Miliohm -meter Arduino Shield - tillegg: 6 trinn

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

Dette prosjektet er en videreutvikling av min gamle som er beskrevet på dette nettstedet. Hvis du er interessert … vennligst les videre …

Jeg håper du vil ha glede.

Trinn 1: Kort intruduksjon

Denne instruksen er et tillegg til min gamle: DIGITAL MULTIMETER SHIELD FOR ARDUINO

Det er en tilleggsfunksjon, men kan brukes helt uavhengig. Kretskortet støtter både - den gamle og nye funksjonaliteten - avhenger av hvilke enheter som skal loddes og hvilken kode som skal lastes inn i arduinoen.

ADVARSEL!: Alle sikkerhetsregler er beskrevet i den forrige instruksen. Vennligst les dem nøye

Koden som er vedlagt her fungerer bare for den nye funksjonen. Hvis du vil bruke hele funksjonaliteten, må du slå sammen begge kodene på en smart måte. Vær forsiktig - koden for de samme prosedyrene i begge skissene kan inneholde små avvik..

Trinn 2: Hvorfor gjorde jeg det?

Denne miliohm -måleren kan i noen tilfeller være veldig nyttig - den kan brukes under feilsøking av noen elektroniske enheter som har korte tilkoblinger inni, for å lokalisere defekte kondensatorer, motstander, chips osv. Ved å skanne området rundt den korte førerhuset lett fant den utbrente enheten som måler motstanden til de ledende PCB -sporene og finner stedet med minimal motstand. Hvis du er interessert mer i denne prosessen - kan du finne mange videoer om.

Trinn 3: Skjematikken - tillegg

De ekstra enhetene som sammenligner med den gamle DMM -designen er merket med rødt rektangel. Jeg vil forklare prinsippet om arbeid på den andre forenklede kretsen:

En presis spenningsreferansebrikke skaper en veldig stabil og eksakt spenningsreferanse. Jeg brukte REF5045 fra Texas Instruments, utgangsspenningen er 4,5V. Den leveres av arduino 5V -pinnen. Den kan også brukes med andre presise spenningsreferansebrikker - med forskjellige utgangsspenninger. Den genererte fra brikkespenningen filtreres og lastes med en resistiv spenningsdeler. Den øverste motstanden er 470 Ohm, og den nederste - motstanden, som vi vil måle. I dette designet er den maksimale verdien 1 Ohm. Spenningen til midtpunktet til spenningsdeleren filtreres igjen og multipliseres med en opamp som fungerer i ikke-inverterende konfigurasjon. Forsterkningen er satt til 524. Slik forsterket spenning samples av Arduino ADC og konverteres til 10-biters digitalt ord og brukes videre til beregning av bunnmotstanden til spenningsdeleren. Du kan se beregningene for 1 Ohm motstand på bildet. Her brukte jeg den målte spenningsverdien ved utgangen til REF5045 -brikken (4.463V). Det er litt mindre enn forventet fordi brikken er lastet med nesten den høyeste strømmen som er tillatt i databladet. Med de gitte i denne designverdiene har miliohm -måleren et inngangsområde på maks. 1 Ohm og kan måle motstand med 10 bits oppløsning, hva gir oss muligheten til å kjenne forskjell i motstander på 1 mOhm. Det er noen krav til opampen:

1. Inndataområdet må inkludere den negative skinnen
2. Den må ha så liten som mulig forskyvning

Jeg brukte OPA317 fra Texas Instruments-Det er enkeltforsyning, enkelt opamp i brikke, i SOT-23-5-pakken, og den har inngang og utgang fra jernbane til skinne. Forskyvningen er mindre enn 20 uV. Bedre løsning kan være OPA335 - selv med mindre forskyvning.

I denne designen var hensikten ikke å ha absolutt målepresisjon, men å kunne ane nøyaktig forskjeller i motstandene - å definere hvilken som har mindre motstand. Den absolutte presisjonen for slike enheter er vanskelig å oppnå uten å ha et annet presist måleapparat for å kalibrere dem. Dette er dessverre ikke mulig i hjemmelaboratorier.

Her finner du alle designdata. (Eagle -skjemaer, layout og Gerber -filer utarbeidet i henhold til kravene i PCBWAY)

Trinn 4: PCB -er …

Jeg har bestilt kretskortene på PCBWAY. De gjorde dem veldig raskt til en veldig lav pris, og jeg hadde dem bare på to uker etter bestilling. Denne gangen ønsket jeg å sjekke de svarte (I denne fab er det ikke ekstra penger for andre enn grønne PCB -er). Du kan se på bildet hvor fine de ser ut.

Trinn 5: Skjoldet loddet

For å teste funksjonaliteten til miliohm-måleren loddet jeg bare enhetene som fungerer for denne funksjonen. Jeg har også lagt til LCD-skjermen.

Trinn 6: Tid til kode

Arduino -skissen er vedlagt her. Det ligner på DMM -skjoldet, men mer enkelt.

Her brukte jeg den samme spenningsmålingsprosedyren: Spenningen blir samplet 16 ganger og gjennomsnittet. Det er ingen ytterligere korreksjon for denne spenningen. Den eneste justeringen er måling av forsyningsarduinospenningen (5V), som også er referanse for ADC. Programmet har to moduser - måling og kalibrering. Hvis du trykker på modus -tasten under målingen, aktiveres en kalibreringsprosedyre. Sondene må kobles sterkt sammen og holde i 5 sekunder. På denne måten måles motstanden, lagres (ikke i ROM) og ekstraheres ytterligere fra resistansen som testes. På videoen kan du se en slik prosedyre. Motstanden måles til ~ 100 mOhm, og etter kalibreringen nullstilles den. Etter det kan du se hvordan jeg tester enheten ved bruk av et stykke loddetråd - som måler motstanden til forskjellige trådlengder. Når du bruker denne enheten, er det veldig viktig å holde sondene sterke og ha dem skarpe - den målte motstanden er veldig følsom også for trykket som brukes for målingen. Det kan sees at hvis prober ikke er tilkoblet -blinker etiketten "Overflow" på LCD -skjermen.

Jeg har også lagt til en LED mellom testsonden og den bakken. Den er PÅ når prober ikke er tilkoblet og klemmer utgangsspenningen til ~ 1,5 V.

Det var alt folkens!:-)