Induktyvumo matuoklis naudojant „Arduino“: 12 žingsnių

2025 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2025-01-23 14:59

Na, čia mes sukursime induktyvumo matuoklį naudodami „Arduino“mikrovaldiklį. Naudodami šį metodą galime apskaičiuoti induktyvumą nuo 80uH iki 15 000uH, tačiau jis turėtų veikti šiek tiek mažesniems ar daug didesniems induktoriams.

1 žingsnis: reikalingos medžiagos

Ø „Arduino uno/nano“x 1

Ø LM393 lygintuvas x 1

Ø 1n5819/1n4001 diodas x 1

Ø 150 omų rezistorius x 1

Ø 1k omo rezistorius x 2

Ø 1uF nepolinis kondensatorius x 1

Ø Nežinomi induktoriai

Ø LCD (16 x 2) x 1

Ø LCD I2C modulis x 1

Ø jungiamieji laidai ir antraštės

2 žingsnis: Reikalingas aparatas

Ø pjaustytuvas

Ø lituoklis

Ø klijų pistoletas

3 žingsnis: fonas

Induktorius lygiagrečiai su kondensatoriumi vadinamas LC

grandinė. Tipiškas induktyvumo matuoklis yra ne kas kita, kaip plataus diapazono LC osciliatorius. Matuojant induktorių, pridėtas induktyvumas keičia osciliatoriaus išėjimo dažnį. Ir apskaičiuodami šį dažnio pokytį, galime nustatyti induktyvumą, priklausomai nuo matavimo.

Mikrovaldikliai yra siaubingi analizuojant analoginius signalus. „ATMEGA328 ADC“gali atrinkti analoginius signalus esant 9600 Hz arba.1 ms dažniui, o tai yra greita, bet toli gražu ne tai, ko reikalauja šis projektas. Eikime į priekį ir naudokime mikroschemą, specialiai sukurtą realaus pasaulio signalams paversti pagrindiniais skaitmeniniais signalais: LM393 lygintuvas, kuris perjungiamas greičiau nei įprastas LM741 operacinis stiprintuvas. Kai tik įtampa LC grandinėje taps teigiama, LM393 bus plūduriuojantis, kurį galima pakelti aukštai ištraukiant rezistorių. Kai įtampa LC grandinėje tampa neigiama, LM393 ištrauks savo išėjimą į žemę. Pastebėjau, kad LM393 išvestis turi didelę talpą, todėl naudojau mažo pasipriešinimo trauką.

Taigi mes padarysime impulsinio signalo pritaikymą LC grandinei. Šiuo atveju tai bus 5 voltai nuo arduino. Kurį laiką įkrauname grandinę. Tada mes keičiame įtampą nuo 5 voltų tiesiai į 0. Šis impulsas privers grandinę rezonuoti, sukurdamas amortizuotą sinusinį signalą, svyruojantį rezonansiniu dažniu. Ką turime padaryti, tai išmatuoti tą dažnį ir vėliau naudojant formules gauti induktyvumo vertę.

4 žingsnis: formulės

Kaip žinome, LC ckt dažnis yra:

f = 1/2*pi*(LC)^0,5

Taigi mes pakeitėme pirmiau pateiktą lygtį taip, kad rastume nežinomą grandinės induktyvumą. Tada galutinė lygties versija yra tokia:

L = 1/4*pi^2*f^2*C

Pirmiau pateiktose lygtyse, kur F yra rezonuojantis dažnis, C yra talpa, o L yra induktyvumas.

5 žingsnis: grandinė (schema ir faktinė)

6 žingsnis: „PulseIn“() funkcijos reikšmė

Skaito impulsą (AUKŠTĄ arba ŽEMĄ) ant kaiščio. Pavyzdžiui, jei vertė yra HIGH, pulseIn () laukia, kol kaištis pereis iš LOW į HIGH, pradės skaičiuoti laiką, tada laukia, kol smeigtukas nusileis LOW ir sustabdys laiką. Grąžina impulso ilgį mikrosekundėmis

arba pasiduoda ir grąžina 0, jei per nustatytą laiką nebuvo gautas visas impulsas.

Šios funkcijos laikas buvo nustatytas empiriškai ir tikriausiai parodys klaidas ilgesniais impulsais. Veikia impulsus nuo 10 mikrosekundžių iki 3 minučių.

Sintaksė

pulseIn (kaištis, vertė)

pulseIn (kaištis, vertė, skirtasis laikas)

7 žingsnis: serijinis išėjimas

Tame projekte aš naudoju serijinį ryšį, kurio dažnis yra 9600, kad galėčiau stebėti rezultatus serijiniame monitoriuje.

8 žingsnis: projekto reikšmė

Ø „Pasidaryk pats“projektas („pasidaryk pats“projektas), kad surastum nežinomą induktyvumą iki tam tikro diapazono nuo 100uH iki kelių tūkstančių uH.

Ø Jei padidinsite grandinės talpą ir atitinkamą jos vertę Arduino kode, tada nežinomo induktyvumo radimo diapazonas taip pat šiek tiek padidės.

Ø Šis projektas yra skirtas apytiksliai suprasti, kaip rasti nežinomą induktyvumą.

9 veiksmas: serijinis I2C LCD ekrano adapteris

Serijinis I2C LCD ekrano adapteris lygiagretų 16 x 2 simbolių LCD ekraną paverčia serijiniu „i2C“LCD ekranu, kurį galima valdyti tik dviem laidais. Adapteris naudoja PCF8574 lustą, kuris tarnauja kaip įvesties/išvesties plėtiklis, kuris bendrauja su „Arduino“ar bet kuriuo kitu mikrovaldikliu, naudojant I2C protokolą. Iš viso prie to paties dviejų laidų I2C magistralės galima prijungti 8 LCD ekranus, kurių kiekviena plokštė turi skirtingą adresą.

Pridėta „Arduino lcd I2C“biblioteka.

10 veiksmas: projekto momentiniai vaizdai

Galutinė projekto LCD produkcija su induktoriais arba be jų

11 veiksmas: „Arduino“kodas

pridedamas „Arduino“kodas.