Arduino drevet multimeter: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

I dette prosjektet skal du bygge et voltmeter og ohmmeter ved hjelp av digitalRead -funksjonen til en Arduino. Du vil kunne lese nesten hvert millisekund, mye mer presist enn et typisk multimeter.

Til slutt kan dataene nås på den serielle skjermen, som deretter kan kopieres til andre dokumenter, f.eks. excel, hvis du vil analysere dataene.

I tillegg, siden typiske Arduinos er begrenset til bare 5V, vil en tilpasning av potensialdelerkretsen tillate deg å endre maksimal spenning som Arduino kan måle.

Det er også en bro -likeretter -brikke innlemmet i denne kretsen, som gjør at multimeteret ikke bare kan måle DC -spenning, men også AC -spenning.

Rekvisita

1) 1 x Arduino nano/Arduino Uno + tilkoblingskabel

2) 5cm x 5cm Perfboard

3) 20 x startkabler eller ledninger

4) 1 x 1K motstand

5) 2x motstander av samme verdi (spiller ingen rolle hva verdiene er)

6) 1 x 16x2 LCD -skjerm (valgfritt)

7) 1 x DB107 bro -likeretter (kan byttes ut med 4 dioder)

8) 1 x 100K eller 250K potensiometer

9) 6 krokodilleklips

10) 1 x Låsende trykkbryter

11) 1 x 9V batteri + kontaktklips

Trinn 1: Innhenting av materialene

De fleste varer kan kjøpes hos Amazon. Det er et par elektronikksett på Amazon som gir deg alle de grunnleggende komponentene som motstander, dioder, transistorer, etc.

Den jeg har funnet for å gi meg en smell for pengene er tilgjengelig på denne lenken.

Jeg personlig hadde de fleste komponentene allerede siden jeg gjør mange slike prosjekter. For oppfinnerne der ute i Singapore, er Sim Lim Tower stedet å gå for å kjøpe alle elektroniske komponenter. Jeg

anbefaler romelektronikk, kontinental elektronikk eller Hamilton elektronikk i 3. etasje.

Trinn 2: Forstå kretsen (1)

Kretsen er faktisk litt mer komplisert enn du kanskje forventer. Denne kretsen bruker potensielle skillere for å måle motstanden og legge til funksjonen variabel maksimal spenning for voltmeteraspektet.

I likhet med hvordan et multimeter kan måle spenningen på forskjellige stadier, 20V, 2000mV, 200mV og så videre, lar kretsen deg variere maksimal spenning enheten kan måle.

Jeg vil bare gå over formålet med de forskjellige komponentene.

Trinn 3: Forstå kretsen: Formål med komponenter

1) Arduino brukes for sin analoge lese -funksjon. Dette gjør at Arduino kan måle potensialforskjellen mellom den valgte analoge pinnen og dens jordede pinne. I hovedsak spenningen på den valgte pinnen.

2) Potensiometeret brukes til å variere kontrasten på LCD -skjermen.

3) Bygg på at LCD -skjermen vil bli brukt til å vise spenningen.

4) De to motstandene med samme verdi brukes til å lage potensialdeleren for voltmeteret. Dette vil gjøre det mulig å måle spenninger over bare 5V.

Oneresistor vil bli loddet på perf -kortet mens den andre motstanden er tilkoblet ved hjelp av krokodilleklips.

Når du vil ha mer presisjon og en maks spenning på 5V, vil du koble krokodilleklipsene sammen uten motstand i mellom. Når du vil ha en maks spenning på 10V, vil du koble den andre motstanden mellom krokodilleklipsene.

4) Broens likeretter brukes til å gjøre enhver vekselstrøm, kanskje fra en dynamo, til DC. I tillegg trenger du ikke å bekymre deg for positive og negative ledninger når du måler spenningen.

5) 1K -motstanden brukes til å lage potensialdeleren for ohmmeteret. Spenningsfallet, målt ved analogRead -funksjonen, etter at 5V er lagt inn i potensialdeleren, indikerer verdien av R2 -motstanden.

6) Trykkbryteren for låsing bruker for å bytte Arduino mellom voltmeter -modus og ohmmeter -modus. Når knappen er på, er verdien 1, Arduino måler motstanden. Når knappen er av, er verdien 0, Arduino måler spenningen.

7) Det er 6 krokodilleklipp som kommer ut fra kretsen. 2 er spenningsprober, 2 er ohmmeterprober, og de siste 2 brukes til å variere maks. Spenningen til multimeteret.

For å øke maksimal spenning til 10V, vil du legge til den andre motstanden med samme verdi mellom de varierende maksimale krokodilleklippene. For å holde maksimal spenning på 5V, kobler du krokodillepinnene sammen uten motstand mellom dem.

Når du endrer spenningsgrensen ved å bruke motstanden, må du sørge for å endre verdien til VR i Arduino -koden til motstandsverdien mellom de varierende maksimale krokodilleklippene.

Trinn 4: Sette sammen kretsen

Det er et par alternativer for hvordan du setter sammen kretsen.

1) For nybegynnere vil jeg anbefale å bruke brødbrettet for å bygge kretsen. Det er mye mindre rotete enn lodding, og det blir lettere å feilsøke fordi ledningene kan justeres enkelt. Følg tilkoblingene som vises på fritzing -bildene.

I det siste fritzing -bildet kan du se 3 par oransje ledninger koblet til ingenting. De kobler faktisk til voltmeterprober, ohmmeter sonder og maksimal spenning som varierer. De to øverste er for ohmmeter. De to midterste er for voltmeteret (kan være AC- eller DC -spenning). Og de to nederste er for å variere maksimal spenning.

2) For mer erfarne individer, prøv å lodde kretsen på et perfboard. Det vil være mer permanent og vare lenger. Les og følg skjemaet for veiledning. Den heter new-doc.

3) Til slutt kan du også bestille en ferdiglaget PCB fra SEEED. Alt du trenger for å gjøre det lodde komponentene på. Den nødvendige Gerberfile er festet i trinnet.

Her er en lenke til en Google Drive-mappe med den zippede Gerber-filen:

Trinn 5: Kode for Arduino

#include LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2);

flyte analogr2;

flyte analogr1;

flyte VO1; / Spenning over potensialdeleren for kretsen som måler motstand

flyte Spenning;

flyte Motstand;

flyte VR; / Dette er motstanden som brukes til å endre maksgrensen for voltmeteret. Det kan varieres

flyte Co; / Dette er faktoren som spenningen registrert av arduino må multipliseres med for også å ta hensyn til reduksjonen i spenning fra potensialdeleren. Det er "koeffisienten"

int Modepin = 8;

ugyldig oppsett ()

{

Serial.begin (9600);

lcd.begin (16, 2);

pinMode (Modepin, INPUT);

}

void loop () {

hvis (digitalRead (Modepin) == HIGH)

{Resistanceread (); }

ellers

{lcd.clear (); Voltageread (); }

}

void Resistanceread () {

analogr2 = analogRead (A2);

VO1 = 5*(analogr2/1024);

Motstand = (2000*VO1)/(1- (VO1/5));

//Serial.println(VO1);

hvis (VO1> = 4,95)

{lcd.clear (); lcd.print ("Leads not"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("tilkoblet"); forsinkelse (500); }

ellers

{//Serial.println(Resistance); lcd.clear (); lcd.print ("Motstand:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (motstand); forsinkelse (500); }}

ugyldig Voltageread () {

analogr1 = (analogRead (A0));

//Serial.println(analogr1);

VR = 0; / Endre denne verdien her hvis du har en annen motstandsverdi i stedet for VR. Nok en gang er denne motstanden der for å endre maksimal spenning som multimeteret ditt kan måle. Høyere motstand her, jo høyere spenningsgrense for Arduino.

Co = 5/(1000/(1000+VR));

//Serial.println(Co);

hvis (analogr1 <= 20)

{lcd.clear (); Serial.println (0,00); lcd.print ("Leads not"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("tilkoblet"); forsinkelse (500); }

ellers

{Spenning = (Co * (analogr1/1023)); Serial.println (spenning); lcd.clear (); lcd.print ("Spenning:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (spenning); forsinkelse (500); }

}

Trinn 6: Hylster med 3D -skriver

1. Bortsett fra akrylhuset vil denne instruksjonsboken også inneholde et 3D -trykt hus, som er litt mer holdbart og estetisk.

2. Det er et hull på toppen for LCD -skjermen for å passe inn, og det er også to hull på siden for prober og Arduino -kabel for å komme gjennom.

3. På toppen er det et annet firkantet hull for bryteren å passe inn i. Denne bryteren er en gang skiftende mellom ohmmeter og voltmeter.

3. Det er et spor på bunnens innvendige vegger for et tykt kort å gli inn i slik at kretsen er ordentlig innelukket selv nederst.

4. For å feste bakpanelet er det et par spor på tekstflaten der du kan bruke et gummibånd til å feste det.

Trinn 7: 3D -utskrift av filer

1. Ultimaker Cura ble brukt som skiver og fusion360 ble brukt til å designe foringsrøret. Ender 3 var 3D -skriveren som ble brukt til dette prosjektet.

2..step- og.gcode -filene er begge vedlagt dette trinnet.

3..step -filen kan lastes ned hvis du vil gjøre noen endringer i designet før du skriver ut.. Gcode -filen kan lastes opp direkte til 3D -skriveren.

4. Hylsteret var laget av oransje PLA og tok omtrent 14 timer å skrive ut.

Trinn 8: Hylster (uten 3D -utskrift)

1) Du kan bruke en hvilken som helst gammel plastkasse for foringsrøret. Bruk en varm kniv til å kutte ut sporene for LCD -skjermen og knappen.

2) I tillegg kan du sjekke ut kontoen min for en annen instruerbar hvor jeg beskriver hvordan du bygger en eske av laserskåret akryl. Du vil kunne finne en svg -fil for laserskjæreren.

3) Til slutt kan du bare forlate kretsen uten et deksel. Det blir enkelt å reparere og modifisere.