Arduino aangedreven multimeter - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

In dit project bouw je een voltmeter en ohmmeter met behulp van de digitalRead-functie van een Arduino. U kunt bijna elke milliseconde een meting krijgen, veel nauwkeuriger dan een typische multimeter.

Ten slotte zijn de gegevens toegankelijk op de seriële monitor, die vervolgens naar andere documenten kan worden gekopieerd, b.v. excel, als u de gegevens wilt analyseren.

Bovendien, aangezien typische Arduino's beperkt zijn tot slechts 5V, kunt u met een aanpassing van het potentiaaldelercircuit de maximale spanning wijzigen die de Arduino kan meten.

Er is ook een bruggelijkrichterchip in dit circuit ingebouwd waarmee de multimeter niet alleen gelijkspanning maar ook wisselspanning kan meten.

Benodigdheden

1) 1 x Arduino nano/Arduino Uno + aansluitkabel

2) 5cm x 5cm Perfboard

3) 20 x startkabels of draden

4) 1 x 1K weerstand

5) 2x weerstanden van dezelfde waarde (maakt niet uit wat de waarden zijn)

6) 1 x 16x2 LCD-scherm (optioneel)

7) 1 x DB107 bruggelijkrichter (Kan worden vervangen door 4 diodes)

8) 1 x 100K of 250K potentiometer

9) 6 krokodillenklemmen

10) 1 x vergrendelbare drukschakelaar

11) 1 x 9V batterij + connectorclip

Stap 1: Het verwerven van de materialen

De meeste items kunnen worden gekocht bij amazon. Er zijn een aantal elektronicakits op amazon die u voorzien van alle basiscomponenten zoals weerstanden, diodes, transistors, enz.

Degene die ik heb gevonden om me waar voor mijn geld te geven, is beschikbaar op deze link.

Ik had persoonlijk de meeste componenten al omdat ik veel van dit soort projecten doe. Voor de uitvinders in Singapore is Sim Lim Tower de plek om alle elektronische componenten te kopen. l

raad Space-elektronica, Continental-elektronica of Hamilton-elektronica op de 3e verdieping aan.

Stap 2: Het circuit begrijpen (1)

Het circuit is eigenlijk iets ingewikkelder dan je zou verwachten. Dit circuit maakt gebruik van potentiaalverdelers om de weerstand te meten en het kenmerk van variabele maximale spanning toe te voegen voor het voltmeter-aspect.

Net zoals een multimeter de spanning in verschillende stadia kan meten, 20V, 2000mV, 200mV enzovoort, kunt u met het circuit de maximale spanning variëren die het apparaat kan meten.

Ik zal alleen het doel van de verschillende componenten bespreken.

Stap 3: Het circuit begrijpen: doel van componenten

1) Arduino wordt gebruikt voor zijn analoge Read-functie. Hierdoor kan de Arduino het potentiaalverschil meten tussen de geselecteerde analoge pin en de grondpin. In wezen de spanning op de geselecteerde pin.

2) De potentiometer wordt gebruikt om het contrast van het LCD-scherm te variëren.

3) Daarop voortbouwend wordt het LCD-scherm gebruikt om de spanning weer te geven.

4) De twee weerstanden van dezelfde waarde worden gebruikt om de potentiaaldeler voor de voltmeter te maken. Dit maakt het mogelijk om spanningen boven slechts 5V te meten.

De ene weerstand wordt op het perf-bord gesoldeerd, terwijl de andere weerstand wordt aangesloten met krokodillenklemmen.

Als je meer precisie en een maximale spanning van 5V wilt, zou je de krokodillenklemmen met elkaar verbinden zonder tussenliggende weerstand. Als je een maximale spanning van 10V wilt, sluit je de tweede weerstand tussen de krokodillenklemmen aan.

4) De bruggelijkrichter wordt gebruikt om elke wisselstroom, misschien van een dynamo, om te zetten in gelijkstroom. Bovendien hoef je je nu geen zorgen te maken over positieve en negatieve draden bij het meten van de spanning.

5) De 1K-weerstand wordt gebruikt om de potentiaaldeler voor de ohmmeter te maken. De spanningsval, gemeten door de analogRead-functie, nadat 5V in de potentiaaldeler is ingevoerd, geeft de waarde van de R2-weerstand aan.

6) De vergrendelende drukschakelaar wordt gebruikt om de Arduino te schakelen tussen de Voltmeter-modus en de Ohmmeter-modus. Als de knop aan is, is de waarde 1, de Arduino meet de weerstand. Als de knop uit is, is de waarde 0, de Arduino meet de spanning.

7) Er komen 6 krokodillenklemmen uit het circuit. 2 zijn de spanningssondes, 2 zijn de ohmmetersondes en de laatste 2 worden gebruikt om de maximale spanning van de multimeter te variëren.

Om de maximale spanning te verhogen tot 10V, zou je de tweede weerstand van dezelfde waarde toevoegen tussen de variërende maximale krokodillenklemmen. Om de maximale spanning op 5V te houden, verbindt u die krokodilpinnen met elkaar zonder enige weerstand ertussen.

Wanneer u de spanningslimiet wijzigt met behulp van de weerstand, zorg er dan voor dat u de waarde van VR in de Arduino-code wijzigt in de weerstandswaarde tussen de variërende maximale krokodillenklemmen.

Stap 4: Het circuit samenstellen

Er zijn een aantal opties om het circuit samen te stellen.

1) Voor beginners raad ik aan om het breadboard te gebruiken om het circuit te bouwen. Het is een stuk minder rommelig dan solderen, en het zal gemakkelijker te debuggen zijn omdat de draden gemakkelijk kunnen worden aangepast. Volg de aansluitingen op de fritzing-afbeeldingen.

In de laatste fritzing-afbeelding ziet u 3 paar oranje draden die met niets zijn verbonden. Die zijn eigenlijk verbonden met de voltmeter-sondes, ohmmeter-sondes en pinnen met maximale spanningsvariatie. De bovenste twee zijn voor de ohmmeter. De middelste twee zijn voor de voltmeter (kan AC- of DC-spanning zijn). En de onderste twee zijn voor het variëren van de maximale spanning.

2) Voor meer ervaren personen, probeer het circuit op een perfboard te solderen. Het zal meer permanent zijn en langer meegaan. Lees en volg het schema voor begeleiding. Het heet nieuw-doc.

3) Ten slotte kunt u bij SEEED ook een kant-en-klaar printje bestellen. Het enige dat u hoeft te doen, is de componenten op te solderen. De benodigde Gerberfile is bijgevoegd in de stap.

Hier is een link naar een Google Drive-map met het gezipte Gerber-bestand:

Stap 5: Code voor de Arduino

#include LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2);

vlotter analoog2;

vlotter analoog1;

zweven VO1; \Spanning over de potentiaaldeler voor het circuit dat weerstand meet

vlotter Spanning;

drijven Weerstand;

zweven VR; \Dit is de weerstand die wordt gebruikt om de maximale limiet van de voltmeter te wijzigen. Het kan worden gevarieerd

vlotter Co; \Dit is de factor waarmee de door de Arduino geregistreerde spanning moet worden vermenigvuldigd om ook rekening te houden met de afname van de spanning van de potentiaaldeler. Het is de "coëfficiënt"

int Modepin = 8;

ongeldige setup()

{

Serieel.begin(9600);

lcd.begin (16, 2);

pinMode (Modepin, INPUT);

}

lege lus() {

if (digitalRead (Modepin) == HOOG)

{ Weerstandlezen(); }

anders

{ lcd.wissen(); Spanninglezen(); }

}

ongeldig Weerstandlezen() {

analogr2 = analoog lezen (A2);

VO1 = 5*(analogr2/1024);

Weerstand = (2000*VO1)/(1-(VO1/5));

//Seriële.println(VO1);

als (VO1 >=4.95)

{ lcd.wissen(); lcd.print("Leidt niet"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("verbonden"); vertraging (500); }

anders

{ //Serial.println (Weerstand); lcd.wissen(); lcd.print("Weerstand:"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print (Weerstand); vertraging (500); } }

ongeldig Voltageread() {

analogr1 = (analogRead (A0));

//Serial.println(analogr1);

VR = 0; \Verander deze waarde hier als je een andere weerstandswaarde hebt in plaats van VR. Nogmaals, deze weerstand is er om de maximale spanning te veranderen die je multimeter kan meten. Hoe hoger de weerstand hier, hoe hoger de spanningslimiet voor de Arduino.

Co = 5/(1000/(1000+VR));

//Serial.println(Co);

als (analogr1 <=20)

{ lcd.wissen(); Serieel.println(0.00); lcd.print("Leidt niet"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("verbonden"); vertraging (500); }

anders

{Spanning = (Co * (analogr1/1023)); Seriële.println(Spanning); lcd.wissen(); lcd.print("Spanning:"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print (Spanning); vertraging (500); }

}

Stap 6: Behuizing met 3D-printer

1. Afgezien van de acrylbehuizing, heeft deze Instructables ook een 3D-geprinte behuizing, die iets duurzamer en esthetischer is.

2. Er is een gat aan de bovenkant waar het LCD-scherm in past, en er zijn ook twee gaten aan de zijkant waar de sondes en Arduino-kabel doorheen kunnen komen.

3. Aan de bovenkant zit nog een vierkant gat waar de schakelaar in past. Deze schakelaar is de eenmalige wissel tussen de ohmmeter en voltmeter.

3. Er is een groef in de binnenwanden van de bodem waar een dik stuk kaart in kan worden geschoven, zodat het circuit zelfs aan de onderkant goed wordt ingesloten.

4. Om het achterpaneel vast te zetten, zijn er een paar groeven op het tekstvlak waar een rubberen band kan worden gebruikt om het vast te binden.

Stap 7: 3D-afdrukbestanden

1. Ultimaker Cura werd gebruikt als snijmachine en fusion360 werd gebruikt om de behuizing te ontwerpen. Ender 3 was de 3D-printer die voor dit project werd gebruikt.

2. De.step- en.gcode-bestanden zijn beide aan deze stap toegevoegd.

3. Het.step-bestand kan worden gedownload als u het ontwerp wilt bewerken voordat u gaat afdrukken. Het.gcode-bestand kan rechtstreeks naar uw 3D-printer worden geüpload.

4. De behuizing was gemaakt van oranje PLA en het printen duurde ongeveer 14 uur.

Stap 8: Behuizing (zonder 3D-printen)

1) U kunt elke oude plastic behuizing voor zijn behuizing gebruiken. Gebruik een heet mes om de sleuven voor het LCD-scherm en de knop uit te snijden.

2) Bovendien kun je mijn account bekijken voor een andere instructable waarin ik beschrijf hoe je een doos kunt bouwen uit lasergesneden acryl. U zult een svg-bestand voor de lasercutter kunnen vinden.

3) Ten slotte kunt u het circuit gewoon verlaten zonder behuizing. Het zal gemakkelijk te repareren en aan te passen zijn.