și fusion360 a fost utilizat pentru proiectarea carcasei. Ender 3 a fost imprimanta 3D utilizată pentru acest proiect.

2. Fișierele.step și.gcode au fost atașate la acest pas.

3. Fișierul.step poate fi descărcat dacă doriți să faceți unele modificări la design înainte de tipărire. Fișierul.gcode poate fi încărcat direct pe imprimanta 3D.

4. Carcasa a fost realizată din PLA portocaliu și a durat aproximativ 14 ore pentru a fi tipărită.

Pasul 8: Carcasă (fără imprimare 3D)

1) Puteți oricare carcasă veche din plastic pentru carcasa sa. Folosind un cuțit fierbinte pentru a tăia sloturile pentru ecranul LCD și buton.

2) În plus, puteți verifica contul meu pentru un alt instructable în care descriu cum să construiți o cutie din acril tăiat cu laser. Veți putea găsi un fișier svg pentru tăietorul laser.

3) În cele din urmă, puteți părăsi circuitul fără carcasă. Va fi ușor de reparat și modificat.