I - V kreivė su „Arduino“: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Nusprendžiau sukurti I -V lempučių kreivę. Bet turiu tik vieną multimetrą, todėl su „Arduino Uno“sukūriau paprastą IV skaitiklį.

Iš „Wiki“: srovės ir įtampos charakteristika arba I – V kreivė (srovės ir įtampos kreivė) yra ryšys, paprastai vaizduojamas kaip diagrama ar grafikas, tarp elektros srovės per grandinę, įrenginį ar medžiagą ir atitinkamos įtampos, arba galimas skirtumas tarp jo.

1 žingsnis: medžiagų sąrašas

Šiam projektui jums reikės:

„Arduino Uno“su USB kabeliu

duonos lenta ir duponto kabelis

šviesos diodai (naudojau 5 mm raudonos ir mėlynos spalvos diodus)

kritimo rezistorius (šunto rezistorius) - nusprendžiau 200 omų (5 V yra maksimali srovė 25 mA)

rezistoriai arba potenometras, aš naudoju rezistorių mišinį - 100k, 50k, 20k, 10k, 5k, 2.2k, 1k, 500k

2 žingsnis: grandinė

Grandinę sudaro bandymo šviesos diodas, šuntavimo rezistorius (R_drop), skirtas matuoti srovę. Norėdami pakeisti įtampos kritimą ir srovę, naudoju įvairius rezistorius (R_x).

Pagrindinis principas yra:

• gauti bendrą srovę I grandinėje
• gauti įtampos kritimą bandant led Ul

Bendra srovė I

Norėdami gauti bendrą srovę, aš matau įtampos kritimą Ur ant šunto rezistoriaus. Tam naudoju analoginius kaiščius. Aš matau įtampą:

• U1 tarp GND ir A0
• U2 tarp GND ir A2

Skirtingos šios įtampos yra vienodas įtampos kritimas ant šunto rezistoriaus: Ur = U2-U1.

Bendra srovė I yra: I = Ur/R_drop = Ur/250

Įtampos kritimas Ul

Norėdami gauti įtampos kritimą ant LED, aš atimsiu U2 iš bendros įtampos U (kuri turėtų būti 5 V): Ul = U - U2

3 žingsnis: kodas

plūdė U = 4980; // įtampa tarp GND ir arduino VCC mV = bendra įtampa

plūdė U1 = 0; // 1 zondas

plūdė U2 = 0; // 2 zondas

plūdė Ur = 0; // įtampos kritimas ant šunto rezistoriaus

plūdė Ul = 0; // įtampos kritimas ant LED

plūdė I = 0; // visa srovė grandinėje

plūdė R_drop = 200; // uždarymo rezistoriaus atsparumas

negaliojanti sąranka ()

{

Serial.begin (9600);

pinMode (A0, INPUT);

pinMode (A1, INPUT);

}

tuštumos kilpa ()

{

U1 = plūdė (analogRead (A0))/1023*U; // gauti įtampą tarp GND ir A0 milivoltais

U2 = plūdė (analogRead (A1))/1023*U; // gauti įtampą tarp GND ir A1 milivoltais

Ur = U2-U1; // kritimo įtampa ant šunto rezistoriaus

I = Ur/R_drop*1000; // bendra srovė mikroAmp

Ul = U-U2; // įtampos kritimas ant LED

Serial.print („1“);

Serijinis atspaudas (U1);

Serial.print („2“);

Serijinis atspaudas (U2);

Serial.print ("////");

Serial.print ("įtampos kritimas ant šunto rezistoriaus:");

Serial.print (Ur);

Serial.print ("įtampos kritimas ant LED:");

Serial.print (Ul);

Serial.print ("bendra srovė:");

Serial.println (I);

// Pauzė

vėlavimas (500);

}

4 žingsnis: bandymas

Aš išbandau 2 šviesos diodus, raudoną ir mėlyną. Kaip matote, mėlynos šviesos diodas turi didesnę kelio įtampą, todėl mėlyna lemputė turi mėlyną lemputę pradėti pūsti apie 3 voltų.

5 žingsnis: rezistoriaus bandymas

Aš darau I - V kreivę rezistoriui. Kaip matote, grafikas yra tiesinis. Grafikai rodo, kad Omo dėsnis veikia tik rezistoriams, o ne šviesos diodams. Apskaičiuoju pasipriešinimą, R = U/I. Matavimai nėra tikslūs esant žemai srovės vertei, nes „Arduino“analoginis skaitmeninis keitiklis turi skiriamąją gebą:

5V / 1024 = 4,8 mV, o srovė -> 19,2 mikroAmp.

Manau, kad matavimo klaidos yra šios:

• „breadboard“įrašai nėra super dalykai ir daro tam tikras įtampos klaidas
• Naudotų rezistorių atsparumas yra apie 5 %
• Analoginio skaitymo ADC vertės svyruoja