I - V Corba amb Arduino: 5 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Vaig decidir crear una corba I-V de leds. Però només tinc un multímetre, de manera que vaig crear un comptador I-V senzill amb Arduino Uno.

De Wiki: una característica de corrent-voltatge o corba I-V (corba de corrent-voltatge) és una relació, típicament representada com a gràfic o gràfic, entre el corrent elèctric a través d’un circuit, dispositiu o material i el voltatge corresponent, o diferència de potencial a través d’ella.

Pas 1: Llista de materials

Per a aquest projecte, necessitareu:

Arduino Uno amb cable USB

taulers de cable i cable duponts

leds (he utilitzat leds vermells i blaus de 5 mm)

resistència de caiguda (resistència de derivació) - Vaig decidir 200 ohm (per 5V és el corrent màxim de 25 mA)

resistències o potenciòmetre, faig servir una barreja de resistències: 100k, 50k, 20k, 10k, 5k, 2.2k, 1k, 500k

Pas 2: Circuit

El circuit consisteix en provar la resistència de derivació de led (R_drop) per mesurar el corrent. Per canviar la caiguda de tensió i el corrent faig servir diverses resistències (R_x).

El principi bàsic és:

• obtenir el corrent total I en el circuit
• obtenir caiguda de tensió en proves led Ul

Corrent total I

Per obtenir corrent total, mesuro la caiguda de tensió Ur en la resistència de derivació. Faig servir pins analògics per a això. Mesuro la tensió:

• U1 entre GND i A0
• U2 entre GND i A2

Diferent d’aquestes tensions és la caiguda de tensió igual a la resistència de derivació: Ur = U2-U1.

El corrent total I és: I = Ur / R_drop = Ur / 250

Caiguda de tensió Ul

Per obtenir caiguda de tensió del led, resto U2 del voltatge total U (que hauria de ser 5V): Ul = U - U2

Pas 3: Codi

flotador U = 4980; // tensió entre GND i arduino VCC en mV = tensió total

flotador U1 = 0; // 1 sonda

flotador U2 = 0; // 2 sonda

flotador Ur = 0; // caiguda de tensió a la resistència de derivació

flotador Ul = 0; // caiguda de tensió del led

flotador I = 0; // corrent total en circuit

flotador R_drop = 200; // resistència de la resistència tancada

configuració nul·la ()

{

Serial.begin (9600);

pinMode (A0, INPUT);

pinMode (A1, INPUT);

}

bucle buit ()

{

U1 = float (analogRead (A0)) / 1023 * U; // obtenir tensió entre GND i A0 en milliVolts

U2 = float (analogRead (A1)) / 1023 * U; // obtenir tensió entre GND i A1 en milliVolts

Ur = U2-U1; // caiguda de tensió a la resistència de derivació

I = Ur / R_drop * 1000; // corrent total en microAmps

Ul = U-U2; // caiguda de tensió del led

Serial.print ("1");

Serial.print (U1);

Serial.print ("2");

Serial.print (U2);

Serial.print ("////");

Serial.print ("caiguda de tensió a la resistència de derivació:");

Serial.print (Ur);

Serial.print ("caiguda de tensió del led:");

Serial.print (Ul);

Serial.print ("corrent total:");

Serial.println (I);

// pausa

retard (500);

}

Pas 4: proves

Provo 2 leds, vermell i blau. Com podeu veure, el led blau té una tensió al genoll més gran i és per això que el led blau necessita que el led blau comenci a bufar al voltant de 3 volts.

Pas 5: prova de la resistència

Faig corba I - V per resistència. Com podeu veure, el gràfic és lineal. Els gràfics mostren que la llei d'Ohm només funciona per a resistències, no per a leds. Calculo la resistència, R = U / I. Les mesures no són precises a baix valor de corrent, perquè el convertidor analògic-digital a Arduino té una resolució:

5V / 1024 = 4,8 mV i corrent -> 19,2 microAmps.

Crec que els errors de mesura són:

• els contenidors de taulers de suport no són supercontingents i cometen alguns errors de tensió
• les resistències usades tenen una resistència al voltant del 5%
• Els valors ADC de lectura analògica oscilen