Induktansmätare med Arduino: 12 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Tja här ska vi bygga en induktansmätare med hjälp av Arduino mikrokontroller. Med denna metod kan vi beräkna induktans ca 80uH till 15, 000uH, men det borde fungera för induktorer lite mindre eller mycket större.

Steg 1: Material som krävs

Ø Arduino uno/nano x 1

Ø LM393 Jämförare x 1

Ø 1n5819/1n4001 diod x 1

Ø 150 ohm motstånd x 1

Ø 1k ohm motstånd x 2

Ø 1uF opolär kondensator x 1

Ø Okända induktorer

Ø LCD (16 x 2) x 1

Ø LCD I2C -modul x 1

Ø Bygeltrådar och sidhuvuden

Steg 2: Apparat krävs

Ø Skärare

Ø Lödkolv

Ø Limpistol

Steg 3: Bakgrund

En induktor parallellt med en kondensator kallas en LC

krets. En typisk induktansmätare är inget annat än en LC -oscillator med ett brett spektrum. Vid mätning av en induktor ändrar den extra induktansen oscillatorns utgångsfrekvens. Och genom att beräkna denna frekvensförändring kan vi härleda induktansen beroende på mätningen.

Mikrostyrenheter är fruktansvärda för att analysera analoga signaler. ATMEGA328 ADC kan sampla analoga signaler vid 9600Hz eller.1ms, vilket är snabbt men inte i närheten av vad detta projekt kräver. Låt oss fortsätta och använda ett chip speciellt utformat för att förvandla verkliga signaler till grundläggande digitala signaler: LM393 -komparatorn som växlar snabbare än en vanlig LM741 op -förstärkare. Så snart spänningen på LC -kretsen blir positiv kommer LM393 att flyta, vilket kan dras högt med ett uppmotstånd. När spänningen på LC -kretsen blir negativ, kommer LM393 att dra sin utgång till marken. Jag har märkt att LM393 har en hög kapacitans på utgången, varför jag använde ett lågmotstånd.

Så det vi ska göra är att applicera en pulssignal på LC -kretsen. I detta fall kommer det att vara 5 volt från arduino. Vi laddar kretsen en tid. Sedan ändrar vi spänningen från 5 volt direkt till 0. Den pulsen kommer att få kretsen att resonera och skapa en dämpad sinusformad signal som pendlar vid resonansfrekvensen. Vad vi behöver göra är att mäta den frekvensen och senare använda formlerna få induktansvärdet.

Steg 4: Formler

Som vi vet är frekvensen för LC ckt:

f = 1/2*pi*(LC)^0,5

Så vi modifierade ovanstående ekvation på det sättet för att hitta okänd induktans från kretsen. Då är den sista versionen av ekvationen:

L = 1/4*pi^2*f^2*C

I ovanstående ekvationer där F är resonansfrekvensen, är C kapacitans och L är induktans.

Steg 5: Kretsen (schematisk och faktisk)

Steg 6: Betydelsen av PulseIn () -funktionen

Läser en puls (antingen HÖG eller LÅG) på en stift. Om värdet till exempel är HÖG, väntar pulseIn () på att stiftet går från LÅG till HÖG, startar timingen och väntar sedan på att stiftet går LÅGT och stoppar timingen. Returnerar pulslängden i mikrosekunder

eller ger upp och returnerar 0 om ingen fullständig puls mottogs inom timeout.

Tidpunkten för denna funktion har bestämts empiriskt och kommer förmodligen att visa fel i längre pulser. Fungerar på pulser från 10 mikrosekunder till 3 minuter i längd.

Syntax

pulseIn (pin, värde)

pulseIn (pin, värde, timeout)

Steg 7: Seriell utmatning

I det projektet använder jag seriell kommunikation med överföringshastigheten 9600 för att titta på resultatet på en seriell bildskärm.

Steg 8: Projektets betydelse

Ø Gör det själv-projekt (DIY-projekt) för att hitta okänd induktans upp till ett intervall på 100uH till några tusen uH.

Ø Om du ökar kapacitansen i kretsen samt dess respektive värde i Arduino -koden, ökar också intervallet för att hitta okänd induktans till viss del.

Ø Detta projekt är utformat för att ge en grov uppfattning för att hitta okänd induktans.

Steg 9: Seriell I2C LCD -skärmadapter

Seriell I2C LCD -skärmadapter omvandlar parallellbaserad 16 x 2 tecken LCD -skärm till en seriell i2C LCD -skärm som kan styras genom bara 2 ledningar. Adapter använder PCF8574 -chip som fungerar som I/O -expander som kommunicerar med Arduino eller någon annan mikrokontroller med hjälp av I2C -protokoll. Totalt 8 LCD -skärmar kan anslutas till samma två -trådiga I2C -buss där varje kort har en annan adress.

Arduino lcd I2C -bibliotek bifogat.

Steg 10: Snapshorts av projektet

Slutlig utmatning på LCD -skärmen för projektet med eller utan induktorer

Steg 11: Arduino -kod

Arduino -koden är bifogad.