Miliohm-mét Arduino Shield - Phụ lục: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Dự án này là sự phát triển thêm của dự án cũ của tôi được mô tả trong trang web này. Nếu bạn quan tâm… vui lòng đọc tiếp…

Tôi hy vọng bạn sẽ có niềm vui.

Bước 1: Giới thiệu ngắn

Tài liệu hướng dẫn này là phụ lục cho tài liệu cũ của tôi: KỆ THUẬT SỐ ĐA PHƯƠNG TIỆN CHO ARDUINO

Nó là tính năng bổ sung, nhưng có thể được sử dụng hoàn toàn độc lập. PCB hỗ trợ cả hai - chức năng cũ và mới - phụ thuộc vào thiết bị nào sẽ được hàn và mã nào sẽ được tải trong arduino.

CẢNH BÁO!: Tất cả các quy tắc an toàn được mô tả trong hướng dẫn trước. Hãy đọc chúng một cách cẩn thận

Mã được đính kèm ở đây chỉ hoạt động cho chức năng mới. Nếu bạn muốn sử dụng đầy đủ chức năng, bạn phải kết hợp khéo léo cả hai mã. Hãy cẩn thận - mã cho các thủ tục giống nhau trong cả hai bản phác thảo có thể có sự khác biệt nhỏ..

Bước 2: Tại sao tôi làm điều đó?

Máy đo miliohm này có thể rất hữu ích trong một số trường hợp - nó có thể được sử dụng trong quá trình gỡ lỗi một số thiết bị điện tử có kết nối ngắn bên trong, để xác định vị trí các tụ điện, điện trở, chip … bị hỏng. xác định vị trí của thiết bị đã cháy hết để đo điện trở của các đường dẫn PCB dẫn điện và tìm nơi có điện trở tối thiểu. Nếu bạn quan tâm hơn về quá trình này - bạn có thể tìm thấy rất nhiều video về.

Bước 3: Sơ đồ - Phụ lục

Các thiết bị được bổ sung so với thiết kế DMM cũ được đánh dấu bằng hình chữ nhật màu đỏ. Tôi sẽ giải thích nguyên lý hoạt động trên mạch đơn giản thứ hai:

Một chip tham chiếu điện áp chính xác tạo ra tham chiếu điện áp rất ổn định và chính xác. Tôi đã sử dụng REF5045 từ Texas Instruments, điện áp đầu ra của nó là 4,5V. Nó được cung cấp bởi chân 5V của arduino. Nó cũng có thể được sử dụng cho các chip tham chiếu điện áp chính xác khác - với các điện áp đầu ra khác nhau. Được tạo ra từ điện áp chip được lọc và nạp bằng bộ chia điện trở. Điện trở trên cùng là 470 Ohm và điện trở dưới cùng - điện trở mà chúng tôi muốn đo. Trong thiết kế này, giá trị tối đa của nó là 1 Ohm. Điện áp của điểm giữa của bộ phân áp được lọc lại và nhân với một opamp làm việc ở cấu hình không đảo. Độ lợi của nó được đặt thành 524. Điện áp khuếch đại như vậy được Arduino ADC lấy mẫu và chuyển đổi dưới dạng từ kỹ thuật số 10 bit và tiếp tục được sử dụng để tính toán điện trở dưới cùng của bộ chia điện áp. Bạn có thể xem các tính toán cho điện trở 1 Ohm trên hình. Ở đây tôi đã sử dụng giá trị điện áp đo được ở đầu ra của chip REF5045 (4.463V). Nó ít hơn một chút so với dự kiến vì chip được tải bởi dòng điện gần như cao nhất được phép trong biểu dữ liệu. Với giá trị đã cho trong thiết kế này, đồng hồ miliohm có phạm vi đầu vào là tối đa. 1 Ohm và có thể đo điện trở với độ phân giải 10 bit, điều này cho chúng ta khả năng cảm nhận được sự khác biệt về điện trở 1 mOhm. Có một số yêu cầu đối với opamp:

1. Phạm vi đầu vào của nó phải bao gồm đường ray âm
2. Nó phải có phần bù càng nhỏ càng tốt

Tôi đã sử dụng OPA317 từ Texas Instruments - Đây là nguồn cung cấp duy nhất, opamp duy nhất trong chip, trong gói SOT-23-5 và nó có đầu vào và đầu ra đường sắt. Độ lệch của nó nhỏ hơn 20 uV. Giải pháp tốt hơn có thể là OPA335 - ngay cả khi bù đắp ít hơn.

Trong thiết kế này, mục đích không phải là có độ chính xác đo lường tuyệt đối, mà là có thể cảm nhận được sự khác biệt chính xác trong các điện trở - để xác định điện trở nào có điện trở nhỏ hơn. Khó đạt được độ chính xác tuyệt đối cho các thiết bị như vậy nếu không có một thiết bị đo lường chính xác khác để hiệu chuẩn chúng. Điều này rất tiếc là không thể thực hiện được tại phòng thí nghiệm tại nhà.

Ở đây bạn có thể tìm thấy tất cả dữ liệu thiết kế. (Sơ đồ Eagle, bố cục và tệp Gerber được chuẩn bị theo yêu cầu của PCBWAY)

Bước 4: PCB của…

Tôi đã đặt mua PCB tại PCBWAY. Họ đã làm chúng rất nhanh với giá rất thấp và tôi đã có chúng chỉ sau hai tuần sau khi đặt hàng. Lần này tôi muốn kiểm tra những cái màu đen (Trong fab này không có thêm tiền cho PCB màu xanh lá cây khác nhau). Bạn có thể thấy trên hình ảnh họ trông đẹp như thế nào.

Bước 5: Khiên được lính

Để kiểm tra chức năng của miliohm-mét, tôi chỉ hàn các thiết bị phục vụ cho chức năng này. Tôi cũng thêm vào màn hình LCD.

Bước 6: Thời gian để viết mã

Bản phác thảo arduino được đính kèm ở đây. Nó tương tự như của lá chắn DMM, nhưng đơn giản hơn.

Ở đây tôi đã sử dụng quy trình đo điện áp tương tự: Điện áp được lấy mẫu 16 lần và lấy trung bình. Không có bất kỳ hiệu chỉnh nào thêm cho điện áp này. Điều chỉnh duy nhất là phép đo điện áp arduino cung cấp (5V), cũng là tham chiếu cho ADC. Chương trình có hai chế độ - đo lường và hiệu chuẩn. Nếu phím chế độ được nhấn trong khi đo, quy trình hiệu chuẩn sẽ được gọi. Các đầu dò phải được kết nối chắc chắn với nhau và giữ trong 5 giây. Bằng cách này, điện trở của chúng được đo, lưu trữ (không phải trong ROM) và tiếp tục trích xuất từ điện trở được thử nghiệm. Trên video có thể thấy quy trình như vậy. Điện trở được đo là ~ 100 mOhm và sau khi hiệu chuẩn, nó bằng không. Sau đó, có thể thấy cách tôi kiểm tra thiết bị bằng cách sử dụng một đoạn dây hàn - đo điện trở của các độ dài dây khác nhau. Khi sử dụng thiết bị này, điều rất quan trọng là phải giữ các đầu dò chắc chắn và để chúng sắc bén - điện trở đo được cũng rất nhạy cảm với áp suất được sử dụng để đo. Có thể thấy rằng nếu các đầu dò không được kết nối - nhãn "Tràn" sẽ nhấp nháy trên màn hình LCD.

Tôi cũng đã thêm một đèn LED giữa đầu dò thử nghiệm và mặt đất. Nó BẬT khi các đầu dò không được kết nối và kẹp điện áp đầu ra ở mức ~ 1.5V. (Có thể bảo vệ một số thiết bị cung cấp thấp). Khi các đầu dò được kết nối, đèn LED sẽ TẮT và không có bất kỳ ảnh hưởng nào đến phép đo.

Đó là tất cả mọi người!:-)