Merilnik induktivnosti z uporabo Arduina: 12 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

No, tukaj bomo zgradili merilnik induktivnosti z uporabo mikrokrmilnika Arduino. S to metodo lahko izračunamo induktivnost okoli 80uH do 15, 000uH, vendar bi morala delovati za induktorje nekoliko manjše ali veliko večje.

1. korak: Potrebni materiali

Ø Arduino uno/nano x 1

Ø LM393 Primerjalnik x 1

Ø 1n5819/1n4001 dioda x 1

Ø 150 ohmski upor x 1

Ø 1k ohmski upor x 2

Ø 1uF nepolarni kondenzator x 1

Ø Neznani induktorji

Ø Lcd (16 x 2) x 1

Ø Lcd I2C modul x 1

Ø Mostične žice in glave

2. korak: Potrebna je naprava

Ø Rezalnik

Ø spajkalnik

Ø Pištola za lepilo

3. korak: Ozadje

Induktor vzporedno s kondenzatorjem se imenuje LC

vezje. Tipični merilnik induktivnosti ni nič drugega kot LC oscilator širokega razpona. Pri merjenju induktorja dodana induktivnost spremeni izhodno frekvenco oscilatorja. Z izračunom te spremembe frekvence lahko ugotovimo induktivnost glede na meritev.

Mikrokrmilniki so grozni pri analizi analognih signalov. ATMEGA328 ADC je sposoben vzorčiti analogne signale pri 9600Hz ali.1ms, kar je hitro, vendar ni blizu temu, kar ta projekt zahteva. Pojdimo naprej in uporabimo čip, posebej zasnovan za pretvorbo signalov iz resničnega sveta v osnovne digitalne signale: primerjalnik LM393, ki preklopi hitreje kot običajni op -amp LM741. Takoj, ko napetost v vezju LC postane pozitivna, bo LM393 lebdeč, kar lahko visoko potegnete z vlečnim uporom. Ko napetost v vezju LC postane negativna, bo LM393 potegnil svoj izhod na ozemljitev. Opazil sem, da ima LM393 visoko kapacitivnost na izhodu, zato sem uporabil dvig z nizkim uporom.

Torej bomo uporabili impulzni signal v vezju LC. V tem primeru bo od arduina 5 voltov. Nekaj časa polnimo vezje. Nato napetost spremenimo s 5 voltov neposredno na 0. Ta impulz povzroči, da vezje resonira in ustvari oblazinjen sinusni signal, ki niha na resonančni frekvenci. Kar moramo storiti, je izmeriti to frekvenco in pozneje po formulah pridobiti vrednost induktivnosti.

4. korak: Formule

Kot vemo, je frekvenca LC ckt:

f = 1/2*pi*(LC)^0,5

Zato smo zgornjo enačbo spremenili tako, da smo našli neznano induktivnost iz vezja. Potem je končna različica enačbe:

L = 1/4*pi^2*f^2*C

V zgornjih enačbah, kjer je F resonančna frekvenca, je C kapacitivnost in L je induktivnost.

5. korak: vezje (shematično in dejansko)

6. korak: Pomen funkcije PulseIn ()

Prebere impulz (VISOK ali NIZK) na zatiču. Na primer, če je vrednost HIGH, pulseIn () počaka, da se nožica premakne od LOW do HIGH, začne meriti čas, nato počaka, da se nožica zniža in ustavi merjenje. Vrne dolžino impulza v mikrosekundah

ali odstopi in vrne 0, če v času omejitve ni bil sprejet popoln impulz.

Čas te funkcije je bil določen empirično in bo verjetno pokazal napake pri daljših impulzih. Deluje na impulze od 10 mikrosekund do 3 minute.

Sintaksa

pulseIn (pin, vrednost)

pulseIn (pin, vrednost, časovna omejitev)

7. korak: Serijski izhod

V tem projektu uporabljam serijsko komunikacijo s hitrostjo 9600 za ogled rezultatov na serijskem monitorju.

8. korak: Pomen projekta

Ø Naredite sami (DIY projekt), da poiščete neznano induktivnost do nekega območja od 100uH do nekaj tisoč uH.

Ø Če povečate kapacitivnost v vezju in njeno vrednost v kodi Arduino, se do neke mere poveča tudi obseg iskanja neznane induktivnosti.

Ø Ta projekt je zasnovan tako, da daje grobo predstavo za iskanje neznane induktivnosti.

9. korak: Serijski adapter za LCD zaslon I2C

Serijski vmesnik LCD zaslona I2C pretvori vzporedno zasnovan LCD zaslon velikosti 16 x 2 znakov v serijski zaslon LCD i2C, ki ga je mogoče upravljati prek samo dveh žic. Adapter uporablja čip PCF8574, ki služi kot V/I razširitelj, ki komunicira z Arduinom ali katerim koli drugim mikrokrmilnikom po protokolu I2C. Na isto dvožično vodilo I2C je mogoče priključiti skupaj 8 LCD zaslonov, pri čemer ima vsaka plošča drugačen naslov.

Arduino lcd I2C knjižnica priložena.

10. korak: Posnetki projekta

Končni izhod na lcd projektu z induktorji ali brez njih

11. korak: Arduino koda

koda Arduino je priložena.