Escut Arduino Miliohm-metre - Addenda: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Aquest projecte és un desenvolupament posterior del meu antic descrit en aquest lloc. Si us interessa … llegiu …

Espero que tingueu plaer.

Pas 1: Intruducció breu

Aquest instructiu és un complement al meu vell: ESCUT MULTÍMETRE DIGITAL PER A ARDUINO

És una característica addicional, però es pot utilitzar de forma independent. El PCB admet ambdues funcions (antiga i nova), que depenen de quins dispositius es soldaran i de quin codi es carregarà a l’arduino.

AVÍS!: Totes les normes de seguretat es descriuen a la instrucció anterior. Llegiu-los atentament

El codi que s'adjunta aquí només funciona per a la nova funció. Si voleu utilitzar la funcionalitat completa, haureu de combinar amb intel·ligència els dos codis. Aneu amb compte: el codi dels mateixos procediments en els dos esbossos pot contenir petites discrepàncies..

Pas 2: per què ho he fet?

Aquest mesurador miliohm pot ser molt útil en alguns casos: es pot utilitzar durant la depuració d’alguns dispositius electrònics que tenen connexions curtes a l’interior, per localitzar condensadors, resistències, xips … defectes, etc. va localitzar el dispositiu cremat mesurant la resistència de les pistes conductores de PCB i trobant el lloc amb una resistència mínima. Si us interessa més sobre aquest procés, hi podeu trobar molts vídeos.

Pas 3: Els esquemes: addenda

Els dispositius afegits en comparació amb l’antic disseny DMM estan marcats amb un rectangle vermell. Us explicaré el principi de treball del segon circuit simplificat:

Un xip de referència de voltatge precís crea una referència de voltatge molt estable i exacta. He utilitzat REF5045 de Texas Instruments, el seu voltatge de sortida és de 4,5V. Es subministra mitjançant el pin arduino de 5 V. Es pot utilitzar també altres xips de referència de voltatge precisos, amb diferents voltatges de sortida. El generat a partir del voltatge del xip es filtra i es carrega amb un divisor de voltatge resistiu. La resistència superior és de 470 Ohm, i la inferior, la resistència, que volem mesurar. En aquest disseny el seu valor màxim és 1 Ohm. El voltatge del punt mitjà del divisor de voltatge es torna a filtrar i es multiplica per un opamp que funciona en configuració sense inversió. El seu guany s'estableix en 524. Aquest voltatge amplificat és mostrat per l'Arduino ADC i es converteix en paraula digital de 10 bits i s'utilitza per calcular la resistència inferior del divisor de tensió. Podeu veure els càlculs de resistència d'1 ohm a la imatge. Aquí he utilitzat el valor de la tensió mesurada a la sortida del xip REF5045 (4.463V). És una mica menys del que s’esperava perquè el xip es carrega amb el corrent gairebé més alt permès al full de dades. Amb els valors indicats en aquest disseny, el comptador miliohm té un rang d’entrada màx. 1 ohm i pot mesurar la resistència amb una resolució de 10 bits, cosa que ens dóna la possibilitat de percebre diferències en resistències d'1 mOhm. Hi ha alguns requisits per a l'opamp:

1. El seu rang d’entrada ha d’incloure el carril negatiu
2. Ha de tenir un desplaçament el més petit possible

He utilitzat OPA317 de Texas Instruments: és de subministrament únic, opamp únic en xip, al paquet SOT-23-5 i té entrada i sortida de rail a rail. El seu desplaçament és inferior a 20 uV. Una millor solució podria ser OPA335, fins i tot amb menys compensació.

En aquest disseny, el propòsit no era tenir una precisió de mesura absoluta, sinó ser capaços de percebre amb precisió diferències en les resistències, per definir quina té una resistència menor. És difícil assolir la precisió absoluta d’aquests dispositius sense disposar d’un altre aparell de mesura precís per calibrar-los. Malauradament, això no és possible als laboratoris casolans.

Aquí podeu trobar totes les dades de disseny. (Esquemes, disposició i fitxers Gerber de Eagle preparats segons els requisits de PCBWAY)

Pas 4: PCB …

He demanat els PCB a PCBWAY. Els van fer molt ràpid per un preu molt baix i els vaig tenir només en dues setmanes després de fer la comanda. Aquesta vegada volia comprovar-ne de negres (en aquesta fabulosa no hi ha diners addicionals per a PCB de color verd diferent). A la imatge es pot veure el bonic que queda.

Pas 5: L'escut soldat

Per provar la funcionalitat del miliohm-meter he soldat només els dispositius que serveixen per a aquesta funció. També he afegit la pantalla LCD.

Pas 6: temps per codificar

Aquí s’adjunta l’esbós d’Arduino. És similar al de l’escut DMM, però més senzill.

Aquí he utilitzat el mateix procediment de mesura de tensió: es mostra el voltatge 16 vegades i es fa una mitjana. No hi ha cap correcció addicional per a aquesta tensió. L'únic ajust és la mesura de la tensió arduino de subministrament (el 5V), que també és referència per a l'ADC. El programa té dos modes: mesurament i calibratge. Si es prem la tecla de mode durant la mesura, s’invoca un procediment de calibratge. Les sondes s’han de connectar fortament i mantenir-les premudes durant 5 segons. D'aquesta manera, la seva resistència es mesura, s'emmagatzema (no en ROM) i s'extreu més de la resistència sotmesa a prova. Al vídeo es pot veure aquest procediment. La resistència es mesura a ~ 100 mOhm i després del calibratge es posa a zero. Després d'això es pot veure com provo el dispositiu mitjançant l'ús d'un tros de fil de soldadura, mesurant la resistència de diferents longituds de fil. Quan s’utilitza aquest dispositiu és molt important mantenir les sondes fortes i tenir-les nítides; la resistència mesurada és molt sensible també a la pressió utilitzada per a la mesura. Es pot veure que si les sondes no estan connectades: l'etiqueta "Overflow" parpelleja a la pantalla LCD.

També he afegit un LED entre la sonda de prova i la de terra. Està ON quan les sondes no estan connectades i fixa la tensió de sortida a ~ 1,5 V. (Pot protegir alguns dispositius de subministrament baix). Quan les sondes estan connectades, el LED està apagat i no hauria d’influir en la mesura.

Això és tot amics!:-)