Jaribio la Arduino Zener Diode: Hatua 6 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Zener Diode Tester inadhibitiwa na Arduino Nano. Jaribio la kuvunjika kwa voltage ya Zener kwa diode kutoka 1.8V hadi 48V. Nguvu ya utaftaji wa diode zilizopimwa inaweza kuwa kutoka 250mW hadi Watts chache. Kupima ni rahisi, inganisha diode tu na bonyeza kitufe ANZA.

Arduino Nano polepole huunganisha anuwai kutoka chini hadi juu, kwa hatua nne. Kwa kila hatua, sasa inachunguzwa kupitia diode ya Zener iliyopimwa. Ikiwa sasa ni zaidi ya thamani ya sifuri (sio sifuri), inamaanisha: Zener Voltage iligunduliwa. Katika kesi hii voltage inaonyeshwa kwa muda fulani (kubadilishwa na programu hadi sekunde 10) na upimaji umesimamishwa. Sasa katika kila hatua ni mara kwa mara kupitia voltages zote katika anuwai hiyo na inapungua kwa kuongeza idadi ya hatua - anuwai ya voltage.

Ili kudumisha utaftaji wa umeme kwa voltages za juu, sasa katika safu hii lazima ipunguzwe. Tester imeundwa kupima diode kutoka 250mW na 500mW. Zodi za Zener zilizo na nguvu kubwa, zinaweza kupimwa kwa njia ile ile, lakini kipimo cha voltage kilichopimwa ni cha chini kwa karibu 5%.

ONYO: Tafadhali kuwa mwangalifu sana. Katika mradi huu voltage ya juu 110 / 220V hutumiwa. Ikiwa haujui hatari ya kugusa voltage kuu, usijaribu hii inayoweza kufundishwa!

Hatua ya 1: Zener Diode

Diode ya Zener ni aina maalum ya diode inayotumiwa haswa katika nyaya kama sehemu ya voltage ya kumbukumbu au mdhibiti wa voltage. Kwa mwelekeo wa mbele wa voltage sifa za VV ni sawa na diode ya kusudi la jumla. Kushuka kwa Voltage ni karibu 0.6V. Upendeleo katika mwelekeo wa nyuma, kuna uhakika, ambapo ongezeko la sasa ni kali sana - voltage ya kuvunjika. Voltage hii inajulikana kama Zener voltage. Kwa wakati huu, diode ya Zener imeunganishwa moja kwa moja na usambazaji wa umeme na pato la mara kwa mara la voltage, ingeungua mara moja. Hii ndio sababu, kwa nini sasa kupitia diode ya Zener, lazima iwekewe na kipinga.

Tabia za VV zinaonyeshwa kwenye picha. Kila aina ya diode ya Zener hufafanua dhamana ya sasa ambayo ni sawa na Zener voltage maalum. (Voltage hii inaweza kubadilishwa kidogo kwa kuongezeka kwa sasa). Kawaida ya diode zilizo na utaftaji wa umeme karibu 250 hadi 500mW, ni 3 hadi 10mA na inategemea thamani ya voltage.

Voltage ya kuvunjika ni sawa kwa anuwai ya mikondo na ni ya kawaida na tofauti kwa kila diode. Thamani yake inaweza kuwa kutoka karibu 2V hadi zaidi ya 100V. Zodi za Zener, ambazo hutumiwa zaidi katika nyaya za kawaida, zimeainishwa na voltages chini ya 50V.

Hatua ya 2: Sehemu

Orodha ya sehemu zilizotumiwa:

• Ufungaji kutoka OKW, aina ya Shell OKW 9408331
• Adapter ya Hi-Link AC / DC 220V / 12V, 2pcs, eBay
• Adapter ya Hi-Link AC / DC 220V / 5V, 2pcs, eBay
• Adapter ya AC / DC 220V / 24V 150mA, eBay
• Arduino Nano, Banggood
• Capacitors M1 2pcs, M33 1pc, duka la karibu
• Diode 1N4148 5pcs, Banggood
• IC1, LM317T, toleo la voltage kubwa, eBay
• IC2, 78L12, eBay
• Transistors 2N222 5pcs, Banggood
• Peleka tena 351, 5V, 4pcs, eBay
• Relay ya mwanzi, 5V, eBay
• Resistors 33R, 470R, 1k 4pcs, 4.7k, 10k, 15k 2pcs, duka la ndani
• Trimm3296W 100R, 200R, 500R 2pcs, eBay
• Screw terminal block, Banggood
• Kiunganishi Molex 2pins, Banggood
• Kiunganishi Molex 3pins, Banggood
• Kubadilisha mini ndogo kuu, eBay
• Kuonyesha LED 0-100V, laini 3, eBay
• Kuingiza umeme, eBay
• Kituo cha sauti cha chemchemi, eBay
• Microswitch na kifungo, Banggood
• LED 3mm kijani na nyekundu, 2pcs, Banggood
• Fuse 0.5A na mmiliki wa fuse 5x20mm, eBay
• Kamba kuu ya nguvu kwa vyombo vidogo

Zana:

• Drill ya Nguvu
• Chuma cha kulehemu
• Joto Bunduki
• Moto Gundi Bunduki ya Gundi
• Waya Stripper na Mkataji
• Kuweka bisibisi
• Vipuli vilivyowekwa
• Multimeter

Orodha ya kina ya sehemu iko hapa:

Hatua ya 3: Maelezo ya Mzunguko

Maelezo ya mzunguko rejelea mchoro wa unganisho:

Kwenye upande wa kushoto, kuna sehemu kubwa ya voltage. Kituo cha terminal cha unganisho la 220V na adapta zote tano za AC / DC. Adapta hutoa voltages za kipimo katika hatua nne - masafa: 12V, 24V, 36V, 48V.

Moduli 5VA na 5VB wamejitolea kwa MCU Arduino Nano na Digital Led Voltmeter. Moduli 12VA hutoa 12V ya kwanza na moduli 12VB inaongeza 12V nyingine kwa thamani ya safu ya pili 24V. Moduli inayofuata 24V ongeza 24V nyingine kwa jumla ya voltage ya safu ya nne 48V. Ndani ya moduli ya mwisho ya 24V kuna mzunguko wa mdhibiti wa 12V, ikitoa 12V kama kiwango cha tatu cha safu hadi 36V. Suluhisho hili lilikuwa la lazima kwa sababu saizi ya bodi hairuhusu moduli sita kuwekwa juu yake.

Katika sehemu ya kati iko IC1 LM317. IC1 lazima iwe katika toleo la voltage ya juu (50V). Imeunganishwa kama mzunguko wa mdhibiti wa sasa wa kila wakati na hutoa sasa ya kila wakati kupitia anuwai ya kila hatua ya voltage. Sasa hii ni thabiti katika upeo mmoja, lakini tofauti katika kila hatua. Thamani zinaweza kubadilishwa na ni 20mA (12V), 10mA (24V), 7mA (36V), 5mA (48V). Maadili huchaguliwa kama mipaka ya juu ya diode na nguvu ya 250mW na inatosha kwa diode zenye nguvu zaidi.

Pande zote mbili za IC1 zinarejeshwa, zimeunganisha hatua ya voltage sahihi kwa pembejeo yake na kontena la kulia la kukata kwa pato lake. Kipimaji cha kukata kinataja thamani ya sasa kwenye pato na hii ya sasa inalishwa kwa kipimo cha diode ya Zener kupitia kontena R14. Sasa inakaguliwa kwenye kontena hili na Arduino. Mgawanyiko wa voltage R1, R2 chukua sampuli iliyopunguzwa ya voltage kwenye R2 na uiunganishe na pini ya analog A1.

Analog ya ardhi GND ni kawaida kwa adapta zote za voltage, adapta ya voltmeter ya dijiti na IC1. Kuwa mwangalifu, kuna ardhi nyingine, dijiti kwa Arduino na adapta yake. Uwanja wa dijiti ni muhimu kwa Arduino na pembejeo yake ya analog kama hatua ya kumbukumbu ya kipimo.

Matokeo ya dijiti ya Arduino D4 kwa upeanaji wa kudhibiti D7 kwa kila hatua, D8 kudhibiti voltmeter ya Dijiti na D9 kudhibiti ERROR iliyoongozwa na rangi nyekundu. Kosa inayoongozwa imewashwa ikiwa hakuna hali ya sasa iliyogunduliwa katika hatua yoyote. Katika kesi hii diode ya Zener inaweza kuwa na voltage ya juu ya Zener kama 48V, au inaweza kuwa na kasoro (wazi). Ikiwa kuna mzunguko mfupi kwenye vituo vya kutengenezea, ERROR iliyoongozwa haijaamilishwa na kugundua voltage ni ndogo sana, chini ya 1V.

Baada ya kumaliza mradi niliamua kuongeza moja iliyoongozwa - POWER, kwa sababu ikiwa voltmeter ni giza (imezimwa), haijulikani wazi ikiwa chombo chenyewe kimewashwa au kimezimwa. Nguvu iliyoongozwa imeunganishwa kwa safu na kontena 470 kati ya alama nje ya PCB, kutoka Start X3-1 hadi Zener X2-1. Resistor imewekwa kwenye bodi ndogo na kifungo cha kushinikiza.

Hatua ya 4: Ujenzi

Kama sanduku la mradi huo, nimetumia OKW iliyofungwa, iliyopatikana katika duka la zamani la sehemu za elektroniki. Sanduku hili bado linapatikana kwa OKW kama kiambatisho cha aina ya ganda. Sanduku hilo halifai sana kwa sababu ni ndogo sana kwa bodi, lakini baadhi ya sasisho la sanduku yenyewe na PCB huruhusu kuweka sehemu zote ndani. PCB iliundwa kwa tai kama saizi kubwa kwa toleo la bure la 8x10cm. Katika wakati wa kwanza inaonekana kuwa haiwezekani kuweka vifaa vyote kwenye bodi, lakini mwishowe nilifanikiwa.

Kuboresha sanduku kunahitaji kuondoa sehemu kadhaa za plastiki ndani na inasimama kwa vis. Uboreshaji wa sehemu unahitaji kurekebisha sanduku la plastiki kwa voltmeter ya dijiti, na ufanye kukata pande zote kwenye pembe mbili, karibu na Kosa na viunganisho kuu vya umeme. Maboresho yanaonekana kwenye picha. Jambo muhimu ni kutengeneza dirisha la voltmeter karibu na ukingo wa sanduku iwezekanavyo. Kitufe cha kushinikiza START iko kwenye ubao mdogo na imewekwa na pembe ya chuma.

Madirisha na mashimo kwenye kifuniko cha juu hufanywa kwa voltmeter ya Dijiti, kitufe cha kushinikiza, kituo cha chemchemi, Kosa la LED, Nguvu ya LED na kontakt USB Arduino Nano. Kwenye sehemu ya chini kuna njia ya kubadili nguvu na gombo la kuziba nguvu. Voltmeter ya dijiti na swichi ya nguvu imewekwa mahali na gundi moto kuyeyuka. Njia hiyo hiyo imerekebishwa viashiria vyote vya diode ya 3mm iliyoongozwa.

Diode iliyopimwa imeunganishwa, sio kawaida sana, na kontakt ya sauti ya chemchemi. Nilikuwa nikitafuta unganisho rahisi na la haraka. Suluhisho hili linaonekana kuwa bora zaidi.

Baada ya kuuza viunga vyote kwenye ubao, nimetenga nyimbo mbili za 220V kwenye sehemu ya chini, na kuyeyuka bunduki ya gundi moto. Waya zinazoongoza kutoka kwa bodi kwenda kwa kubadili nguvu na kwa kuziba kwa umeme hutengwa na neli inayopunguza joto. Fanya kwa uangalifu, haipaswi kuwa na waya yoyote wazi ya 220V au wimbo wa koper. PCB imewekwa mahali na spacers za mpira wa wambiso, ambayo inazuia kutoka kwa wima kusonga.

Kwenye jopo la mbele kuna chapa ya lebo kwenye karatasi ya picha ya wambiso. Lebo imefanywa katika Rangi, ambayo ni zana katika vifaa vya Windows 10. Chombo hiki kinafaa kwa kutengeneza lebo za zana, kwa sababu lebo inaweza kufanywa haswa kwa saizi halisi.

PCB imeundwa na programu ya bure ya Tai. Bodi iliamriwa kwa kampuni ya JLCPCB kwa bei nzuri. Hakuna sababu yoyote ya kuifanya nyumbani. Ninapendekeza kuagiza bodi na kwa sababu hii imeambatanishwa na zip ya Gerber. faili.

Hatua ya 5: Kupanga na Kuweka

Programu ya Arduino - faili ya ino imeambatishwa. Ninajaribu kuandika sehemu zote kuu za nambari na ninatumahi inaeleweka vizuri kuliko Kiingereza changu. Kinachohitajika kuelezewa kutoka kwa nambari ni kazi "huduma". Ni hali ya huduma na inaweza kutumika kwa kuweka chombo ikiwa ukibadilisha kwa mara ya kwanza.

Kazi ya kusoma sasa "readCurrent" ilianzishwa kwa nambari ili kuzuia usomaji wa bahati nasibu wa bahati nasibu. Katika kazi hii, kusoma kunafanywa mara kumi na thamani ya juu imechaguliwa kutoka kwa maadili kumi. Thamani ya juu ya sasa inachukuliwa kama sampuli kwa pembejeo ya Analog ya Arduino.

Katika hali ya huduma unarekebisha kontena nne zinazoweza kubadilishwa R4 hadi R7. Kila trimmer inawajibika kwa sasa katika safu moja ya voltage. R4 for12V, R5 kwa 24V, R6 kwa 36V na R7 kwa 48V. Katika hali hii voltages zilizotajwa huwasilishwa polepole kwenye vituo vya pato na huruhusu kurekebisha thamani inayohitajika ya sasa (20mA, 10mA, 7mA, 5mA).

Kuingiza hali ya huduma bonyeza START baada tu ya kuwasha kifaa ndani ya sekunde 2. Hatua ya kwanza (12V) imeamilishwa na ERROR inayoongozwa inapepesa mara moja. Sasa ni wakati wa kurekebisha sasa. Ikiwa sasa imerekebishwa, washa hatua inayofuata (24V) kwa kubonyeza ANZA tena. KOSA lililoongozwa linapepesa mara mbili. Rudia hatua zifuatazo kwa njia ile ile, ukitumia kitufe cha ANZA. Acha hali ya huduma kwa kitufe cha ANZA. Katika kila wakati, wakati mzuri wa kushinikiza ANZA ni wakati ikiwa KOSA lililoongozwa ni giza baada ya mfululizo wa blinks.

Marekebisho ya sasa hufanywa kwa kushikamana na diode yoyote ya Zener na voltage kuzunguka katikati, kwa anuwai ya 12V inapaswa kuwa diode 6 hadi 7V. Diode hii ya Zener lazima iunganishwe kwa safu na ammeter au multimeter. Thamani iliyobadilishwa ya sasa haipaswi kuwa sahihi, ukiondoa 15% hadi 5% ni sawa.

Hatua ya 6: Hitimisho

Suluhisho lililowasilishwa la kupima diode za Zener na Arduino ni mpya kabisa. Bado kuna shida kadhaa, kama usambazaji wa umeme 220V, Voltmeter iliyoongozwa na voltage ya kiwango cha juu cha 48V. Chombo kinaweza kuboreshwa katika udhaifu uliotajwa. Awali nilipanga kuiweka kwa nguvu ya betri, lakini kuwezesha Arduino na voltage ya kipimo cha juu na moja au zaidi ya kuongeza kiwango cha kubadilisha voltage inahitaji betri kubwa na chombo kitakuwa kubwa kwa saizi.

Kuna vifaa vingi sana vya kujaribu kwenye soko. Wanaweza kujaribu kila aina ya transistors, diode, semiconductors zingine na vifaa vingi vya kupita, lakini kupima voltage ya Zener ni shida, kwa sababu ya voltage ndogo ya betri. Natumahi, unafurahiya mradi wangu na utakuwa na wakati mzuri kucheza na ujenzi.