Multimetr napájený Arduino: 8 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

V tomto projektu budete stavět voltmetr a ohmmetr pomocí funkce digitalRead Arduina. Budete moci získat čtení téměř každou milisekundu, mnohem přesnější než typický multimetr.

Nakonec jsou data přístupná na sériovém monitoru, který lze poté zkopírovat do jiných dokumentů, např. excel, pokud chcete data analyzovat.

Navíc, protože typické Arduino jsou omezeny pouze na 5V, přizpůsobení obvodu děliče potenciálu vám umožní změnit maximální napětí, které může Arduino měřit.

Do tohoto obvodu je také začleněn čip můstkového usměrňovače, který umožní multimetru měřit nejen stejnosměrné napětí, ale také střídavé napětí.

Zásoby

1) 1 x propojovací kabel Arduino nano/Arduino Uno +

2) Perfboard 5 cm x 5 cm

3) 20 x propojovací kabely nebo vodiče

4) 1 x 1K odpor

5) 2x odpory stejné hodnoty (nezáleží na tom, jaké jsou hodnoty)

6) 1 x 16x2 LCD obrazovka (volitelně)

7) 1 x můstkový usměrňovač DB107 (lze nahradit 4 diodami)

8) 1 x 100K nebo 250K potenciometr

9) 6 krokodýlích spon

10) 1 x Západkový spínač

11) 1 x 9V baterie + konektorová svorka

Krok 1: Získání materiálů

Většinu položek lze zakoupit mimo Amazon. Na Amazonu je několik elektronických souprav, které vám poskytnou všechny základní komponenty, jako jsou odpory, diody, tranzistory atd.

Ten, který jsem našel, aby mi vydělal peníze, je k dispozici na tomto odkazu.

Osobně jsem již měl většinu komponent, protože dělám mnoho těchto typů projektů. Pro vynálezce v Singapuru je Sim Lim Tower místem k nákupu všech elektronických součástek. Já

doporučujeme vesmírnou elektroniku, elektroniku Continental nebo elektroniku Hamilton ve 3. patře.

Krok 2: Pochopení obvodu (1)

Obvod je ve skutečnosti o něco složitější, než byste čekali. Tento obvod využívá děliče potenciálu k měření odporu a přidává funkci proměnného maximálního napětí pro aspekt voltmetru.

Podobně jako multimetr může měřit napětí v různých stupních, 20V, 2000mV, 200mV atd., Obvod umožňuje měnit maximální napětí, které může zařízení měřit.

Jen si projdu účel různých komponent.

Krok 3: Pochopení obvodu: Účel součástí

1) Pro funkci analogRead se používá Arduino. To umožňuje Arduinu měřit potenciální rozdíl mezi vybraným analogovým pinem a jeho zemnicím pinem. V podstatě napětí na vybraném pinu.

2) Potenciometr slouží ke změně kontrastu obrazovky LCD.

3) Na základě toho bude k zobrazení napětí použit LCD displej.

4) Dva odpory stejné hodnoty se používají k vytvoření děliče potenciálu pro voltmetr. To umožní měřit napětí nad pouhých 5V.

Oneresistor bude připájen na desku perf, zatímco druhý odpor je připojen pomocí krokodýlových svorek.

Pokud chcete větší přesnost a maximální napětí 5V, spojíte krokodýlí svorky dohromady bez jakéhokoli odporu mezi nimi. Pokud chcete maximální napětí 10 V, připojíte druhý odpor mezi krokodýlí svorky.

4) Můstkový usměrňovač se používá k přeměně libovolného střídavého proudu, možná z dynama, na DC. Při měření napětí se navíc nyní nemusíte starat o kladné a záporné vodiče.

5) Rezistor 1K se používá k dělení potenciálu ohmmetru. Pokles napětí, měřený funkcí analogRead, po vstupu 5V do děliče potenciálu bude indikovat hodnotu odporu R2.

6) Přepínač se západkou slouží k přepínání Arduina mezi režimem Voltmetr a Ohmmetr. Když je tlačítko zapnuté, hodnota je 1, Arduino měří odpor. Když je tlačítko vypnuté, hodnota je 0, Arduino měří napětí.

7) Z okruhu vychází 6 krokodýlích klipů. 2 jsou napěťové sondy, 2 jsou ohmmetrové sondy a poslední 2 se používají ke změně maximálního napětí multimetru.

Chcete -li zvýšit maximální napětí na 10 V, přidejte mezi různé krokosvorkové klipy druhý odpor stejné hodnoty. Abyste udrželi maximální napětí na 5 V, spojte tyto krokodýlí kolíky dohromady bez odporu mezi nimi.

Při každé změně napěťového limitu pomocí rezistoru nezapomeňte změnit hodnotu VR v kódu Arduino na hodnotu odporu mezi měnícími se maximálními krokodýlími klipy.

Krok 4: Sestavení obvodu

Existuje několik možností, jak obvod sestavit.

1) Pro začátečníky bych doporučil použít na stavbu obvodu prkénko. Je to mnohem méně chaotické než pájení a bude snadnější ladit, protože dráty lze snadno upravit. Postupujte podle připojení zobrazených na třepetajících se obrázcích.

Na posledním šumivém obrázku můžete vidět 3 páry oranžových vodičů připojených k ničemu. Ty se ve skutečnosti připojují k voltmetrovým sondám, ohmmetrovým sondám a kolíkům měnícím maximální napětí. Horní dva jsou pro ohmmetr. Prostřední dva jsou pro voltmetr (může být střídavé nebo stejnosměrné napětí). A spodní dva jsou pro změnu maximálního napětí.

2) Pro zkušenější jedince vyzkoušejte pájení obvodu na perfboard. Bude trvalejší a vydrží déle. Pokyny si přečtěte a postupujte podle schématu. Jmenuje se new-doc.

3) Nakonec si můžete také objednat předem vyrobený PCB od SEEED. Vše, co musíte udělat, je pájet součásti. V kroku je připojen potřebný Gerberfile.

Zde je odkaz na složku Google Drive se zipovým souborem Gerber:

Krok 5: Kód pro Arduino

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

float analogr2;

float analogr1;

plovák VO1; / Napětí na děliči potenciálu pro obvod, který měří odpor

plovoucí napětí;

plovoucí odpor;

float VR; / Toto je odpor, který se používá ke změně maximálního limitu voltmetru. Lze to obměňovat

float Co; / Toto je faktor, kterým se musí znásobit napětí zaznamenané arduinem, aby se také zohlednil pokles napětí z děliče potenciálu. Je to "koeficient"

int Modepin = 8;

neplatné nastavení ()

{

Serial.begin (9600);

lcd.begin (16, 2);

pinMode (Modepin, INPUT);

}

prázdná smyčka () {

if (digitalRead (Modepin) == HIGH)

{Resistanceread (); }

jiný

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

}

zrušit Resistanceread () {

analogr2 = analogRead (A2);

VO1 = 5*(analogr2/1024);

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

//Serial.println(VO1);

pokud (VO1> = 4,95)

{lcd.clear (); lcd.print („Nevede“); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print („připojeno“); zpoždění (500); }

jiný

{//Serial.println(Resistance); lcd.clear (); lcd.print ("Odpor:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (odpor); zpoždění (500); }}

neplatné Voltageread () {

analogr1 = (analogRead (A0));

//Serial.println(analogr1);

VR = 0; / Tuto hodnotu zde změňte, pokud místo VR máte jinou hodnotu odporu. Tento odpor je zde opět proto, aby změnil maximální napětí, které může váš multimetr měřit. Čím vyšší je odpor, tím vyšší je limit napětí pro Arduino.

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

//Serial.println(Co);

if (analogr1 <= 20)

{lcd.clear (); Serial.println (0,00); lcd.print („Nevede“); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print („připojeno“); zpoždění (500); }

jiný

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

}

Krok 6: Pouzdro s 3D tiskárnou

1. Kromě akrylového pouzdra bude tento Instructables vybaven také 3D tištěným pouzdrem, které je o něco odolnější a estetičtější.

2. V horní části je otvor, do kterého se vejde LCD displej, a na straně jsou také dva otvory pro průchod sond a kabelu Arduino.

3. Nahoře je další čtvercový otvor, do kterého se přepínač vejde. Tento přepínač je jednou přepínající mezi ohmmetrem a voltmetrem.

3. Na vnitřních stěnách dna je drážka pro zasunutí tlustého kusu karty, takže obvod je řádně uzavřen i ve spodní části.

4. K zajištění zadního panelu je na čelní straně textu několik drážek, k jejichž připevnění lze použít gumičku.

Krok 7: Soubory 3D tisku

1. Ultimaker Cura byl použit jako kráječ a fusion360 byl použit k návrhu pláště. 3D tiskárna použitá pro tento projekt byla Ender 3.

2. K tomuto kroku byly připojeny soubory.step a.gcode.

3. Soubor.step lze stáhnout, pokud chcete před tiskem provést nějaké úpravy návrhu. Soubor.gcode lze nahrát přímo do vaší 3D tiskárny.

4. Pouzdro bylo vyrobeno z oranžového PLA a jeho tisk trval přibližně 14 hodin.

Krok 8: Pouzdro (bez 3D tisku)

1) Pro jeho pouzdro můžete použít jakýkoli starý plastový kufr. Pomocí horkého nože vyřízněte otvory pro LCD a tlačítko.

2) Kromě toho se můžete podívat na můj účet, kde najdete další instruktáž, kde popisuji, jak postavit krabici z laserem řezaného akrylu. Pro laserovou řezačku budete moci najít soubor svg.

3) Nakonec můžete obvod opustit bez pouzdra. Bude snadné jej opravit a upravit.