Scutul Arduino Miliohm-metru - Addendum: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Acest proiect este dezvoltarea ulterioară a vechiului meu descris în acest site. Dacă sunteți interesat … vă rugăm să citiți mai departe …

Sper că veți avea plăcere.

Pasul 1: Intruducție scurtă

Acest instructabil este un addendum la vechiul meu: SCUT MULTIMETRU DIGITAL PENTRU ARDUINO

Este o caracteristică suplimentară, dar poate fi utilizată absolut independent. PCB acceptă atât funcționalitatea veche, cât și cea nouă - depinde de dispozitivele care trebuie lipite și de codul care trebuie încărcat în arduino.

AVERTIZARE!: Toate regulile de siguranță sunt descrise în instrucțiunile anterioare. Vă rugăm să le citiți cu atenție

Codul atașat aici funcționează numai pentru noua funcție. Dacă doriți să utilizați funcționalitatea completă, trebuie să combinați inteligent ambele coduri. Aveți grijă - codul pentru aceleași proceduri din ambele schițe ar putea conține mici discrepanțe..

Pasul 2: De ce am făcut-o?

Acest contor miliohm poate fi foarte util în unele cazuri - poate fi utilizat în timpul depanării unor dispozitive electronice care au conexiuni scurte în interior, pentru a localiza condensatori defectați, rezistențe, cipuri etc. etc. a localizat dispozitivul ars măsurând rezistența pistelor conductoare de PCB și găsind locul cu rezistență minimă. Dacă sunteți interesat mai multe despre acest proces - puteți găsi o mulțime de videoclipuri despre.

Pasul 3: Schemele - Addendum

Dispozitivele adăugate în comparație cu vechiul design DMM sunt marcate cu dreptunghi roșu. Voi explica principiul de lucru pe al doilea circuit simplificat:

Un cip de referință de tensiune precisă creează o referință de tensiune foarte stabilă și exactă. Am folosit REF5045 de la Texas Instruments, tensiunea sa de ieșire este de 4,5V. Este furnizat de pinul arduino 5V. Poate fi folosit și alte cipuri de referință precise de tensiune - cu tensiuni de ieșire diferite. Generat de tensiunea cipului este filtrat și încărcat cu un divizor de tensiune rezistiv. Al cărui rezistor superior este de 470 Ohm, iar cel inferior - rezistența pe care vrem să o măsurăm. În acest design, valoarea sa maximă este de 1 Ohm. Tensiunea punctului de mijloc al divizorului de tensiune este filtrată din nou și înmulțită cu un opamp care funcționează în configurație fără inversare. Câștigul său este setat la 524. O astfel de tensiune amplificată este eșantionată de Arduino ADC și convertită în cuvânt digital de 10 biți și utilizată în continuare pentru calcularea rezistenței inferioare a divizorului de tensiune. Puteți vedea calculele pentru rezistența de 1 Ohm pe imagine. Aici am folosit valoarea tensiunii măsurate la ieșirea cipului REF5045 (4.463V). Este puțin mai puțin decât se aștepta, deoarece cipul este încărcat de curentul cel mai mare permis în foaia tehnică. Cu valorile date în acest proiect, contorul miliohm are un domeniu de intrare de max. 1 Ohm și poate măsura rezistența cu o rezoluție de 10 biți, ceea ce ne oferă posibilitatea de a simți diferența de rezistențe de 1 mOhm. Există câteva cerințe pentru opamp:

1. Domeniul său de intrare trebuie să includă șina negativă
2. Trebuie să aibă un offset cât mai mic

Am folosit OPA317 de la Texas Instruments - Este o singură sursă, un singur opamp în cip, în pachetul SOT-23-5 și are intrare și ieșire șină-șină. Decalajul său este mai mic de 20 uV. O soluție mai bună ar putea fi OPA335 - chiar și cu un decalaj mai mic.

În acest design, scopul nu a fost de a avea o precizie absolută de măsurare, ci de a fi capabil să sesizeze cu precizie diferențele în rezistențe - pentru a defini care are rezistență mai mică. Precizia absolută pentru astfel de dispozitive este dificil de atins fără a avea un alt aparat de măsurare precis care să le calibreze. Din păcate, acest lucru nu este posibil la laboratoarele de acasă.

Aici puteți găsi toate datele de proiectare. (Schemele Eagle, aspectul și fișierele Gerber pregătite în conformitate cu cerințele PCBWAY)

Pasul 4: PCB-uri …

Am comandat PCB-urile la PCBWAY. Le-au făcut foarte repede la preț foarte mic și le-am avut doar în două săptămâni după comandă. De data aceasta am vrut să le verific pe cele negre (în această fab nu există bani suplimentari pentru PCB-uri diferite decât cele de culoare verde). Puteți vedea pe imagine cât de frumos arată.

Pasul 5: Scutul lipit

Pentru a testa funcționalitatea miliohm-metru am lipit numai dispozitivele care servesc pentru această funcție. Am adăugat și ecranul LCD.

Pasul 6: Timp pentru cod

Schița arduino este atașată aici. Este similar cu cel al scutului DMM, dar mai simplu.

Aici am folosit aceeași procedură de măsurare a tensiunii: Tensiunea este eșantionată de 16 ori și mediată. Nu există nicio altă corecție pentru această tensiune. Singura reglare este măsurarea tensiunii arduino de alimentare (5V), care este, de asemenea, o referință pentru ADC. Programul are două moduri - măsurare și calibrare. Dacă este apăsată tasta de mod în timpul măsurării, se invocă o procedură de calibrare. Sondele trebuie conectate puternic împreună și menținute timp de 5 secunde. În acest fel, rezistența lor este măsurată, stocată (nu în ROM) și extrasă în continuare din rezistența testată. Pe videoclip se poate vedea o astfel de procedură. Rezistența este măsurată la ~ 100 mOhm și după calibrare este redusă la zero. După aceea, se poate vedea cum testez dispozitivul folosind o bucată de sârmă de lipit - măsurând rezistența diferitelor lungimi ale sârmei. Când utilizați acest dispozitiv este foarte important să țineți sondele puternice și să le ascuțiți - rezistența măsurată este foarte sensibilă și la presiunea utilizată pentru măsurare. Se poate observa că dacă sondele nu sunt conectate - eticheta „Overflow” clipește pe ecranul LCD.

Am adăugat și un LED între sonda de testare și cea de la sol. Este aprins când sondele nu sunt conectate și fixează tensiunea de ieșire la ~ 1,5V. (Poate proteja unele dispozitive de alimentare redusă). Când sondele sunt conectate, LED-ul este OPRIT și nu ar trebui să aibă nicio influență asupra măsurării.

Asta-i tot oameni buni!:-)