Curba I - V cu Arduino: 5 pași

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04

Am decis să creez curba I – V a ledurilor. Dar am un singur multimetru, așa că am creat contor I-V simplu cu Arduino Uno.

Din Wiki: o caracteristică curent-tensiune sau curbă I-V (curbă curent-tensiune) este o relație, reprezentată de obicei ca o diagramă sau grafic, între curentul electric printr-un circuit, dispozitiv sau material și tensiunea corespunzătoare sau diferența de potențial între ea.

Pasul 1: Lista materialelor

Pentru acest proiect, veți avea nevoie de:

Arduino Uno cu cablu USB

Cablu pentru panouri și duponturi

leduri (am folosit leduri roșii și albastre de 5 mm)

rezistor de cădere (rezistență de șunt) - am decis pentru 200 ohm (pentru 5V este curent maxim 25 mA)

rezistențe sau potențiometru, folosesc amestec de rezistențe - 100k, 50k, 20k, 10k, 5k, 2.2k, 1k, 500k

Pasul 2: Circuit

Circuitul constă din testarea rezistorului de șunt led (R_drop) pentru măsurarea curentului. Pentru a schimba căderea de tensiune și curentul folosesc diverse rezistențe (R_x).

Principiul de bază este:

• obțineți curentul total I în circuit
• obțineți cădere de tensiune la testarea led Ul

Curent total I

Pentru a obține curent total, măsoară căderea de tensiune Ur pe rezistorul de șunt. Folosesc pini analogici pentru asta. Măsur tensiunea:

• U1 între GND și A0
• U2 între GND și A2

Diferit dintre aceste tensiuni este căderea de tensiune egală pe rezistorul de șunt: Ur = U2-U1.

Curentul total I este: I = Ur / R_drop = Ur / 250

Scădere de tensiune Ul

Pentru a obține căderea de tensiune pe led, scot U2 din tensiunea totală U (care ar trebui să fie 5V): Ul = U - U2

Pasul 3: Cod

plutitor U = 4980; // tensiunea dintre GND și arduino VCC în mV = tensiunea totală

plutitor U1 = 0; // 1 sondă

plutitor U2 = 0; // 2 sondă

plutitor Ur = 0; // căderea tensiunii la rezistența de șunt

plutitor Ul = 0; // căderea tensiunii pe led

plutitor I = 0; // curent total în circuit

float R_drop = 200; // rezistența rezistorului închis

configurare nulă ()

{

Serial.begin (9600);

pinMode (A0, INPUT);

pinMode (A1, INPUT);

}

bucla nulă ()

{

U1 = float (analogRead (A0)) / 1023 * U; // obțineți tensiune între GND și A0 în milliVolți

U2 = float (analogRead (A1)) / 1023 * U; // obțineți tensiune între GND și A1 în milliVolți

Ur = U2-U1; // scăderea tensiunii pe rezistența de șunt

I = Ur / R_drop * 1000; // curent total în microAmps

Ul = U-U2; // căderea tensiunii pe led

Serial.print („1”);

Serial.print (U1);

Serial.print („2”);

Serial.print (U2);

Serial.print ("////");

Serial.print ("cădere de tensiune la rezistența de șunt:");

Serial.print (Ur);

Serial.print ("cădere de tensiune pe led:");

Serial.print (Ul);

Serial.print ("curent total:");

Serial.println (I);

// pauză

întârziere (500);

}

Pasul 4: Testare

Testez 2 led-uri, roșu și albastru. După cum puteți vedea, ledul albastru are tensiunea la genunchi mai mare și de aceea ledul albastru are nevoie de un led albastru care să sufle în jur de 3 volți.

Pasul 5: Testarea rezistenței

Fac curba I - V pentru rezistor. După cum puteți vedea, graficul este liniar. Graficele arată că legea lui Ohm funcționează numai pentru rezistoare, nu pentru leduri. Calculez rezistența, R = U / I. Măsurătorile nu sunt precise la valoarea curenților mici, deoarece convertorul analog - digital în Arduino are rezoluție:

5V / 1024 = 4,8 mV și curent -> 19,2 microAmps.

Cred că erorile de măsurare sunt:

• conținuturile de panouri de testare nu sunt super concurențe și face unele erori de tensiune
• rezistențele folosite au o rezistență de aproximativ 5%
• Valorile ADC din citirea analogică oscilează