Induktansiemeter met behulp van Arduino: 12 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Hier gaan ons 'n induktansiemeter bou met behulp van die Arduino -mikrobeheerder. Met hierdie metode kan ons induktansie bereken van ongeveer 80uH tot 15, 000uH, maar dit moet werk vir induktors wat 'n bietjie kleiner of veel groter is.

Stap 1: materiaal benodig

Ø Arduino uno/nano x 1

Ø LM393 Vergelyker x 1

Ø 1n5819/1n4001 diode x 1

Ø 150 ohm weerstand x 1

Ø 1k ohm weerstand x 2

Ø 1uF nie-polêre kondensator x 1

Ø Onbekende induktors

Ø Lcd (16 x 2) x 1

Ø Lcd I2C -module x 1

Ø Jumperdrade en kopstukke

Stap 2: apparaat benodig

Ø Snyer

Ø Soldeerbout

Ø Lijmpistool

Stap 3: Agtergrond

'N Spoel parallel met 'n kapasitor word 'n LC genoem

stroombaan. 'n Tipiese induktansemeter is niks anders as 'n wye reeks LC -ossillator nie. By die meting van 'n induktor verander die bygevoegde induktansie die uitsetsfrekwensie van die ossillator. En deur hierdie frekwensieverandering te bereken, kan ons die induktansie aflei, afhangende van die meting.

Mikro-beheerders is verskriklik in die ontleding van analoog seine. Die ATMEGA328 ADC is in staat om analoog seine op 9600Hz of 0,1 ms te bemonster, wat vinnig is, maar nie naby is aan wat hierdie projek vereis nie. Kom ons gebruik 'n chip wat spesiaal ontwerp is om seine uit die regte wêreld in basiese digitale seine te verander: die LM393 -vergelyker wat vinniger skakel as 'n normale LM741 -versterker. Sodra die spanning op die LC -stroombaan positief word, sal die LM393 dryf, wat met 'n optrekweerstand hoog getrek kan word. As die spanning op die LC -stroombaan negatief word, trek die LM393 sy uitset grond toe. Ek het opgemerk dat die LM393 'n hoë kapasitansie op sy uitset het, en daarom het ek 'n lae weerstandstrek gebruik.

Dus, wat ons sal doen, is om 'n polssignaal op die LC -kring toe te pas. In hierdie geval sal dit 5 volt van die arduino wees. Ons laai die kring vir 'n geruime tyd. Dan verander ons die spanning van 5 volt direk na 0. Daardie polsslag sal die stroombaan laat resoneer, wat 'n kussende sinusvormige sein laat oscilleer by die resonante frekwensie. Wat ons moet doen, is om die frekwensie te meet en later met behulp van die formules die induktanswaarde te verkry.

Stap 4: Formules

Soos ons weet, is die frekwensie van LC ckt:

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

Dus het ons die bostaande vergelyking op hierdie manier verander om onbekende induktansie uit die stroombaan te vind. Dan is die finale weergawe van die vergelyking:

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

In die vergelykings hierbo waar F die resonerende frekwensie is, is C kapasitansie en L is induktansie.

Stap 5: Die kring (skematies en werklik)

Stap 6: Betekenis van PulseIn () -funksie

Lees 'n polsslag (hoog of laag) op 'n pen. Byvoorbeeld, as die waarde HOOG is, wag pulseIn () totdat die pen van LOW na HIGH gaan, begin die tydsberekening, wag dan totdat die pen LOW gaan en stop die tydsberekening. Wys die lengte van die pols in mikrosekondes

of gee op en gee 0 terug as daar nie 'n volledige polsslag binne die time -out ontvang is nie.

Die tydsberekening van hierdie funksie is empiries bepaal en sal waarskynlik foute in langer pulse toon. Werk op pulse van 10 mikrosekondes tot 3 minute lank.

Sintaksis

pulseIn (pen, waarde)

pulseIn (pin, waarde, time -out)

Stap 7: Seriële uitvoer

In die projek gebruik ek seriële kommunikasie teen 'n baud -tempo van 9600 om die resultaat op die seriële monitor te kyk.

Stap 8: Betekenis van die projek

Ø Doen dit self-projek (selfdoenprojek) om 'n onbekende induktansie tot 'n reeks van 100uH tot duisende uH te vind.

Ø As u die kapasitansie in die stroombaan sowel as die onderskeie waarde daarvan in Arduino -kode verhoog, neem die reikwydte om onbekende induktansie te vind, ook tot 'n mate toe.

Ø Hierdie projek is ontwerp om 'n ruwe idee te gee om onbekende induktansie te vind.

Stap 9: Seriële I2C LCD -skermadapter

Seriële I2C LCD -skermadapter omskakel parallelgebaseerde 16 x 2 karakter LCD -skerms in 'n seriële i2C LCD wat deur slegs 2 drade beheer kan word. Die adapter gebruik 'n PCF8574 -chip wat dien as 'n I/O -uitbreiding wat met Arduino of enige ander mikrobeheerder kommunikeer deur I2C -protokol te gebruik. 'N Totaal van 8 LCD -skerms kan aan dieselfde tweedraads I2C -bus gekoppel word, met elke bord 'n ander adres.

Arduino lcd I2C biblioteek aangeheg.

Stap 10: Oorsig van die projek

Finale uitset op die lcd van die projek met of sonder induktors

Stap 11: Arduino -kode

die Arduino -kode is aangeheg.