Data -aanmelding met 'n hoë akkuraatheid met behulp van multimeter/Arduino/pfodApp: 10 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Opgedateer 26 April 2017 Hersiene kring en bord vir gebruik met 4000ZC USB -meters.

Geen Android -kodering nodig nie

Hierdie instruksies wys u hoe u toegang kry tot 'n wye verskeidenheid metings met 'n hoë akkuraatheid van u Arduino, en stuur dit ook op afstand vir houtkap en plotte. Raadpleeg hierdie instruksie vir hoëspoeddatalogging (2000 monsters/sek.) Met afstandsregistrasie met hoë spoed met behulp van Arduino/GL AR150/Android/pfodApp

Die AtoD-omskakelaar wat by die Arduino's ingebou is, het 'n swak akkuraatheid, tipies +/- 10% en 'n baie beperkte omvang, gewoonlik slegs 0 tot 5V DC volt. Met 'n eenvoudige stroombaan en biblioteek kan u u Arduino met outomatiese afmetings met 'n hoë akkuraatheid van 'n multimeter met 'n opties geïsoleerde RS232-verbinding voed. As u die metings vir u skets beskikbaar het, kan u die uitsette beheer op grond van die waardes. Hierdie handleiding behels ook dat u die meting op afstand, via WiFi, Bluetooth, Bluetooth Low Energy of SMS, na 'n Android -selfoon stuur om te vertoon, aan te teken en te teken met behulp van pfodApp.

Hierdie instruksies gebruik 'n Arduino Mega2560 5V -bord wat u kan koppel met 'n wye verskeidenheid kommunikasie -skilde, Ethernet, WiFi, Bluetooth V2 (klassiek), Bluetooth LE of SMS. Die koppelvlakhardeware en biblioteek wat hier aangebied word, kan ook gebruik word met 3.3V Arduino -versoenbare borde. Behalwe die Mega2560 kan u 'n wye verskeidenheid ander borde gebruik, soos UNO met en Ehternet -skild, 'n ESP8266 -basisbord (alleen), 'n bord met geïntegreerde Bluetooth Low Energy, soos Arduino 101, of borde wat aansluit by die kommunikasie sub-stelsel wat SPI gebruik, soos RedBear BLE-skild en Adafrut's Bluefruit SPI-borde. pfodDesignerV2 ondersteun al hierdie bordkombinasies en sal die kode daarvoor genereer. Die beperkende voorwaarde is dat u 'n gratis hardeware -reeks moet hê om aan te sluit op hierdie multimeter RS232 -skild.

Die stroombaan en kode wat hier aangebied word, werk met 'n aantal multimeters. Die maklik beskikbaar, goedkoop, is 'n Tekpower TP4000ZC, ook bekend as Digitek TD-4000ZC. Multimeters wat met hierdie kring en biblioteek werk, sluit in Digitek DT-4000ZC, Digitech QM1538, Digitech QM1537, Digitek DT-9062, Digitek INO2513, Digitech QM1462, PeakTech 3330, Tenma 72-7745, Uni-Trend UT30A, Uni-Trend UT30E, Uni -Trend UT60E, Voltcraft VC 820, Voltcraft VC 840

Stap 1:

Hierdie tutoriaal bestaan uit twee dele:

Die eerste deel dek die hardeware -koppelvlak van die multimeter en die kodebiblioteek met 'n Arduino Mega. As u slegs die meting in u Arduino wil kry, is dit al wat u nodig het.

Die tweede deel handel oor die stuur van die meting na 'n afgeleë Android -selfoon vir vertoning, aantekening en plotte. In hierdie voorbeeld sal ons 'n Bluetooth -skild gebruik en die basiese skets genereer met behulp van pfodDesignerV2, maar u kan ook kode genereer vir WiFi, Ethernet, Bluetooth Low Energy en SMS -verbindings met behulp van pfodDesignerV2. Die multimeterbiblioteek word dan by die basiese skets gevoeg om die kode te voltooi. Geen Android -kodering is nodig om die lesing te vertoon, aan te teken en te teken nie. Alles word beheer vanuit u Arduino -kode.

Hierdie projek is ook aanlyn beskikbaar op www.pfod.com.au

Sien hierdie instruksionele Arduino Data Glasses For My Multimeter deur Alain vir 'n afstandsbediening van die multimeter.

Stap 2: Die multimeter

Die multimeters wat in hierdie tutoriaal gebruik word, is die goedkoop (~ US40) Tekpower TP4000ZC (ook bekend as Digitek DT-4000ZC) en die ouer Digitech QM1538, wat dit nie meer verkoop word nie. Beide hierdie meters is visueel dieselfde en gebruik dieselfde RS232 -kodering van die meting.

Hier is die spesifikasies vir die Tekpower TP4000ZC: -DC Spanning: 400mV/4/40/400V ± 0.5%+5, 600V ± 0.8%Wisspanning: 4/40/400V ± 0.8%+5, 400mV/600V ± 1.2%+ 5DC Stroom: 400/4000μA ± 2.0%+5, 40/400mA ± 1.5%+5, 4/10A ± 2%+5AC Stroom: 400/4000μA ± 2.5%+3, 40/400mA ± 2%+5, 4 /10A ± 2,5%+5 Weerstand: 400Ω/4/40/400kΩ/4MΩ ± 1%+5, 40MΩ ± 2%+5 Kapasiteit: 40nF ± 3,5%+10, 400nF/4/40μF ± 3%+5, 100μF ± 3,5% +5Frekwensie: 10Hz -10MHz ± 0,1% +5 Werkingssiklus: 0,1%-99,9%± 2,5% +5 Temperatuur: 0oC - +40oC ± 3oC, -50oC - +200oC ± 0,75%± 3oC, +200oC - +750oC ± 1.5% ± 3oC, Resolusie 0.1oC via ingeslote termokoppel -sonde.

Die multimeter se RS232 -verbinding is slegs een manier en u kan nie die multimeter se instellings op afstand verander nie, dus moet u die meting handmatig kies. Die meter is egter outomaties en die spanning- en stroominstellings hanteer beide wisselstroom en gelykstroom.

Stap 3: Die hardeware van die RS232 -koppelvlak

Daar is twee koppelvlakke. Die nuwer Digitek DT-4000ZC en Tekpower TP40000ZC meters het 'n USB-kabel. Terwyl die ouer Digitek QM1538 'n RS232 9pin D-aansluitkabel voorsien het. Bogenoemde stroombaan (pdf-weergawe) wys hoe u die multi-meter se opto-koppelaar kan koppel om 'n Arduino RX-seriële pen aan te dryf. Opmerking: hierdie kring is opgedateer om nog 'n beskermingsweerstand, R2, by te voeg vir die Digitek DT-4000ZC en Tekpower TP40000ZC meters. Hierdie weerstand is nie ingesluit op die 9 -pins D -aansluitbord wat hierbo getoon word nie.

Digitek DT-4000ZC en Tekpower TP40000ZC

Vir die Digitek DT-4000ZC en Tekpower TP40000ZC benodig u 'n 3,5 mm-klankkabel, manlik tot manlik, stereo of mono, en 'n 3,5 mm-aansluiting.

Digitek QM1538

Vir die ouer Digitek QM1538 benodig u 'n 9 -pins D -aansluiting. Die 9pin D -aansluiting het penne wat nie in die prototipe skerm kan aansluit nie. Sny net die ry van 4 penne af, sodat u die connector aan die bord kan soldeer, aangesien die kring slegs penne in die tweede ry van 5 penne gebruik. Die bevestigingspote is gebuig om die connector plat te laat lê en die connector is vasgemaak aan die prototipe skild met 'n tweedelige epoxygom ("Araldite") Die uitleg van die connectorpen hierbo is van hierdie webwerf. Die 10K -weerstand wat in die aansluiting van die RS232 -kabels (wat tussen penne 2 en 3 vasgemaak is) aangebring word, is nie nodig vir hierdie projek nie.

Koppel die sein aan 'n Arduino RX -pen

Hierdie stroombaan werk vir beide 5V en 3.3V Arduino -borde. Hier gebruik ons 'n Mega2560 (5V) Arduino en het die kring op 'n prototipe skild gemonteer, soos hierbo getoon.

'N Vliegkabel word gebruik om die TP1 op die skild aan te sluit op 'n Serial1 RX, pen D19, op die Mega2560.

Opmerking oor sagteware -reeks: aanvanklik is hierdie skild gekoppel aan 'n UNO met behulp van Software Serial op penne 10, 11. Maar as dit gekoppel is aan die Bluetooth Shield op Serial op 9600baud, het sommige ontvangsgrepe verlore gegaan. Om die RS232 na 'n hardeware -seriële verbinding te skuif, het hierdie probleem opgelos. As u dus 'n betroubare afstandsvertoning en aanmelding gebruik, benodig u 'n bord met twee of meer hardeware -reekse, soos die Mega2560, as u 'n kommunikasie -skild gebruik wat via serie verbind kan word. Ander alternatiewe is 'n UNO met en Ehternet-skild, 'n ESP8266-basisbord (alleen), 'n bord met geïntegreerde Bluetooth Low Energy soos Anduino 101 of borde wat met SPI verbind word met die kommunikasiesubstelsel, soos RedBear BLE-skild en Adafrut's Bluefruit SPI borde. pfodDesignerV2 ondersteun al hierdie borde en sal die kode daarvoor genereer.

Stap 4: Die PfodVC820MultimeterParser -biblioteek

Die Tekpower TP4000ZC en 'n aantal ander multimeter stuur die meting nie via RS232 as ASCII -teks nie, maar stuur eerder 14 grepe met bisse, afhangende van watter segmente van die LCD -skerm wat verlig word. Die kodering van die 14 grepe word in hierdie pdf verduidelik. Die pfodVC820MeterParser.zip -biblioteek dekodeer hierdie grepe in teksstringe en vlotte. (Die VC820 verwys na een van die meters wat hierdie kodering gebruik.) Sien ook QtDMM vir Windows, Mac en Linux rekenaarprogrammatuur wat 'n wye verskeidenheid multimeters hanteer.

Daar is 'n minimale voorbeeld, MeterParserExample.ino, van die gebruik van die pfodVC820MeterParser -biblioteek. Koppel die meter aan 'n 2400baud -seriële verbinding en skakel dan hasReading () elke lus om die grepe te verwerk. haveReading () sal waar word as daar 'n nuwe volledige lesing ontleed word. Dan kan u getAsFloat () bel om die waarde (afgeskaal) as 'n vlot te kry, of getAtStr () om die lesing met skaal vir druk en aanmelding te kry. Daar is ander metodes beskikbaar vir toegang tot die tipe meting, getTypeAsStr () en getTypeAsUnicode (), asook ander nutsmetodes.

#sluit "pfodVC820MeterParser.h" pfodVC820MeterParser meter in; // leemte -opstelling () {Serial.begin (74880); Reeks1.begin (2400); meter.connect (& Serial1); } vlotlesing; leemte -lus () {if (meter.haveReading ()) {lees = meter.getAsFloat (); // gebruik dit vir Arduino -berekeninge Serial.print ("Lees met eenhede:"); Serial.print (meter.getDigits ()); Serial.print (meter.getScalingAsStr ()); Serial.print (meter.getTypeAsStr ()); Serial.print (F ("= soos vlot gedruk (6 syfers):")); Serial.println (lees, 6); Serial.println ("Tyd (sek.) En lees as string vir aanmelding"); Serial.print (((float) millis ())/1000.0); Serial.print (", sek,"); Serial.print (meter.getAsStr ()); Serial.print (','); Serial.println (meter.getTypeAsStr ()); }}

Met die meter op Deg C en met behulp van die termokoppel -sonde, gee die voorbeeldskets hierdie uitset op die Arduino IDE -seriële monitor

Lees met eenhede: 25.7C = soos vlot gedruk (6 syfers): 25.700000Tyd (sek) en Lees as string om aan te meld 2.40, sek, 25.7, C

Stap 5: Deel 2 - Afstandsvertoning, aanmelding en plot

Hierdie deel van die tutoriaal behandel hoe u die meterstand op afstand op u Android -selfoon kan vertoon, teken en teken. pfodApp word gebruik om die vertoning, aantekening en plotte op u Android -selfoon te hanteer. Geen Android -programmering is nodig nie. Al die uitstallings, houtkap en plotte word volledig beheer deur u Arduino -skets. Met die gratis pfodDesignerV2 -app kan u u Android -spyskaart en grafiek ontwerp en dan 'n Arduino -skets vir u genereer.

pfodApp ondersteun 'n aantal verbindingstipes, Ethernet, WiFi, Bluetooth V2 (klassiek), Bluetooth LE of SMS. Hierdie handleiding gebruik Arduino 101 (Bluetooth Low Energy) vir die aanmelding en plotte van data. Ander Bluetooth Low Energy -borde word ook ondersteun. Hierdie tutoriaal gebruik SMS om aan te sluit op pfodApp. U kan pfodDesignerV2 gebruik om data -aanmelding en grafiek by die SMS -voorbeeld te voeg. pfodDesignerV2 het ook opsies om Arduino -kode na 'n Bluetooth V2 (klassieke) skild te genereer om aan te sluit by pfodApp.

Vir hierdie voorbeeld gebruik ons 'n Iteadstudio Bluetooth Shield V2.2 wat via 'n 9600baud seriële verbinding met die Arduino Mega2560 verbind word. Met die gratis pfodDesignerV2 -app het ons 'n eenvoudige spyskaart opgestel wat net 'n etiket bevat om die meterlesing te wys en een knoppie om die kaart oop te maak. Hierdie bladsy bevat 'n aantal tutoriale vir pfodDesignerV2. Sodra ons 'n basiese skets het, sal ons dit verander om die meteropnemer by te voeg en die meterlesing en data vir aanmelding en grafiek te stuur.

Die ontwerp van die spyskaart

In hierdie afdeling ontwerp ons 'n Android/pfodApp -spyskaart wat die meterlesing en 'n knoppie vertoon om 'n grafiek van die lesings oop te maak. Die lesings word ook in 'n lêer op die Android -selfoon gestoor

Stap 6: Voeg 'n etiket by

Installeer die gratis pfodDesignerV2 en begin 'n nuwe spyskaart.

Die standaarddoel is Serial op 9600baud, wat nodig is vir die Iteadstudio Bluetooth Shield V2.2. As u met 'n Bluetooth Lae Energie -toestel of Wifi of SMS verbind, klik dan op Doel om die keuse te verander.

Om 'n etiket by te voeg om die meterlesing te vertoon, klik op Voeg menu -item by en kies af om af te kies om Etiket te kies.

Kies 'n geskikte lettergrootte en kleure. Laat die teks as etiket, aangesien ons die gegenereerde kode sal verander om dit later met die metermeting te vervang. Hier het ons lettergrootte op +7 gestel, lettertipe kleur rooi en agtergrond op silwer.

Gaan terug na die Editing Menu_1 -skerm en stel 'n Refresh Interval 1 sek. Die pfodApp sal die spyskaart ongeveer een keer per sekonde weer versoek om die nuutste lesing in die etiket te vertoon.

Stap 7: Voeg 'n grafiekknoppie by

Klik weer op Voeg menu -item by om 'n kaartknoppie by te voeg.

Wysig die teks van die kaartknoppie tot iets wat geskik is, bv. Net "Chart" en kies 'n lettergrootte en kleure.

Klik dan op die "Chart" -knoppie om die plotbewerkingsskerm oop te maak. Daar sal slegs een plot wees, klik dan op die knoppies Bewerk plot 2 en wysig plot 3 en blaai af en klik op Versteek plot vir elkeen van hulle.

Wysig die kaartetiket na iets wat geskik is, bv. "Multimeter". U hoef nie die ander plotinstellings te verander nie, aangesien ons die skets sal aanpas om verskillende y-as-etikette te stuur, afhangende van die multimeter-instelling.

Gaan uiteindelik terug na die Editing Menu_1 en Edit Prompt, dit stel die teks onderaan die spyskaart en die algehele agtergrondkleur van die spyskaart in. Hier het ons die opdrag gestel op 'Remote Multimeter' met lettergrootte +3 en agtergrondkleur Silwer.

U kan nou teruggaan na Editing Menu_1 en op Preview Menu klik om 'n voorbeeld van die spyskaartontwerp te sien.

As u nie van die ontwerp hou nie, kan u dit verander voordat u die kode genereer. As u die etiket uit die knoppie wil spasieer, kan u 'n paar leë etikette byvoeg soos hier beskryf. Die toevoeging van 'n grafiek en aanmeldingsdata oor hoe om Arduino -data op Android te vertoon/te plot, is nog 'n handleiding oor pfodDesignerV2/pfodApp -datalogging en -kaart.

Stap 8: Genereer die Arduino -skets

Om die Arduino -kode wat hierdie spyskaart in pfodApp vertoon, te genereer, gaan terug na die Editing Menu_1 -skerm en blaai af en klik op die knoppie Generate Code.

Klik op die knoppie "Skryf kode na lêer" om die Arduino -skets na die /pfodAppRawData/pfodDesignerV2.txt -lêer op u selfoon te stuur. Verlaat dan die pfodDesignerV2. Dra die pfodDesignerV2.txt -lêer oor na u rekenaar met behulp van 'n USB -verbinding of 'n lêeroordragprogram, soos wifi file transfer pro. 'N Afskrif van die gegenereerde skets is hier, pfodDesignerV2_meter.txt

Laai die skets in u Arduino IDE en programmeer u Uno (of Mega) bord. Voeg dan die Iteadstudio Bluetooth Shield V2.2 by. Installeer pfodApp op u Android -selfoon en skep 'n nuwe Bluetooth -verbinding met die naam Multimeter. Sien pfodAppForAndroidGettingStarted.pdf vir hoe om nuwe verbindings te skep. As u dan pfodApp gebruik om die Multimeter -verbinding oop te maak, sien u die ontwerpte spyskaart.

Om die grafiek oop te maak, vertoon niks interessants nie, want ons het nie bygevoeg in die multimeter hardeware/sagteware nie.

Stap 9: Voeg die multimeter by

Ons sal die gegenereerde skets verander om die multimeter -ontleder by te voeg en sy data na u Android -selfoon te stuur. Die volledige aangepaste skets is hier, pfod_meter.ino

Hierdie wysigings voeg die multimeter -ontleder en 'n timer van 5 sekondes by. As daar geen nuwe geldige lesing in die tyd is nie, stop die skets met die stuur van data en werk die Android/pfodApp -skerm op na " - - -". Namate die handmatige keuse van die meter verander word, word die kaartetikette bygewerk, maar u moet die kaart verlaat en dit weer kies om die nuwe etikette te sien. Aan die ander kant word die meterlesing elke sekonde outomaties bygewerk. Uiteindelik hanteer pfodApp Unicode standaard, dus word die metode getTypeAsUnicode () gebruik om die Unicode vir ohms, Ω en degsC, ℃ vir die meterweergawe terug te gee.

Die kaartknoppie toon 'n opdateringskaart van die lesings:-

Die grafiekdata, in CSV -formaat, word ook gestoor in 'n lêer op u Android -selfoon onder /pfodAppRawData/Mulitmeter.txt om dit later na u rekenaar oor te dra en na 'n sigblad in te voer vir verdere berekeninge en kartering.

Stap 10: Die sketsaanpassings in detail

1. Laai die pfodVC820MeterParser.zip -biblioteek af en maak dan Arduino IDE oop en klik in die Skets → Sluit biblioteek in → Voeg.zip by om hierdie biblioteek by u IDE te voeg.
2. Voeg die pfodVC820MeterParser -biblioteek by die skets. Klik op Skets → Sluit biblioteek in → pfodVC820MeterParser. Dit sal die insluitende verklarings bo -aan die skets byvoeg.
3. Wysig pfodParser_codeGenerated parser ("V1"); na pfodParser_codeGenerated parser (""); Dit skakel die kasgeheue in pfodApp uit, sodat u spyskaartveranderings vertoon word. U kan terugkeer na "V3" as u klaar is met al u veranderings om die kasgeheue weer in te skakel.
4. Voeg hierdie lyne by om die voorwerpe vir die sagteware -reeks en die multimeter te skep. pfodVC820MeterParser meter;
5. Aan die einde van die opstelling () voeg Serial1.begin (2400) by; meter.connect (& Serial1);
6. Bo lus () voeg ongetekende lang validReadingTimer = 0; konst ongetekende lang VALID_READINGS_TIMEOUT = 5000; // 5secs bool haveValidReadings = true; // op waar gestel, met geldige lesings int metingType = meter. NO_READING; en bo -aan die lus () voeg as (meter.haveReading ()) {if (meter.isValid ()) {validReadingTimer = millis (); haveValidReadings = waar; } int newType = meter.getType (); if (metingTipe! = newType) {// voer nuwe dataloggingtitels uit parser.print (F ("sek,")); parser.println (meter.getTypeAsStr ()); } metingTipe = nuwe tipe; } as ((millis () - validReadingTimer)> VALID_READINGS_TIMEOUT) {haveValidReadings = false; // geen nuwe geldige lesing in die afgelope 5 sek nie}
7. Verder in die lus vervang parser.print (F ("{= Multimeter | tyd (sekondes) | Plot_1 ~~~ ||}")); met parser.print (F ("{= Multimeter | tyd (sek.) | Meterstand ~~~")); parser.print (meter.getTypeAsStr ()); parser.print (F ("||}"));
8. Onderaan lus () vervang sendData (); met if (haveValidReadings) {sendData (); }
9. In sendData () vervang parser.print (','); parser.print (((float) (plot_1_var-plot_1_varMin)) * plot_1_scaling + plot_1_varDisplayMin); met parser.print (','); parser.print (meter.getAsStr);
10. In sendMainMenu () vervang parser.print (F ("~ Label")); met parser.print ('~'); as (haveValidReadings) {parser.print (meter.getDigits ()); parser.print (meter.getScalingAsStr ()); parser.print (meter.getTypeAsUnicode ()); } anders {parser.print (F (" - - -")); }
11. Voeg in sendMainMenuUpdate () parser.print (F ("|! A")); parser.print ('~'); as (haveValidReadings) {parser.print (meter.getDigits ()); parser.print (meter.getScalingAsStr ()); parser.print (meter.getTypeAsUnicode ()); } anders {parser.print (F (" - - -")); } Om die lesing op te dateer wanneer u menu -kas gebruik.

Afsluiting

Hierdie handleiding het getoon hoe u 'n goedkoop multimeter via RS232 aan 'n Arduino Mega2560 kan koppel. Baie ander borde word ook ondersteun. Die pfodVC820MeterParserbiblioteek ontleed die multimeterdata in vlotte vir Arduino -berekeninge en snare vir vertoning en aanmelding. pfodDesignerV2 is gebruik om 'n basiese skets te genereer om die multimeterlesing te vertoon en 'n grafiek van die waardes in 'n Android -selfoon te toon met behulp van pfodApp. Geen Android -programmering is nodig nie. By hierdie basiese skets is die multimeter -hantering bygevoeg en die laaste skets vertoon die huidige multimeterlesing op u Android -selfoon, asook die lesings in kaart te bring en dit in 'n lêer op u selfoon aan te meld vir latere gebruik.