Induktivitätsmesser mit Arduino - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Nun, hier werden wir einen Induktivitätsmesser mit dem Arduino-Mikrocontroller bauen. Mit dieser Methode können wir eine Induktivität von etwa 80uH bis 15.000uH berechnen, aber es sollte für Induktoren funktionieren, die etwas kleiner oder viel größer sind.

Schritt 1: Benötigte Materialien

Ø Arduino uno/nano x 1

Ø LM393 Komparator x 1

Ø 1n5819/1n4001 Diode x 1

Ø 150 Ohm Widerstand x 1

Ø 1k Ohm Widerstand x 2

Ø 1uF unpolarer Kondensator x 1

Ø Unbekannte Induktivitäten

Ø LCD (16 x 2) x 1

Ø LCD-I2C-Modul x 1

Ø Überbrückungsdrähte & Header

Schritt 2: Gerät erforderlich

Ø Schneider

Ø Lötkolben

Ø Klebepistole

Schritt 3: Hintergrund

Eine Induktivität parallel zu einem Kondensator heißt LC

Schaltung. Ein typischer Induktivitätsmesser ist nichts anderes als ein LC-Oszillator mit großem Bereich. Beim Messen einer Induktivität ändert die hinzugefügte Induktivität die Ausgangsfrequenz des Oszillators. Und durch Berechnung dieser Frequenzänderung können wir je nach Messung auf die Induktivität schließen.

Mikrocontroller sind schrecklich darin, analoge Signale zu analysieren. Der ATMEGA328 ADC ist in der Lage, analoge Signale mit 9600 Hz oder 0,1 ms abzutasten, was zwar schnell ist, aber bei weitem nicht den Anforderungen dieses Projekts entspricht. Lassen Sie uns einen Chip verwenden, der speziell dafür entwickelt wurde, reale Signale in grundlegende digitale Signale umzuwandeln: Der LM393-Komparator, der schneller schaltet als ein normaler LM741-Operationsverstärker. Sobald die Spannung am LC-Kreis positiv wird, schwebt der LM393, der mit einem Pull-Up-Widerstand hochgezogen werden kann. Wenn die Spannung am LC-Kreis negativ wird, zieht der LM393 seinen Ausgang auf Masse. Mir ist aufgefallen, dass der LM393 eine hohe Kapazität am Ausgang hat, weshalb ich einen Pull-Up mit niedrigem Widerstand verwendet habe.

Was wir also tun werden, ist ein Impulssignal an die LC-Schaltung anzulegen. In diesem Fall sind es 5 Volt vom Arduino. Wir laden die Schaltung für einige Zeit auf. Dann ändern wir die Spannung von 5 Volt direkt auf 0. Dieser Impuls bringt die Schaltung in Resonanz und erzeugt ein gedämpftes Sinussignal, das mit der Resonanzfrequenz schwingt. Was wir tun müssen, ist diese Frequenz zu messen und später mit den Formeln den Induktivitätswert zu erhalten.

Schritt 4: Formeln

Wie wir wissen, beträgt die Frequenz von LC ckt:

f = 1/2*pi*(LC)^0.5

Also haben wir die obige Gleichung auf diese Weise modifiziert, um eine unbekannte Induktivität aus der Schaltung zu finden. Dann lautet die endgültige Version der Gleichung:

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

In den obigen Gleichungen ist F die Resonanzfrequenz, C ist die Kapazität und L ist die Induktivität.

Schritt 5: Die Schaltung (schematisch & aktuell)

Schritt 6: Bedeutung der PulseIn()-Funktion

Liest einen Impuls (entweder HIGH oder LOW) an einem Pin. Wenn der Wert beispielsweise HIGH ist, wartet pulseIn() darauf, dass der Pin von LOW auf HIGH geht, startet die Zeitmessung, wartet dann darauf, dass der Pin LOW geht und stoppt die Zeitmessung. Gibt die Länge des Pulses in Mikrosekunden zurück

oder gibt auf und gibt 0 zurück, wenn innerhalb des Timeouts kein vollständiger Impuls empfangen wurde.

Das Timing dieser Funktion wurde empirisch bestimmt und wird wahrscheinlich Fehler bei längeren Pulsen zeigen. Funktioniert mit Impulsen von 10 Mikrosekunden bis 3 Minuten Länge.

Syntax

pulseIn(Pin, Wert)

pulseIn(Pin, Wert, Timeout)

Schritt 7: Serieller Ausgang

In diesem Projekt verwende ich die serielle Kommunikation mit der Baudrate von 9600, um das Ergebnis auf dem seriellen Monitor zu sehen.

Schritt 8: Bedeutung des Projekts

Ø Do-it-yourself-Projekt (DIY-Projekt), um unbekannte Induktivitäten bis zu einem Bereich von 100 uH bis zu einigen Tausend uH zu finden.

Ø Wenn Sie die Kapazität im Schaltkreis sowie den entsprechenden Wert im Arduino-Code erhöhen, erhöht sich auch der Bereich, um unbekannte Induktivitäten zu finden, in gewissem Maße.

Ø Dieses Projekt soll eine grobe Vorstellung geben, um unbekannte Induktivitäten zu finden.

Schritt 9: Serieller I2C-LCD-Anzeigeadapter

Der serielle I2C-LCD-Anzeigeadapter wandelt ein paralleles 16 x 2 Zeichen LCD-Display in ein serielles i2C-LCD um, das über nur 2 Drähte gesteuert werden kann. Der Adapter verwendet einen PCF8574-Chip, der als E / A-Expander dient, der über das I2C-Protokoll mit Arduino oder einem anderen Mikrocontroller kommuniziert. Es können insgesamt 8 LCD-Displays an denselben zweiadrigen I2C-Bus angeschlossen werden, wobei jede Karte eine andere Adresse hat.

Arduino lcd I2C-Bibliothek angehängt.

Schritt 10: Snapshorts des Projekts

Endgültige Ausgabe auf dem LCD des Projekts mit oder ohne Induktoren

Schritt 11: Arduino-Code

Der Arduino-Code ist beigefügt.