Miliohm -meter Arduino Shield - Tillæg: 6 trin

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

Dette projekt er en videreudvikling af min gamle, der er beskrevet på dette websted. Hvis du er interesseret … læs venligst videre …

Jeg håber du vil have glæde.

Trin 1: Kort introduktion

Dette instruerbare er tillæg til min gamle: DIGITAL MULTIMETER SHIELD FOR ARDUINO

Det er en ekstra funktion, men kan bruges helt uafhængigt. PCB understøtter både - den gamle og nye funktionalitet - afhænger af hvilke enheder der skal loddes, og hvilken kode der skal indlæses i arduinoen.

ADVARSEL!: Alle sikkerhedsregler er beskrevet i den tidligere instruerbare. Læs dem omhyggeligt

Koden, der er vedhæftet her, fungerer kun for den nye funktion. Hvis du vil bruge den fulde funktionalitet, skal du flette begge koder på en smart måde. Vær forsigtig - koden for de samme procedurer i begge skitser kan indeholde små uoverensstemmelser..

Trin 2: Hvorfor gjorde jeg det?

Denne miliohm -måler kan i nogle tilfælde være meget nyttig - den kan bruges under fejlsøgning af nogle elektroniske enheder, der har korte forbindelser indeni, til at lokalisere defekte kondensatorer, modstande, chips osv. Ved at scanne området omkring den korte kabine er det let lokaliseret den udbrændte enhed, der måler modstanden på de ledende PCB -spor og finder stedet med minimal modstand. Hvis du er mere interesseret i denne proces - kan du finde en masse videoer om.

Trin 3: Skemaet - tillæg

De tilføjede enheder, der sammenligner med det gamle DMM -design, er markeret med rødt rektangel. Jeg vil forklare arbejdsprincippet på det andet forenklede kredsløb:

En præcis spændingsreferencechip skaber en meget stabil og nøjagtig spændingsreference. Jeg brugte REF5045 fra Texas Instruments, dens udgangsspænding er 4,5V. Det leveres af arduino 5V pin. Det kan også bruges andre præcise spændingsreferencechips - med forskellige udgangsspændinger. De genereret fra chipspændingen filtreres og indlæses med en resistiv spændingsdeler. Den øverste modstand er 470 Ohm, og den nederste - modstanden, som vi vil måle. I dette design er dens maksimale værdi 1 Ohm. Spændingen i spændingsdelerens midterpunkt filtreres igen og ganges med en opamp, der arbejder i ikke-inverterende konfiguration. Dens forstærkning er sat til 524. Sådan forstærket spænding samples af Arduino ADC og konverteres til 10-bit digitalt ord og bruges yderligere til beregning af bundmodstanden i spændingsdeleren. Du kan se beregningerne for 1 Ohm modstand på billedet. Her brugte jeg den målte spændingsværdi ved udgangen af REF5045 -chippen (4.463V). Det er lidt mindre end forventet, fordi chippen er indlæst med næsten den højeste tilladte strøm i databladet. Med de givne i dette designværdier har miliohm -måleren et indgangsområde på max. 1 Ohm og kan måle modstand med 10 bit opløsning, hvad giver os mulighed for at mærke forskel i modstande på 1 mOhm. Der er nogle krav til opampen:

1. Dens inputområde skal omfatte den negative skinne
2. Den skal have så lille som muligt forskudt

Jeg brugte OPA317 fra Texas Instruments-Det er enkeltforsyning, enkelt opamp i chip, i SOT-23-5-pakke, og det har jernbane til skinne input og output. Dens forskydning er mindre end 20 uV. Bedre løsning kunne være OPA335 - selv med mindre forskydning.

I dette design var formålet ikke at have absolut målepræcision, men at kunne mærke præcist forskelle i modstandene - at definere hvilken der har mindre modstand. Den absolutte præcision for sådanne enheder er vanskelig at nå uden at have et andet præcist måleapparat til at kalibrere dem. Dette er desværre ikke muligt i hjemmelaboratorier.

Her kan du finde alle designdata. (Eagle -skemaer, layout og Gerber -filer udarbejdet i henhold til kravene i PCBWAY)

Trin 4: PCB'er …

Jeg har bestilt printkortene på PCBWAY. De gjorde dem meget hurtigt til en meget lav pris, og jeg havde dem først om to uger efter bestilling. Denne gang ville jeg kontrollere de sorte (I denne fab er der ikke ekstra penge til andre end grønne printkort). Du kan se på billedet, hvor flotte de ser ud.

Trin 5: Skjoldet loddet

For at teste funktionaliteten af miliohm-måleren lodde jeg kun de enheder, der tjener til denne funktion. Jeg tilføjede også LCD-skærmen.

Trin 6: Tid til kode

Arduino -skitsen er vedhæftet her. Det ligner DMM -skjoldets, men mere enkelt.

Her brugte jeg den samme spændingsmålingsprocedure: Spændingen samples 16 gange og beregnes i gennemsnit. Der er ingen yderligere korrektion for denne spænding. Den eneste justering er måling af forsyningsarduinospændingen (5V), som også er reference for ADC. Programmet har to tilstande - måling og kalibrering. Hvis der trykkes på mode -tasten under målingen, aktiveres en kalibreringsprocedure. Proberne skal forbindes stærkt sammen og holde i 5 sekunder. På denne måde måles deres modstand, lagres (ikke i ROM) og ekstraheres yderligere fra den testede modstand. På videoen kan ses en sådan procedure. Modstanden måles til ~ 100 mOhm, og efter kalibreringen nulstilles den. Derefter kan det ses, hvordan jeg tester enheden ved hjælp af et stykke loddetråd - der måler modstanden i forskellige trådlængder. Når du bruger denne enhed, er det meget vigtigt at holde proberne stærke og have dem skarpe - den målte modstand er også meget følsom over for det tryk, der bruges til målingen. Det kan ses, at hvis proberne ikke er tilsluttet -blinker etiketten "Overflow" på LCD'et.

Jeg har også tilføjet en LED mellem testsonden og den jordede. Det er TÆNDT, når proberne ikke er tilsluttet og klemmer udgangsspændingen til ~ 1,5V. (Kan beskytte nogle lavforsyningsenheder). Når proberne er tilsluttet, er LED'en slukket og bør ikke have nogen indflydelse på målingen.

Det var alt folkens!:-)