Arduino ščit za miliohm meter - Dodatek: 6 korakov

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

Ta projekt je nadaljnji razvoj mojega starega, opisanega na tem spletnem mestu. Če vas zanima … preberite naprej …

Upam, da boste uživali.

Korak: Kratek vnos

Ta navodilo je dodatek k mojemu staremu: DIGITALNI MULTIMETRANSKI ŠTIT ZA ARDUINO

To je dodatna funkcija, vendar jo je mogoče uporabljati popolnoma neodvisno. PCB podpira tako staro kot novo funkcionalnost, odvisno od tega, katere naprave je treba spajkati in katero kodo naložiti v arduino.

OPOZORILO!: Vsa varnostna pravila so opisana v prejšnjih navodilih. Prosimo, da jih pozorno preberete

Koda, ki je priložena tukaj, deluje samo za novo funkcijo. Če želite uporabiti celotno funkcionalnost, morate pametno združiti obe kodi. Bodite previdni - koda za iste postopke v obeh skicah lahko vsebuje majhna odstopanja..

2. korak: Zakaj sem to storil?

Ta miliohm meter je lahko v nekaterih primerih zelo uporaben - lahko ga uporabimo pri odpravljanju napak nekaterih elektronskih naprav, ki imajo v notranjosti kratke povezave, za iskanje okvarjenih kondenzatorjev, uporov, čipov itd. je našel izgorelo napravo, ki meri upornost prevodnih tirnic PCB in najde kraj z minimalnim uporom. Če vas zanima več o tem postopku - lahko najdete veliko videoposnetkov o tem.

3. korak: Sheme - dodatek

Dodane naprave v primerjavi s starim dizajnom DMM so označene z rdečim pravokotnikom. Razložil bom načelo dela na drugem poenostavljenem vezju:

Natančen referenčni čip napetosti ustvarja zelo stabilno in natančno referenčno napetost. Uporabil sem REF5045 podjetja Texas Instruments, njegova izhodna napetost je 4,5 V. Napaja ga arduino 5V pin. Uporablja se lahko tudi za druge natančne referenčne čipe napetosti - z različnimi izhodnimi napetostmi. Ustvarjena iz napetosti čipa se filtrira in naloži z uporovnim delilnikom napetosti. Zgornji upor je 470 ohmov, spodnji pa upor, ki ga želimo izmeriti. Pri tej zasnovi je njegova največja vrednost 1 ohm. Napetost srednje točke delilnika napetosti se ponovno filtrira in pomnoži z opamom, ki deluje v neinvertirajoči konfiguraciji. Njegov dobiček je nastavljen na 524. Tako ojačano napetost vzorči Arduino ADC in jo pretvori v 10-bitno digitalno besedo ter nato uporabi za izračun spodnjega upora napetostnega delilnika. Izračune za upor 1 Ohm si lahko ogledate na sliki. Tu sem uporabil izmerjeno vrednost napetosti na izhodu čipa REF5045 (4.463V). To je nekoliko manj od pričakovanega, ker je čip obremenjen s skoraj najvišjim tokom, ki je dovoljen v podatkovnem listu. Z danimi vrednostmi v tej zasnovi ima miliohm meter vhodno območje max. 1 Ohm in lahko meri upor z 10 -bitno ločljivostjo, kar nam daje možnost zaznati razliko v uporih 1 mOhm. Za opamp je nekaj zahtev:

1. Njegovo vhodno območje mora vključevati negativno tirnico
2. Mora imeti čim manjši odmik

Uporabil sem OPA317 podjetja Texas Instruments-To je enojna dobava, en sam opamp v čipu, v paketu SOT-23-5 in ima vhod in izhod iz železnice v železnico. Njegov odmik je manjši od 20 uV. Boljša rešitev bi lahko bila OPA335 - tudi z manj odmika.

Pri tej zasnovi namen ni bil imeti absolutno natančnost merjenja, temveč natančno zaznati razlike v uporih - opredeliti, kateri ima manjši upor. Absolutno natančnost takšnih naprav je težko doseči brez druge natančne merilne naprave za njihovo umerjanje. Žal v domačih laboratorijih to ni mogoče.

Tu najdete vse podatke o načrtovanju. (Sheme Eagle, postavitev in datoteke Gerber, pripravljene v skladu z zahtevami PCBWAY)

4. korak: PCB -ji …

PCB sem naročil pri PCBWAY. Naredili so jih zelo hitro po zelo nizki ceni in sem jih dobil šele v dveh tednih po naročilu. Tokrat sem želel preveriti črne (v tej fabi ni dodatnega denarja za drugačne od zelenih barv tiskanih vezij). Na sliki lahko vidite, kako lepo izgledajo.

5. korak: Ščit je spajkan

Za preizkus funkcionalnosti miliohm-metra sem spajkal samo naprave, ki služijo tej funkciji, dodal pa sem tudi LCD zaslon.

Korak 6: Čas za kodiranje

Skica arduino je priložena tukaj. Podoben je tistemu ščita DMM, vendar bolj preprost.

Tukaj sem uporabil isti postopek merjenja napetosti: napetost se 16 -krat vzorči in povpreči. Za to napetost ni dodatnih popravkov. Edina prilagoditev je merjenje napajalne arduino napetosti (5V), ki je tudi referenca za ADC. Program ima dva načina - merjenje in umerjanje. Če med meritvijo pritisnete tipko za način, se prične postopek umerjanja. Sonde morajo biti trdno povezane skupaj in držati 5 sekund. Na ta način se njihov upor izmeri, shrani (ne v ROM -u) in dodatno izvleče iz preskusne odpornosti. Na videoposnetku je mogoče videti tak postopek. Odpornost se meri na ~ 100 mOhm, po kalibraciji pa se nič. Po tem je mogoče videti, kako napravo preizkusim z kosom spajkalne žice - merim upor različnih dolžin žice. Pri uporabi te naprave je zelo pomembno, da sonde držite močne in da so ostre - izmerjena upornost je zelo občutljiva tudi na tlak, uporabljen za merjenje. Vidimo lahko, da če sonde niso povezane -na LCD zaslonu utripa oznaka "Overflow".

Med testno sondo in ozemljitvijo sem dodal tudi LED. Vklopljen je, ko sonde niso povezane, in pritrdi izhodno napetost na ~ 1,5 V. (lahko zaščiti nekatere naprave z nizko porabo). Ko so sonde priključene, je LED izklopljena in ne bi smela vplivati na meritve.

To je vse ljudi!:-)