Đồng hồ vạn năng hỗ trợ Arduino: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Trong dự án này, bạn sẽ xây dựng một vôn kế và ohm kế bằng cách sử dụng chức năng DigitalRead của Arduino. Bạn sẽ có thể đọc gần như từng mili giây, chính xác hơn nhiều so với một đồng hồ vạn năng thông thường.

Cuối cùng, dữ liệu có thể được truy cập trên màn hình nối tiếp, sau đó có thể được sao chép vào các tài liệu khác, ví dụ: excel, nếu bạn muốn phân tích dữ liệu.

Ngoài ra, vì Arduino điển hình bị giới hạn chỉ ở 5V, nên sự thích ứng của mạch phân chia tiềm năng sẽ cho phép bạn thay đổi điện áp tối đa mà Arduino có thể đo được.

Ngoài ra còn có một chip chỉnh lưu cầu được tích hợp vào mạch này sẽ cho phép đồng hồ vạn năng đo không chỉ điện áp một chiều mà còn cả điện áp xoay chiều.

Quân nhu

1) 1 x Arduino nano / Arduino Uno + Cáp kết nối

2) Tấm đục lỗ 5cm x 5cm

3) 20 x cáp hoặc dây nhảy

4) Điện trở 1 x 1K

5) 2x điện trở có cùng giá trị (không quan trọng giá trị là bao nhiêu)

6) Màn hình LCD 1 x 16x2 (Tùy chọn)

7) Bộ chỉnh lưu cầu 1 x DB107 (Có thể thay thế bằng 4 điốt)

8) Chiết áp 1 x 100K hoặc 250K

9) 6 kẹp cá sấu

10) 1 x Công tắc đẩy chốt

11) Pin 1 x 9V + kẹp đầu nối

Bước 1: Mua vật liệu

Hầu hết các mặt hàng có thể được mua trên amazon. Có một số bộ dụng cụ điện tử trên amazon cung cấp cho bạn tất cả các thành phần cơ bản như điện trở, điốt, bóng bán dẫn, v.v.

Một trong những tôi đã tìm thấy để mang lại cho tôi một cú nổ cho tiền của tôi có sẵn trên liên kết này.

Cá nhân tôi đã có hầu hết các thành phần khi tôi thực hiện rất nhiều loại dự án này. Đối với các nhà phát minh ở Singapore, Sim Lim Tower là nơi để đến để mua tất cả các linh kiện điện tử. tôi

giới thiệu Điện tử không gian, Điện tử Continental hoặc Điện tử Hamilton trên tầng 3.

Bước 2: Tìm hiểu mạch (1)

Mạch thực sự hơi phức tạp hơn bạn có thể mong đợi. Mạch này sử dụng các bộ chia điện thế để đo điện trở và thêm tính năng của điện áp cực đại thay đổi cho khía cạnh vôn kế.

Tương tự như cách đồng hồ vạn năng có thể đo điện áp ở các giai đoạn khác nhau, 20V, 2000mV, 200mV, v.v., mạch cho phép bạn thay đổi điện áp tối đa mà thiết bị có thể đo được.

Tôi sẽ chỉ đi qua mục đích của các thành phần khác nhau.

Bước 3: Tìm hiểu mạch: Mục đích của các thành phần

1) Arduino được sử dụng cho chức năng analogRead của nó. Điều này cho phép Arduino đo lường sự khác biệt tiềm năng giữa chân tương tự đã chọn và chân nối đất của nó. Về cơ bản là điện áp tại chân đã chọn.

2) Chiết áp được sử dụng để thay đổi độ tương phản của màn hình LCD.

3) Dựa trên đó, màn hình LCD sẽ được sử dụng để hiển thị điện áp.

4) Hai điện trở có cùng giá trị được dùng để tạo ra vạch chia hiệu điện thế cho vôn kế. Điều này sẽ giúp bạn có thể đo điện áp trên chỉ 5V.

Oneresistor sẽ được hàn vào bo mạch chủ trong khi điện trở kia được kết nối bằng cách sử dụng các kẹp cá sấu.

Khi bạn muốn độ chính xác cao hơn và điện áp tối đa là 5V, bạn sẽ kết nối các kẹp cá sấu với nhau mà không có bất kỳ điện trở nào ở giữa. Khi bạn muốn điện áp tối đa là 10V, bạn sẽ kết nối điện trở thứ hai giữa các kẹp cá sấu.

4) Bộ chỉnh lưu cầu được sử dụng để biến bất kỳ dòng điện xoay chiều nào, có thể từ máy phát điện, thành DC. Ngoài ra, bây giờ bạn không phải lo lắng về dây dương và dây âm khi đo điện áp.

5) Điện trở 1K được dùng để làm vạch chia điện thế cho ohm kế. Sự sụt giảm điện áp, được đo bằng chức năng analogRead, sau khi 5V được đưa vào bộ chia điện thế sẽ cho biết giá trị của điện trở R2.

6) Công tắc nhấn chốt đang sử dụng để chuyển Arduino giữa chế độ Vôn kế và chế độ Ôm kế. Khi nút bật, giá trị là 1, Arduino đang đo Điện trở. Khi nút tắt, giá trị là 0, Arduino đang đo Điện áp.

7) Có 6 kẹp cá sấu đi ra từ mạch điện. 2 là đầu đo điện áp, 2 là đầu đo ohmmeter và 2 đầu cuối được sử dụng để thay đổi điện áp tối đa của đồng hồ vạn năng.

Để tăng điện áp tối đa lên 10V, bạn sẽ thêm điện trở cùng giá trị thứ hai vào giữa các clip cá sấu tối đa khác nhau. Để giữ điện áp tối đa là 5V, hãy kết nối các chân cá sấu đó với nhau mà không có bất kỳ điện trở nào giữa chúng.

Bất cứ khi nào thay đổi giới hạn điện áp bằng cách sử dụng điện trở, hãy đảm bảo thay đổi giá trị của VR trong mã Arduino thành giá trị điện trở giữa các clip cá sấu tối đa khác nhau.

Bước 4: Kết hợp mạch với nhau

Có một số lựa chọn về cách kết hợp mạch với nhau.

1) Đối với người mới bắt đầu, tôi khuyên bạn nên sử dụng breadboard để xây dựng mạch. Nó ít lộn xộn hơn rất nhiều so với hàn và sẽ dễ dàng gỡ lỗi hơn vì các dây có thể được điều chỉnh dễ dàng. Thực hiện theo các kết nối hiển thị trên hình ảnh fritzing.

Trong hình ảnh cuối cùng, bạn có thể thấy 3 cặp dây màu cam được kết nối với nhau. Chúng thực sự kết nối với đầu dò vôn kế, đầu dò ohm kế và chân thay đổi điện áp tối đa. Hai giá trị trên cùng dành cho ohmmeter. Hai giữa là của vôn kế (có thể là điện áp xoay chiều hoặc một chiều). Và hai dưới cùng là để thay đổi điện áp tối đa.

2) Đối với những người có kinh nghiệm hơn, hãy thử hàn mạch vào bảng điều khiển lỗ. Nó sẽ lâu dài hơn và lâu dài hơn. Đọc và làm theo giản đồ để được hướng dẫn. Nó được đặt tên là new-doc.

3) Cuối cùng, bạn cũng có thể đặt mua một PCB được tạo sẵn từ XEM. Tất cả những gì bạn phải làm là hàn các thành phần trên. Gerberfile cần thiết được đính kèm trong bước.

Đây là liên kết đến thư mục google drive với tệp Gerber đã nén:

Bước 5: Mã cho Arduino

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

float analogr2;

float analogr1;

float VO1; / Điện áp trên bộ chia tiềm năng cho mạch đo điện trở

điện áp phao;

kháng nổi;

nổi VR; / Đây là điện trở được sử dụng để thay đổi giới hạn lớn nhất của vôn kế. Nó có thể đa dạng

float Co; / Đây là hệ số mà điện áp được ghi lại bởi arduino phải được nhân với để giải thích cho sự giảm điện áp từ bộ chia điện thế. Nó là "hệ số"

int Modepin = 8;

void setup ()

{

Serial.begin (9600);

lcd.begin (16, 2);

pinMode (Modepin, INPUT);

}

void loop () {

if (digitalRead (Modepin) == HIGH)

{Resistanceread (); }

khác

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

}

void Resistanceread () {

analogr2 = analogRead (A2);

VO1 = 5 * (analogr2 / 1024);

Điện trở = (2000 * VO1) / (1- (VO1 / 5));

//Serial.println(VO1);

nếu (VO1> = 4,95)

{lcd.clear (); lcd.print ("Không có khách hàng tiềm năng"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("được kết nối"); chậm trễ (500); }

khác

{//Serial.println(Resistance); lcd.clear (); lcd.print ("Kháng cự:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (Kháng chiến); chậm trễ (500); }}

void Voltageread () {

analogr1 = (analogRead (A0));

//Serial.println(analogr1);

VR = 0; / Thay đổi giá trị này ở đây nếu bạn có một giá trị điện trở khác thay cho VR. Một lần nữa điện trở này ở đó để thay đổi điện áp tối đa mà đồng hồ vạn năng của bạn có thể đo được. Điện trở cao hơn ở đây, giới hạn điện áp cho Arduino càng cao.

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

//Serial.println(Co);

if (analogr1 <= 20)

{lcd.clear (); Serial.println (0,00); lcd.print ("Không phải khách hàng tiềm năng"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("được kết nối"); chậm trễ (500); }

khác

{Điện áp = (Co * (analogr1 / 1023)); Serial.println (Điện áp); lcd.clear (); lcd.print ("Điện áp:"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print (Điện áp); chậm trễ (500); }

}

Bước 6: Vỏ bằng máy in 3D

1. Ngoài vỏ acrylic, các sản phẩm này cũng sẽ có vỏ in 3D, bền và thẩm mỹ hơn một chút.

2. Có một lỗ trên đỉnh để lắp màn hình LCD vào và cũng có hai lỗ ở bên cạnh để đầu dò và cáp Arduino đi qua.

3. Ở phía trên, có một lỗ vuông khác để lắp công tắc vào. Công tắc này là sự thay đổi một lần giữa ohm kế và vôn kế.

3. Có một rãnh trên thành bên trong của đáy để có thể trượt một miếng thẻ dày vào để mạch điện được bao kín ngay cả ở phía dưới.

4. Để cố định mặt sau, có một vài rãnh trên mặt văn bản, nơi bạn có thể sử dụng dây chun để buộc nó lại.

Bước 7: Tập tin in 3D

1. Ultimaker Cura được sử dụng làm máy cắt và fusion360 được sử dụng để thiết kế vỏ. Ender 3 là máy in 3D được sử dụng cho dự án này.

2. Cả hai tệp.step và.gcode đều đã được đính kèm ở bước này.

3. Có thể tải xuống tệp.step nếu bạn muốn thực hiện một số chỉnh sửa đối với thiết kế trước khi in. Tệp.gcode có thể được tải trực tiếp lên máy in 3D của bạn.

4. Vỏ được làm bằng PLA màu cam và mất khoảng 14 giờ để in.

Bước 8: Vỏ bọc (không in 3D)

1) Bạn có thể bất kỳ vỏ nhựa cũ nào cho vỏ của nó. Sử dụng một con dao nóng để cắt các khe cho màn hình LCD và nút.

2) Ngoài ra, bạn có thể kiểm tra tài khoản của tôi để biết một tài liệu hướng dẫn khác, nơi tôi mô tả cách tạo hộp từ acrylic cắt laser. Bạn sẽ có thể tìm thấy tệp svg cho máy cắt laser.

3) Cuối cùng, bạn có thể rời khỏi mạch mà không cần vỏ. Nó sẽ dễ dàng để sửa chữa và sửa đổi.