Induktansemåler ved hjælp af Arduino: 12 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Her skal vi bygge en induktansmåler ved hjælp af Arduino mikrokontroller. Ved hjælp af denne metode er vi i stand til at beregne induktans omkring 80uH til 15, 000uH, men det burde fungere for induktorer lidt mindre eller meget større.

Trin 1: Materialer påkrævet

Ø Arduino uno/nano x 1

Ø LM393 Komparator x 1

Ø 1n5819/1n4001 diode x 1

Ø 150 ohm modstand x 1

Ø 1k ohm modstand x 2

Ø 1uF ikke-polær kondensator x 1

Ø Ukendte induktorer

Ø LCD (16 x 2) x 1

Ø Lcd I2C modul x 1

Ø Jumperwires & Headers

Trin 2: Apparat påkrævet

Ø Skærer

Ø Loddejern

Ø Limpistol

Trin 3: Baggrund

En induktor parallelt med en kondensator kaldes en LC

kredsløb. En typisk induktansmåler er intet andet end en LC -oscillator med et bredt spektrum. Ved måling af en induktor ændrer den tilføjede induktans oscillatorens udgangsfrekvens. Og ved at beregne denne frekvensændring kan vi udlede induktansen afhængigt af målingen.

Mikrokontroller er forfærdelige til at analysere analoge signaler. ATMEGA328 ADC er i stand til at sampler analoge signaler ved 9600Hz eller.1ms, hvilket er hurtigt, men ikke i nærheden af hvad dette projekt kræver. Lad os gå videre og bruge en chip, der er specielt designet til at omdanne virkelige verdenssignaler til grundlæggende digitale signaler: LM393 -komparatoren, der skifter hurtigere end en normal LM741 op -forstærker. Så snart spændingen på LC -kredsløbet bliver positiv, flyder LM393, hvilket kan trækkes højt med en pull -up -modstand. Når spændingen på LC -kredsløbet bliver negativ, trækker LM393 sin output til jorden. Jeg har bemærket, at LM393 har en høj kapacitans på sin output, og derfor brugte jeg en lav modstand pull up.

Så hvad vi vil gøre er at anvende et pulssignal til LC -kredsløbet. I dette tilfælde vil det være 5 volt fra arduinoen. Vi oplader kredsløbet i nogen tid. Derefter ændrer vi spændingen fra 5 volt direkte til 0. Den puls får kredsløbet til at resonere og skaber et polstret sinusformet signal, der svinger ved resonansfrekvensen. Hvad vi skal gøre er at måle denne frekvens og senere opnå formlen for induktansværdien ved hjælp af formlerne.

Trin 4: Formler

Som vi ved, er frekvensen af LC ckt:

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

Så vi ændrede ovenstående ligning på den måde for at finde ukendt induktans fra kredsløbet. Så er den sidste version af ligningen:

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

I ovenstående ligninger, hvor F er resonansfrekvensen, er C kapacitans, og L er induktans.

Trin 5: Kredsløbet (skematisk og faktisk)

Trin 6: Betydningen af PulseIn () -funktionen

Læser en puls (enten HØJ eller LAV) på en nål. For eksempel, hvis værdien er HIGH, venter pulseIn () på, at stiften går fra LOW til HIGH, starter timingen og venter derefter på, at stiften går LOW og stopper timingen. Returnerer længden af pulsen i mikrosekunder

eller giver op og returnerer 0, hvis der ikke blev modtaget en fuldstændig puls inden for timeout.

Tidspunktet for denne funktion er blevet bestemt empirisk og vil sandsynligvis vise fejl i længere impulser. Virker på pulser fra 10 mikrosekunder til 3 minutter i længden.

Syntaks

pulseIn (pin, værdi)

pulseIn (pin, værdi, timeout)

Trin 7: Seriel output

I det projekt bruger jeg seriel kommunikation med en baudhastighed på 9600 til at se resultatet på seriel skærm.

Trin 8: Projektets betydning

Ø Gør det selv projekt (DIY projekt) for at finde ukendt induktans op til et område på 100uH til nogle tusinder uH.

Ø Hvis du øger kapacitansen i kredsløb såvel som dens respektive værdi i Arduino -koden, øges også rækkevidden for at finde ukendt induktans til en vis grad.

Ø Dette projekt er designet til at give en grov ide for at finde ukendt induktans.

Trin 9: Seriel I2C LCD -skærmadapter

Seriel I2C LCD -skærmadapter konverterer parallelt baseret 16 x 2 tegn LCD -display til en seriel i2C LCD, der kan styres gennem kun 2 ledninger. Adapteren bruger PCF8574 -chip, der fungerer som I/O -ekspander, der kommunikerer med Arduino eller en anden mikrokontroller ved hjælp af I2C -protokol. I alt 8 LCD -skærme kan tilsluttes den samme totrådede I2C -bus, hvor hvert kort har en anden adresse.

Arduino lcd I2C bibliotek vedhæftet.

Trin 10: Snapshorts af projektet

Endelig output på lcd'en af projektet med eller uden induktorer

Trin 11: Arduino -kode

Arduino -koden er vedhæftet.