Mita ya Arduino CAP-ESR-FREQ: 6 Hatua

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Mita ya CAP-ESR-FREQ na Arduino Duemilanove.

Katika hii inayoweza kufundishwa unaweza kupata habari zote za lazima juu ya chombo cha upimaji kulingana na Arduino Duemilanove. Kwa chombo hiki unaweza kupima vitu vitatu: maadili ya capacitor katika nanofarads na microfarads, upinzani sawa wa safu (ESR thamani) ya capacitor na masafa ya mwisho kati ya 1 Herz MegaHerz 3. Miundo yote mitatu inategemea maelezo niliyoyapata kwenye jukwaa la Arduino na kwenye Hackerstore. Baada ya kuongeza sasisho nilizichanganya kuwa kifaa kimoja, kinachodhibitiwa na programu moja tu ya Arduino ino. Mita tofauti huchaguliwa kupitia swichi ya kuchagua nafasi tatu S2, iliyounganishwa na pini A1, A2 na A3. Uwekaji wa sifuri wa ESR na uwekaji upya wa mita hufanywa kupitia kitufe cha kushinikiza S3 kwenye A4. Kubadili S1 ni kubadili nguvu ON / OFF, inahitajika kwa nguvu ya betri ya 9 V DC wakati mita haijaunganishwa na PC kupitia USB. Pini hizi hutumiwa kwa kuingiza: A0: pembejeo ya thamani ya esr. A5: uingizaji wa capacitor. D5: masafa pembejeo.

Mita hutumia Uonyesho wa Kioevu cha Liquid (LCD) kulingana na chipset ya Hitachi HD44780 (au chipsi inayofaa), ambayo hupatikana kwenye LCD nyingi zenye maandishi. Maktaba inafanya kazi katika hali ya 4- bit (i.e. kutumia laini za data 4 pamoja na rs, wezesha, na laini za kudhibiti rw). Nilianza mradi huu na LCD iliyo na hifadhidata 2 tu (unganisho la (SDA na SCL I2C) lakini kwa bahati mbaya hii ilipingana na programu nyingine niliyotumia kwa mita. Kwanza nitaelezea mita tatu tofauti na mwishowe maagizo ya mkutano. Kwa kila aina ya mita unaweza pia kupakua faili tofauti ya Arduino ino, ikiwa unataka kusakinisha tu aina hiyo ya mita.

Hatua ya 1: Mita ya Capacitor

Mita ya capacitor ya dijiti inategemea muundo kutoka kwa Hackerstore. Kupima thamani ya capacitor:

Uwezo ni kipimo cha uwezo wa capacitor kuhifadhi malipo ya umeme. Mita ya Arduino inategemea mali sawa ya msingi ya capacitors: wakati wa mara kwa mara. Mara kwa mara wakati huu hufafanuliwa kama wakati inachukua kwa voltage kwenye capacitor kufikia 63.2% ya voltage yake ikiwa imeshtakiwa kabisa. Arduino inaweza kupima uwezo kwa sababu wakati capacitor inachukua kuchukua malipo inahusiana moja kwa moja na uwezo wake na equation TC = R x C. TC ni wakati wa mara kwa mara wa capacitor (kwa sekunde). R ni upinzani wa mzunguko (katika Ohms). C ni uwezo wa capacitor (katika Farads). Fomu ya kupata thamani ya uwezo katika Farads ni C = TC / R.

Katika mita hii thamani ya R inaweza kuwekwa kwa usawa kati ya 15kOhm na 25 kOhm kupitia potmeter P1. Capacitor ni kushtakiwa kupitia siri D12 na kuruhusiwa kwa mita inayofuata kupitia pini D7. Thamani ya voltage inayopimwa hupimwa kupitia pini A5. Thamani kamili ya analog kwenye pini hii ni 1023, kwa hivyo 63.2% inawakilishwa na thamani ya 647. Thamani hii inapofikiwa, mpango huhesabu thamani ya capacitor kulingana na fomula iliyotajwa hapo juu.

Hatua ya 2: Mita ya ESR

Tazama ufafanuzi wa ESR

Tazama mada ya kwanza ya jukwaa la Arduino https://forum.arduino.cc/index.php?topic=80357.0 Asante kwa szmeu kwa kuanza kwa mada hii na mikanb kwa muundo wake wa esr50_AutoRange. Nilitumia muundo huu pamoja na maoni mengi na maboresho ya muundo wa mita yangu ya esr.

UPDATE Mei 2021: Mita yangu ya ESR hufanya tabia ya kushangaza wakati mwingine. Nilitumia muda mwingi kutafuta sababu au sababu lakini sikupata. Kuangalia kurasa asili za jukwaa la Arduino kama ilivyoelezwa hapo juu inaweza kuwa suluhisho….

Upinzani wa Mfululizo sawa (ESR) ni upinzani wa ndani ambao unaonekana katika safu na uwezo wa kifaa. Inaweza kutumika kupata capacitors mbaya wakati wa vikao vya ukarabati. Hakuna capacitor kamili na ESR hutoka kwa upinzani wa risasi, foil ya alumini na elektroliti. Mara nyingi ni kigezo muhimu katika muundo wa usambazaji wa umeme ambapo ESR ya capacitor ya pato inaweza kuathiri utulivu wa mdhibiti (yaani, kuisababisha kuzunguka au kuguswa na mabadiliko ya muda mfupi kwenye mzigo). Ni moja ya sifa zisizo bora za capacitor ambayo inaweza kusababisha maswala anuwai ya utendaji katika nyaya za elektroniki. Thamani kubwa ya ESR inashusha utendaji kwa sababu ya upotezaji wa nguvu, kelele, na kushuka kwa voltage zaidi.

Wakati wa jaribio, sasa inayojulikana hupitishwa kupitia capacitor kwa muda mfupi sana ili capacitor isitoze kabisa. Ya sasa hutoa voltage kwenye capacitor. Voltage hii itakuwa bidhaa ya sasa na ESR ya capacitor pamoja na voltage kidogo kutokana na malipo kidogo katika capacitor. Kwa kuwa sasa inajulikana, thamani ya ESR imehesabiwa kwa kugawanya voltage iliyopimwa na ya sasa. Matokeo huonyeshwa kwenye onyesho la mita. Mikondo ya majaribio hutengenezwa kupitia transistors Q1 na Q2, maadili yao ni 5mA (mipangilio ya kiwango cha juu) na 50mA, (mipangilio ya upeo wa chini) kupitia R4 na R6. Utaftaji unafanywa kupitia transistor Q3. Voltage ya capacitor inapimwa kupitia pembejeo ya Analog A0.

Hatua ya 3: Mita ya Frequency

Tafuta data ya asili ya jukwaa la Arduino:

Kaunta ya masafa inafanya kazi kama ifuatavyo: Timer ya 16bit / Counter1 itaongeza saa zote zinazoingia kutoka kwa pini D5. Timer / Counter2 itazalisha kukatiza kila millisecond (mara 1000 kwa sekunde). Ikiwa kuna mafuriko katika Timer / Counter1, overflow_counter itaongezwa kwa moja. Baada ya kukatizwa 1000 (= haswa sekunde moja) idadi ya mafuriko itaongezeka kwa 65536 (hii ndio wakati kaunta inapita). Katika mzunguko wa 1000 thamani ya sasa ya kaunta itaongezwa, ikikupa jumla ya kupe za saa ambazo ziliingia wakati wa sekunde iliyopita. Na hii ni sawa na masafa uliyotaka kupima (frequency = saa kwa sekunde). Kipimo cha utaratibu (1000) kitaanzisha kaunta na kuzitanguliza. Baada ya hapo kitanzi WAKATI kitasubiri hadi utaratibu wa usumbufu wa usumbufu uweke kipimo_ tayari kwa KWELI. Hii ni baada ya sekunde 1 (1000ms au 1000 kuingiliwa). Kwa wafanya hobby kaunta hii ya masafa inafanya kazi vizuri sana (mbali na masafa ya chini unaweza kupata usahihi wa tarakimu 4 au 5). Hasa na masafa ya juu kaunta hupata sahihi sana. Nimeamua kuonyesha nambari 4 tu. Walakini, unaweza kurekebisha hiyo katika sehemu ya pato la LCD. Lazima utumie pini ya D5 ya Arduino kama pembejeo ya masafa. Hii ni sharti ya kutumia 16bit Timer / Counter1 ya chip ya ATmega. (tafadhali angalia pini ya Arduino kwa bodi zingine). Kupima ishara za analogi au ishara za chini-voltage preamplifier inaongezwa na pre-amplifier transistor BC547 na block pulsa shaper (Schmitt trigger) na 74HC14N IC.

Hatua ya 4: Mkutano wa Vipengele

Mizunguko ya ESR na CAP imewekwa kwenye kipande cha ubao wenye mashimo umbali wa inchi 0.1. Mzunguko wa FREQ umewekwa kwenye ubao tofauti (mzunguko huu uliongezwa baadaye). Kwa viunganisho vya waya vichwa vya kiume hutumiwa. Skrini ya LCD imewekwa kwenye kifuniko cha juu cha sanduku, pamoja na swichi ya ON / OFF. (Na swichi moja ya vipuri kwa sasisho za siku zijazo). Mpangilio ulifanywa kwenye karatasi (rahisi zaidi kuliko kutumia Fritzing au programu zingine za muundo). Mpangilio huu wa karatasi baadaye ulitumiwa pia kuangalia mzunguko halisi.

Hatua ya 5: Mkutano wa Sanduku

Sanduku nyeusi la plastiki (vipimo WxDxH 120x120x60 mm) ilitumika kupachika vifaa vyote na bodi zote za mzunguko. Arduino, mizunguko ya ubao na mmiliki wa betri imewekwa kwenye sahani ya kupachika ya mbao ya 6mm kwa kusanyiko rahisi na soldering. Kwa njia hii kila kitu kinaweza kukusanywa na kinapomalizika kinaweza kuwekwa ndani ya sanduku. Ku chini ya bodi za mzunguko na spacers za nylon za Arduino zilitumika kupitisha bodi kutoka kwa kuinama.

Hatua ya 6: Wiring ya Mwisho

Mwishowe viunganisho vyote vya waya vya ndani vimeuzwa. Wakati hii imekamilika, nilijaribu esr kubadilisha transistors, kupitia unganisho la mtihani T1, T2 na T3 kwenye mchoro wa wiring. Niliandika programu ndogo ya kujaribu kubadilisha matokeo yaliyounganishwa D8, D9 na D10 kutoka HIGH hadi LOW kila sekunde na kukagua hii kwenye unganisho T1, T2 na T3 na oscilloscope. imetengenezwa na viunganisho vya mamba.

Kwa upimaji wa masafa waya wa mtihani mrefu inaweza kutumika.

Jaribio la furaha!