Multimetr zasilany Arduino: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

W tym projekcie zbudujesz woltomierz i omomierz za pomocą funkcji digitalRead Arduino. Będziesz mógł uzyskać odczyt prawie co milisekundę, znacznie dokładniejszy niż typowy multimetr.

Wreszcie do danych można uzyskać dostęp na monitorze szeregowym, który następnie można skopiować na inne dokumenty, np. Excel, jeśli chcesz analizować dane.

Dodatkowo, ponieważ typowe Arduino są ograniczone tylko do 5V, adaptacja układu dzielnika potencjału pozwoli na zmianę maksymalnego napięcia, jakie Arduino może mierzyć.

W ten obwód jest również wbudowany układ mostka prostowniczego, który pozwala multimetrowi mierzyć nie tylko napięcie DC, ale także napięcie AC.

Kieszonkowe dzieci

1) 1 x Arduino nano/Arduino Uno + kabel połączeniowy;

2) Płyta perforowana 5 cm x 5 cm

3) 20 x kable rozruchowe lub przewody

4) 1 x rezystor 1K

5) 2x rezystory o tej samej wartości (nie ma znaczenia jakie są wartości)

6) 1x16x2 ekran LCD (opcjonalnie)

7) 1 x prostownik mostkowy DB107 (można zastąpić 4 diodami)

8) potencjometr 1x100 K lub 250 K

9) 6 zacisków krokodylkowych

10) 1 x zatrzaskowy przełącznik wciskany

11) 1 x bateria 9 V + zacisk złącza;

Krok 1: Pozyskiwanie materiałów

Większość przedmiotów można kupić poza amazon. Istnieje kilka zestawów elektroniki na amazon, które zapewniają wszystkie podstawowe komponenty, takie jak rezystory, diody, tranzystory itp.

Ten, który znalazłem, aby dać mi huk za moje pieniądze, jest dostępny pod tym linkiem.

Osobiście miałem już większość komponentów, ponieważ robię wiele tego typu projektów. Dla wynalazców z Singapuru Sim Lim Tower to miejsce, w którym można kupić wszystkie komponenty elektroniczne. i

polecam Space electronics, Continental electronics lub Hamilton electronics na 3 piętrze.

Krok 2: Zrozumienie obwodu (1)

W rzeczywistości obwód jest nieco bardziej skomplikowany, niż można by się spodziewać. Obwód ten wykorzystuje potencjalne dzielniki do pomiaru rezystancji i dodaje funkcję zmiennego maksymalnego napięcia dla aspektu woltomierza.

Podobnie jak multimetr może mierzyć napięcie na różnych etapach, 20 V, 2000 mV, 200 mV itd., obwód pozwala zmieniać maksymalne napięcie, które urządzenie może zmierzyć.

Po prostu omówię przeznaczenie różnych komponentów.

Krok 3: Zrozumienie obwodu: cel komponentów

1) Arduino jest używane do funkcji analogRead. Dzięki temu Arduino może zmierzyć różnicę potencjałów między wybranym pinem analogowym a jego pinem uziemiającym. Zasadniczo napięcie na wybranym pinie.

2) Potencjometr służy do zmiany kontrastu ekranu LCD.

3) Opierając się na tym, ekran LCD będzie używany do wyświetlania napięcia.

4) Dwa rezystory o tej samej wartości służą do utworzenia dzielnika potencjału dla woltomierza. Umożliwi to pomiar napięć powyżej zaledwie 5V.

Jeden rezystor zostanie przylutowany do płytki perforowanej, podczas gdy drugi rezystor zostanie podłączony za pomocą zacisków krokodylkowych.

Jeśli chcesz uzyskać większą precyzję i maksymalne napięcie 5 V, połączysz zaciski krokodylkowe bez żadnego rezystora pomiędzy nimi. Jeśli chcesz uzyskać maksymalne napięcie 10 V, podłącz drugi rezystor między zaciski krokodylkowe.

4) Mostek prostowniczy służy do zamiany dowolnego prądu przemiennego, być może z prądnicy, na prąd stały. Dodatkowo nie musisz się teraz martwić o przewody dodatnie i ujemne podczas pomiaru napięcia.

5) Rezystor 1K służy do tworzenia dzielnika potencjału dla omomierza. Spadek napięcia mierzony funkcją analogRead po podaniu 5V do dzielnika potencjału będzie wskazywał wartość rezystora R2.

6) Przełącznik zatrzaskowy służy do przełączania Arduino między trybem woltomierza a trybem omomierza. Gdy przycisk jest włączony, wartość wynosi 1, Arduino mierzy rezystancję. Gdy przycisk jest wyłączony, wartość wynosi 0, Arduino mierzy napięcie.

7) Z obwodu wychodzi 6 krokodylków. 2 to sondy napięciowe, 2 to sondy omomierza, a ostatnie 2 służą do zmiany maksymalnego napięcia multimetru.

Aby zwiększyć maksymalne napięcie do 10 V, należy dodać drugi rezystor o tej samej wartości między zmiennymi maksymalnymi krokodylkami. Aby utrzymać maksymalne napięcie na poziomie 5 V, połącz ze sobą te styki krokodylkowe bez żadnego rezystora między nimi.

Za każdym razem, gdy zmieniasz limit napięcia za pomocą rezystora, pamiętaj, aby zmienić wartość VR w kodzie Arduino na wartość rezystora między różnymi maksymalnymi krokodylkami.

Krok 4: Składanie obwodu

Istnieje kilka możliwości złożenia obwodu.

1) Początkującym zalecałbym użycie płytki stykowej do zbudowania obwodu. Jest o wiele mniej brudny niż lutowanie i będzie łatwiejszy do debugowania, ponieważ przewody można łatwo regulować. Postępuj zgodnie z połączeniami pokazanymi na obrazach frytek.

Na ostatnim fryzującym obrazie widać 3 pary pomarańczowych przewodów połączonych z niczym. Te faktycznie łączą się z sondami woltomierza, sondami omomierza i pinami do zmiany maksymalnego napięcia. Dwa górne to omomierz. Środkowe dwa dotyczą woltomierza (mogą być napięciem AC lub DC). A dwa dolne służą do zmiany maksymalnego napięcia.

2) Dla bardziej doświadczonych osób spróbuj przylutować obwód do płytki perforowanej. Będzie trwalsze i trwalsze. Przeczytaj i postępuj zgodnie ze schematem, aby uzyskać wskazówki. Nazywa się nowy-dok.

3) Na koniec możesz również zamówić gotową płytkę drukowaną od SEEED. Wystarczy przylutować elementy. Niezbędny plik Gerberfile jest dołączony w kroku.

Oto link do folderu na dysku Google ze spakowanym plikiem Gerber:

Krok 5: Kod dla Arduino

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

pływak analog2;

pływak analog1;

pływak VO1; \Napięcie przez potencjalny dzielnik obwodu mierzącego rezystancję

napięcie pływakowe;

pływak Odporność;

pływak VR; \To jest rezystor używany do zmiany maksymalnego limitu woltomierza. Może być urozmaicony

pływak Co; \Jest to współczynnik, przez który należy pomnożyć napięcie zarejestrowane przez arduino, aby uwzględnić również spadek napięcia z dzielnika potencjału. Jest to „współczynnik”

int Modepin = 8;

pusta konfiguracja()

{

Serial.początek(9600);

lcd.początek(16, 2);

pinMode (Modepin, INPUT);

}

pusta pętla () {

if(digitalRead(Modepin) == WYSOKI)

{ Opórodczytaj(); }

w przeciwnym razie

{ lcd.wyczyść(); Odczyt napięcia(); }

}

nieważne Odpornośćodczyt() {

analogowy2 = analogowyOdczyt(A2);

VO1 = 5*(analog 2/1024);

Opór = (2000*VO1)/(1-(VO1/5));

//Serial.println(VO1);

jeśli (VO1 >=4,95)

{ lcd.wyczyść(); lcd.print("Nie prowadzi"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("podłączony"); opóźnienie (500); }

w przeciwnym razie

{ //Serial.println(Opór); lcd.clear(); lcd.print("Opór:"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(Opór); opóźnienie (500); } }

nieważne odczyt napięcia() {

analog1 = (analogRead(A0));

//Serial.println(analogr1);

VR = 0; \Zmień tę wartość tutaj, jeśli masz inną wartość rezystora zamiast VR. Po raz kolejny ten rezystor jest po to, aby zmienić maksymalne napięcie, które może zmierzyć twój multimetr. Im wyższa rezystancja, tym wyższy limit napięcia dla Arduino.

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

//Serial.println(Co);

jeśli (analog1 <=20)

{ lcd.wyczyść(); Serial.println(0.00); lcd.print("Prowadnice nie"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("podłączony"); opóźnienie (500); }

w przeciwnym razie

{Napięcie = (Co * (analogr1/1023)); Serial.println(napięcie); lcd.clear(); lcd.print("Napięcie:"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(Napięcie); opóźnienie (500); }

}

Krok 6: Obudowa z drukarką 3D

1. Oprócz akrylowej obudowy, Instructables będą miały również obudowę wydrukowaną w 3D, która jest nieco bardziej trwała i estetyczna.

2. Na górze znajduje się otwór, w który można zmieścić wyświetlacz LCD, a z boku znajdują się również dwa otwory, przez które przechodzą sondy i kabel Arduino.

3. Na górze znajduje się kolejny kwadratowy otwór, w który można dopasować przełącznik. Ten przełącznik jest jednorazową zmianą między omomierzem a woltomierzem.

3. Na wewnętrznych ściankach dna znajduje się rowek, w który można wsunąć gruby kawałek karty, dzięki czemu obwód jest odpowiednio zamknięty nawet na dole.

4. Aby zabezpieczyć tylny panel, na powierzchni tekstu znajduje się kilka rowków, w których można go związać gumką.

Krok 7: Drukowanie plików 3D

1. Jako krajalnicę użyto Ultimaker Cura, a do zaprojektowania obudowy użyto fusion360. Ender 3 był drukarką 3D użytą w tym projekcie.

2. Do tego kroku zostały dołączone pliki.step i.gcode.

3. Plik.step można pobrać, jeśli chcesz dokonać pewnych zmian w projekcie przed drukowaniem. Plik.gcode można przesłać bezpośrednio do drukarki 3D.

4. Obudowa została wykonana z pomarańczowego PLA i wydrukowanie zajęło około 14 godzin.

Krok 8: Obudowa (bez drukowania 3D)

1) Możesz użyć dowolnej starej plastikowej obudowy do jej obudowy. Za pomocą gorącego noża wyciąć szczeliny na wyświetlacz LCD i przycisk.

2) Dodatkowo możesz sprawdzić moje konto dla innej instrukcji, w której opisuję, jak zbudować pudełko z akrylu wycinanego laserowo. Będziesz mógł znaleźć plik svg do wycinarki laserowej.

3) Wreszcie możesz po prostu opuścić obwód bez obudowy. Będzie łatwy do naprawy i modyfikacji.