Miliohm-metre Arduino Shield - Ek: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bu proje, bu sitede anlatılan eski projemin daha da geliştirilmesidir. Eğer ilgileniyorsanız… lütfen okuyun…

Umarım zevk alırsınız.

Adım 1: Kısa Giriş

Bu talimat, eskisine ektir: ARDUINO İÇİN DİJİTAL MULTİMETRE KALKANI

Ek bir özelliktir, ancak kesinlikle bağımsız olarak kullanılabilir. PCB hem eski hem de yeni işlevselliği destekler, hangi cihazların lehimleneceğine ve arduinoya hangi kodun yükleneceğine bağlıdır.

UYARI!: Tüm güvenlik kuralları önceki talimatta açıklanmıştır. Lütfen onları dikkatlice okuyunuz

Buraya eklenen kod yalnızca yeni işlev için çalışır. Tam işlevselliği kullanmak istiyorsanız, her iki kodu da akıllıca birleştirmeniz gerekir. Dikkatli olun - her iki çizimde de aynı prosedürlerin kodu küçük farklılıklar içerebilir..

Adım 2: Neden Yaptım?

Bu miliohm metre bazı durumlarda çok faydalı olabilir - içinde kısa bağlantıları olan bazı elektronik cihazların hata ayıklaması sırasında, arızalı kapasitörleri, dirençleri, yongaları vb. bulmak için kullanılabilir. Kısa kabinin etrafındaki alanı tarayarak kolayca iletken PCB izlerinin direncini ölçen ve minimum dirençli yeri bularak yanmış cihazı yerleştirdi. Bu süreçle daha fazla ilgileniyorsanız - hakkında birçok video bulabilirsiniz.

Adım 3: Şemalar - Ek

Eski DMM tasarımına göre eklenen cihazlar kırmızı dikdörtgen ile işaretlenmiştir. İkinci basitleştirilmiş devre üzerinde çalışma prensibini açıklayacağım:

Hassas voltaj referans çipi, çok kararlı ve kesin voltaj referansı oluşturur. REF5045'i Texas Instruments'tan kullandım, çıkış voltajı 4.5V. Arduino 5V pininden beslenir. Farklı çıkış voltajlarına sahip diğer hassas voltaj referans çipleri de kullanılabilir. Çip voltajından üretilenler filtrelenir ve dirençli bir voltaj bölücü ile yüklenir. 470 Ohm'luk üst direnç ve alt direnç - ölçmek istediğimiz direnç. Bu tasarımda maksimum değeri 1 Ohm'dur. Voltaj bölücünün orta noktasının voltajı tekrar filtrelenir ve evirmeyen konfigürasyonda çalışan bir opamp ile çarpılır. Kazancı 524'e ayarlanmıştır. Bu yükseltilmiş voltaj Arduino ADC tarafından örneklenir ve 10-bit dijital word'e dönüştürülür ve ayrıca voltaj bölücünün alt direncinin hesaplanması için kullanılır. Resimde 1 Ohm direnç için yapılan hesaplamaları görebilirsiniz. Burada REF5045 çipinin (4.463V) çıkışında ölçülen voltaj değerini kullandım. Çip, veri sayfasında izin verilen neredeyse en yüksek akımla yüklendiğinden, beklenenden biraz daha azdır. Bu tasarım değerleri ile miliohmmetrenin giriş aralığı max. 1 Ohm ve 10 bit çözünürlükle direnci ölçebilir, bu bize 1 mOhm'luk dirençlerdeki farkı algılama imkanı verir. Opamp için bazı gereksinimler vardır:

1. Giriş aralığı negatif rayı içermelidir
2. Mümkün olduğunca küçük ofset olması gerekir

Texas Instruments'tan OPA317 kullandım - Tek beslemeli, çipte tek opamp, SOT-23-5 paketinde ve raydan raya giriş ve çıkışa sahip. Ofseti 20 uV'den azdır. Daha iyi bir çözüm OPA335 olabilir - daha az ofsetle bile.

Bu tasarımda amaç, mutlak ölçüm hassasiyetine sahip olmak değil, dirençlerdeki farklılıkları tam olarak algılayabilmek - hangisinin daha küçük dirence sahip olduğunu tanımlamaktı. Bu tür cihazlar için mutlak kesinliğe, onları kalibre etmek için başka bir hassas ölçüm aparatı olmadan ulaşılması zordur. Bu ne yazık ki ev laboratuvarlarında mümkün değildir.

Burada tüm tasarım verilerini bulabilirsiniz. (PCBWAY gereksinimlerine göre hazırlanmış kartal şemaları, layout ve Gerber dosyaları)

Adım 4: PCB'ler…

PCBWAY'den PCB'leri sipariş ettim. Çok düşük fiyata çok hızlı yaptılar ve sipariş verdikten sadece iki hafta sonra elimde oldu. Bu sefer siyah olanları kontrol etmek istedim (Bu fab'da yeşilden farklı renkli PCB'ler için ek para yok). Ne kadar güzel göründüklerini fotoğrafta görebilirsiniz.

Adım 5: Kalkan Lehimlendi

Miliohmmetrenin fonksiyonelliğini test etmek için sadece bu fonksiyona hizmet eden cihazları lehimledim. LCD ekranını da ekledim.

Adım 6: Kodlama Zamanı

Arduino taslağı buraya eklenmiştir. DMM kalkanına benzer, ancak daha basittir.

Burada aynı voltaj ölçüm prosedürünü kullandım: Voltaj 16 kez örneklendi ve ortalaması alındı. Bu voltaj için başka bir düzeltme yoktur. Tek ayar, ADC için de referans olan besleme arduino voltajının (5V) ölçümüdür. Programın iki modu vardır - ölçüm ve kalibrasyon. Ölçüm sırasında mod tuşuna basılırsa bir kalibrasyon prosedürü başlatılır. Problar birbirine güçlü bir şekilde bağlanmalı ve 5 saniye tutulmalıdır. Bu şekilde dirençleri ölçülür, saklanır (ROM'da değil) ve ayrıca test edilen dirençten çıkarılır. Videoda böyle bir prosedür görülebilir. Direnç ~ 100 mOhm olarak ölçülür ve kalibrasyondan sonra sıfırlanır. Bundan sonra, farklı kablo uzunluklarının direncini ölçen bir parça lehim teli kullanarak cihazı nasıl test ettiğim görülebilir. Bu cihazı kullanırken, probları güçlü tutmak ve keskin olmaları çok önemlidir - ölçülen direnç, ölçüm için kullanılan basınca da çok duyarlıdır. Problar bağlı değilse LCD'de "Taşma" etiketinin yanıp söndüğü görülebilir.

Test probu ile topraklanmış olan arasına bir LED de ekledim. Problar bağlı olmadığında AÇIK'tır ve çıkış voltajını ~ 1.5V'a kelepçeler. (Bazı düşük besleme cihazlarını koruyabilir). Problar bağlandığında LED KAPALI ve ölçüm üzerinde herhangi bir etkisi olmamalıdır.

Hepsi bu kadar millet!:-)