Induktansemåler ved bruk av Arduino: 12 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Vel, her skal vi bygge en induktansmåler ved hjelp av Arduino mikrokontroller. Ved å bruke denne metoden er vi i stand til å beregne induktans ca 80uH til 15, 000uH, men den burde fungere for induktorer litt mindre eller mye større.

Trinn 1: Nødvendig materiale

Ø Arduino uno/nano x 1

Ø LM393 Komparator x 1

Ø 1n5819/1n4001 diode x 1

Ø 150 ohm motstand x 1

Ø 1k ohm motstand x 2

Ø 1uF ikke-polær kondensator x 1

Ø Ukjente induktorer

Ø LCD (16 x 2) x 1

Ø LCD I2C -modul x 1

Ø Stikkledere og topptekster

Trinn 2: Apparat påkrevd

Ø Kutter

Ø Loddejern

Ø Limpistol

Trinn 3: Bakgrunn

En induktor parallelt med en kondensator kalles en LC

krets. En typisk induktansmåler er ikke annet enn en LC -oscillator med et bredt spekter. Når du måler en induktor, endrer den ekstra induktansen oscillatorens utgangsfrekvens. Og ved å beregne denne frekvensendringen kan vi utlede induktansen avhengig av målingen.

Mikrokontrollere er forferdelige til å analysere analoge signaler. ATMEGA328 ADC er i stand til å sampler analoge signaler på 9600Hz eller.1ms, noe som er raskt, men ikke i nærheten av hva dette prosjektet krever. La oss gå videre og bruke en brikke som er spesielt designet for å gjøre virkelige signaler til grunnleggende digitale signaler: LM393 -komparatoren som bytter raskere enn en vanlig LM741 op -forsterker. Så snart spenningen på LC -kretsen blir positiv, vil LM393 flyte, som kan trekkes høyt med en trekkmotstand. Når spenningen på LC -kretsen blir negativ, vil LM393 trekke utgangen til bakken. Jeg har lagt merke til at LM393 har en høy kapasitans på utgangen, og det er derfor jeg brukte en pull -up med lav motstand.

Så det vi skal gjøre er å bruke et pulssignal til LC -kretsen. I dette tilfellet vil det være 5 volt fra arduinoen. Vi lader kretsen en stund. Deretter endrer vi spenningen fra 5 volt direkte til 0. Den pulsen vil få kretsen til å resonere og skape et dempet sinusformet signal som svinger ved resonansfrekvensen. Det vi må gjøre er å måle denne frekvensen og senere oppnå induktansverdien ved å bruke formlene.

Trinn 4: Formler

Som vi vet er frekvensen av LC ckt:

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

Så vi endret ligningen ovenfor på den måten for å finne ukjent induktans fra kretsen. Så er den siste versjonen av ligningen:

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

I ligningene ovenfor hvor F er resonansfrekvensen, er C kapasitans, og L er induktans.

Trinn 5: Kretsen (skjematisk og faktisk)

Trinn 6: Betydningen av PulseIn () -funksjonen

Leser en puls (enten HØY eller LAV) på en pinne. For eksempel, hvis verdien er HIGH, venter pulseIn () på at pinnen går fra LOW til HIGH, starter timingen, venter deretter på at pinnen går LOW og stopper timingen. Returnerer lengden på pulsen i mikrosekunder

eller gir opp og returnerer 0 hvis ingen fullstendig puls ble mottatt innen tidsavbruddet.

Tidspunktet for denne funksjonen er bestemt empirisk og vil sannsynligvis vise feil i lengre pulser. Fungerer på pulser fra 10 mikrosekunder til 3 minutter i lengde.

Syntaks

pulseIn (pin, verdi)

pulseIn (pin, verdi, timeout)

Trinn 7: Seriell utgang

I det prosjektet bruker jeg seriell kommunikasjon med en baudhastighet på 9600 for å se resultatet på seriell skjerm.

Trinn 8: Betydningen av prosjektet

Ø Gjør det selv-prosjekt (DIY-prosjekt) for å finne ukjent induktans opp til et område på 100uH til noen tusen uH.

Ø Hvis du øker kapasitansen i kretsen, så vel som den respektive verdien i Arduino -koden, øker også rekkevidden for å finne ukjent induktans til en viss grad.

Ø Dette prosjektet er designet for å gi en grov ide for å finne ukjent induktans.

Trinn 9: Seriell I2C LCD -skjermadapter

Seriell I2C LCD -skjermadapter konverterer parallellbasert 16 x 2 tegn LCD -skjerm til en seriell i2C LCD -skjerm som kan styres gjennom bare 2 ledninger. Adapteren bruker PCF8574 -brikke som fungerer som I/O -ekspander som kommuniserer med Arduino eller en annen mikrokontroller ved hjelp av I2C -protokoll. Totalt 8 LCD -skjermer kan kobles til den samme totrådede I2C -bussen, hvor hvert kort har en annen adresse.

Arduino lcd I2C bibliotek vedlagt.

Trinn 10: Øyeblikksbilder av prosjektet

Endelig utgang på LCD -skjermen til prosjektet med eller uten induktorer

Trinn 11: Arduino -kode

Arduino -koden er vedlagt.