Induktiomittari Arduinon avulla: 12 vaihetta

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:44

No, tässä aiomme rakentaa induktanssimittarin Arduinon mikrokontrollerilla. Tätä menetelmää käyttämällä voimme laskea induktanssin noin 80–15 000 uH, mutta sen pitäisi toimia hieman pienemmillä tai paljon suuremmilla induktoreilla.

Vaihe 1: Tarvittavat materiaalit

Ø Arduino uno/nano x 1

Ø LM393 Vertailija x 1

Ø 1n5819/1n4001 diodi x 1

Ø 150 ohmin vastus x 1

Ø 1 k ohmin vastus x 2

Ø 1uF ei-polaarinen kondensaattori x 1

Ø Tuntemattomat induktorit

Ø LCD (16 x 2) x 1

Ø LCD I2C -moduuli x 1

Ø Johtimet ja johtimet

Vaihe 2: Tarvittavat laitteet

Ø leikkuri

Ø Juotosrauta

Ø Liimapistooli

Vaihe 3: Taustaa

Kondensaattorin kanssa rinnakkaista induktoria kutsutaan LC: ksi

Tyypillinen induktanssimittari on vain laaja -alainen LC -oskillaattori. Kun induktoria mitataan, lisätty induktanssi muuttaa oskillaattorin lähtötaajuutta. Ja laskemalla tämä taajuuden muutos, voimme päätellä induktanssin mittauksesta riippuen.

Mikro-ohjaimet analysoivat analogisia signaaleja kauheasti. ATMEGA328 ADC pystyy näytteistämään analogisia signaaleja 9600 Hz: n tai.1 ms: n taajuudella, mikä on nopeaa, mutta ei läheskään tämän projektin edellyttämää. Jatkakaamme eteenpäin ja käytämme sirua, joka on erityisesti suunniteltu muuttamaan reaalimaailman signaalit digitaalisiksi perussignaaleiksi: LM393 -vertailukone, joka vaihtaa nopeammin kuin tavallinen LM741 -op -vahvistin. Heti kun LC -piirin jännite muuttuu positiiviseksi, LM393 kelluu, joka voidaan vetää korkealle vetovastus. Kun LC -piirin jännite muuttuu negatiiviseksi, LM393 vetää lähdön maahan. Olen huomannut, että LM393: n ulostulossa on suuri kapasitanssi, minkä vuoksi käytin alhaisen vastuksen vetoa.

Joten mitä teemme, on pulssisignaalin käyttäminen LC -piiriin. Tässä tapauksessa se on 5 volttia arduinosta. Lataamme piiriä jonkin aikaa. Sitten muutamme jännitteen 5 voltista suoraan arvoon 0. Tämä pulssi saa piirin resonoimaan ja luo pehmustetun sinimuotoisen signaalin, joka värähtelee resonanssitaajuudella. Meidän on mitattava tämä taajuus ja saatava myöhemmin kaavat induktanssiarvon avulla.

Vaihe 4: Kaavat

Kuten tiedämme, LC ckt: n taajuus on:

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

Joten muutimme yllä olevaa yhtälöä tällä tavalla löytääksemme tuntemattoman induktanssin piiristä. Sitten yhtälön lopullinen versio on:

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

Yllä olevissa yhtälöissä, joissa F on resonoiva taajuus, C on kapasitanssi ja L on induktanssi.

Vaihe 5: Piiri (kaavio & todellinen)

Vaihe 6: PulseIn () -toiminnon merkitys

Lukee pulssin (joko HIGH tai LOW) nastasta. Jos arvo on esimerkiksi HIGH, pulseIn () odottaa tapin siirtymistä LOW -arvosta HIGH -arvoon, aloittaa ajoituksen ja odottaa sitten, että pin siirtyy LOW -asentoon ja lopettaa ajoituksen. Palauttaa pulssin pituuden mikrosekunteina

tai antaa periksi ja palauttaa 0, jos täydellistä pulssia ei vastaanotettu aikakatkaisun aikana.

Tämän toiminnon ajoitus on määritetty empiirisesti ja näyttää todennäköisesti virheitä pidemmillä pulsseilla. Toimii pulsseilla 10 mikrosekunnista 3 minuuttiin.

Syntaksi

pulseIn (nasta, arvo)

pulseIn (nasta, arvo, aikakatkaisu)

Vaihe 7: Sarjaliitäntä

Tässä projektissa käytän sarjaliikennettä tiedonsiirtonopeudella 9600 seurataksesi tuloksia sarjamonitorilla.

Vaihe 8: Hankkeen merkitys

Ø Tee se itse -projekti (DIY-projekti) löytääksesi tuntemattoman induktanssin, joka on välillä 100uH-jopa tuhansia uH.

Ø Jos lisäät piirin kapasitanssia ja sen vastaavaa arvoa Arduino -koodissa, myös tuntemattoman induktanssin löytämisalue kasvaa jossain määrin.

Ø Tämä projekti on suunniteltu antamaan karkea käsitys tuntemattoman induktanssin löytämiseksi.

Vaihe 9: Sarjan I2C LCD -näytön sovitin

Sarjan I2C LCD -näytön sovitin muuntaa rinnakkaispohjaisen 16 x 2 merkin LCD -näytön sarja -i2C -nestekidenäytöksi, jota voidaan ohjata vain kahdella johdolla. Sovitin käyttää PCF8574 -sirua, joka toimii I/O -laajennuksena, joka kommunikoi Arduinon tai minkä tahansa muun mikro -ohjaimen kanssa käyttämällä I2C -protokollaa. Kahdelle langalliselle I2C -väylälle voidaan kytkeä yhteensä 8 LCD -näyttöä, ja jokaisella kortilla on eri osoite.

Arduino lcd I2C -kirjasto liitteenä.

Vaihe 10: Tilannekuvia projektista

Lopputulos projektin lcd: llä induktorilla tai ilman

Vaihe 11: Arduino -koodi

Arduino -koodi on liitetty.