Lc meter gamit ang arduino: pagsukat ng inductance at dalas

Ang lahat ng naka-embed na mga mahilig ay pamilyar sa multimeter kung saan ang isang mahusay na tool upang masukat ang boltahe, kasalukuyang, paglaban atbp Ang isang multimeter ay madaling masukat ang mga ito. Ngunit kung minsan kailangan nating sukatin ang inductance at capacitance na kung saan ay hindi posible sa isang normal na multimeter. Mayroong ilang mga espesyal na multimeter na maaaring masukat ang inductance at capacitance ngunit ang mga ito ay magastos. Nakapagtayo na kami ng Frequency Meter, Capacitance Meter at resistensya meter gamit ang Arduino. Kaya ngayon gagawa kami ng isang Inductance LC Meter gamit ang Arduino. Sa proyektong ito, ipapakita namin ang mga halaga ng inductance at capacitance kasama ang dalas na higit sa 16x2 LCD display. Ang isang pindutan ng push ay ibinibigay sa circuit, upang lumipat sa pagitan ng capacitance at inductance display.

Kinakailangan ang Mga Bahagi

1. Arduino Uno
2. 741 opamp IC
3. 3v na baterya
4. 100-ohm risistor
5. Mga capacitor
6. Mga inductor
7. 1n4007 diode
8. 10k risistor
9. 10k palayok
10. Supply ng kuryente
11. Push button
12. Breadboard o PCB
13. Mga kumokonekta na mga wire

Kinakalkula ang Frequency at Inductance

Sa proyektong ito susukatin namin ang inductance at capacitance sa pamamagitan ng paggamit ng isang LC circuit sa parallel. Ang circuit na ito ay tulad ng isang singsing o kampanilya na nagsisimulang tumunog sa ilang tiyak na dalas. Tuwing maglalagay kami ng isang pulso, magsisimula ang resyon ng LC circuit na ito at ang dalas ng resonance na ito ay nasa anyo ng analog (sinusoidal wave) kaya kailangan nating i-convert ito sa squire wave. Upang magawa ito, inilalapat namin ang dalas ng analog na ito ng resonance sa opamp (741 sa aming kaso) na i-convert ito sa squire wave (dalas) sa 50% ng duty cycle. Sinusukat namin ngayon ang dalas sa pamamagitan ng paggamit ng Arduino at sa pamamagitan ng paggamit ng ilang pagkalkula sa matematika maaari naming makita ang inductance o capacitance. Ginamit namin ang ibinigay na formula ng pagtugon sa dalas ng LC circuit.

f = 1 / (2 * oras)

kung saan ang oras ay output ng pulseIn () function na

ngayon mayroon kaming LC circuit Frequency:

f = 1/2 * Pi * square root ng (LC)

malulutas natin ito upang makakuha ng inductance:

f ² = 1 / (4Pi ² LC) L = 1 / (4Pi ² f ² C) L = 1 / (4 * Pi * Pi * f * f * C)

Tulad ng nabanggit na namin na ang aming alon ay sinusoidal wave kaya't mayroon itong parehong tagal ng panahon sa parehong positibo at negatibong amplitude. Nangangahulugan ito na ikukumpara ito ng kumpare sa square wave na mayroong 50% duty cycle. Upang masusukat natin ito sa pamamagitan ng paggamit ng pag- andar ng pulseIn () ng Arduino. Ang pagpapaandar na ito ay magbibigay sa amin ng isang tagal ng panahon na maaaring madaling mai-convert sa isang dalas sa pamamagitan ng pag-invert ng tagal ng panahon. Tulad ng pag- andar ng pulse sa pagsukat lamang ng isang pulso, kaya ngayon upang makakuha ng tamang dalas kailangan nating i-multiply ito hanggang sa 2. Ngayon ay mayroon kaming dalas na maaaring mai-inductance sa pamamagitan ng paggamit ng pormula sa itaas.

Tandaan: habang ang pagsukat ng inductance (L1), ang halaga ng capacitor (C1) ay dapat na 0.1uF at habang ang pagsukat ng capacitance (C1), ang halaga ng inductor (L1) ay dapat na 10mH.

Circuit Diagram at Paliwanag

Sa diagram ng LC Meter circuit na ito, ginamit namin ang Arduino upang makontrol ang pagpapatakbo ng proyekto. Sa ito, gumamit kami ng isang LC circuit. Ang LC circuit na ito ay binubuo ng isang Inductor at isang capacitor. Upang mai-convert ang dalas ng dalas ng daloy ng resonance sa digital o square wave na ginamit namin ang pagpapatakbo amplifier katulad ng 741. Dito kailangan naming ilapat ang negatibong supply sa op-amp upang makakuha ng tumpak na dalas ng output. Kaya gumamit kami ng isang 3v na baterya na nakakonekta sa reverse polarity, nangangahulugang 741 negatibong pin ay konektado sa negatibong terminal ng baterya at ang positibong pin ng baterya ay nakakonekta sa lupa ng natitirang circuit. Para sa karagdagang paglilinaw tingnan ang circuit diagram sa ibaba.

Narito mayroon kaming isang pindutan ng push upang baguhin ang mode ng pagpapatakbo kung sinusukat namin ang inductance o capacitance. Ang isang 16x2 LCD ay ginagamit upang maipakita ang inductance o capacitance na may dalas ng LC circuit. Ang isang 10k palayok ay ginagamit para sa pagkontrol ng liwanag ng LCD. Ang circuit ay pinalakas sa tulong ng supply ng Arduino 5v at maaari naming mapagana ang Arduino sa pamamagitan ng 5v gamit ang USB o 12v adapter.

Paliwanag sa Programming

Napakadali ng bahagi ng programa ng proyektong LC Meter na ito. Ang kumpletong Arduino code ay ibinibigay sa pagtatapos ng artikulong ito.

Una kailangan naming isama ang silid-aklatan para sa LCD at ideklara ang ilang mga pin at macros.

# isama LiquidCrystal lcd (A5, A4, A3, A2, A1, A0); #define serial #define charge 3 #define freqIn 2 #define mode 10 #define Delay 15 double frequency, capacitance, inductance; typedef struct { int flag: 1; }Bandila; I-flag ang Bit;

Pagkatapos nito, sa pag- andar ng pag- setup ay nasimulan namin ang LCD at Serial na komunikasyon upang ipakita ang mga sinusukat na halaga sa LCD at serial monitor.

void setup () { #ifdef serial Serial.begin (9600); # endif lcd.begin (16, 2); pinMode (freqIn, INPUT); pinMode (singil, OUTPUT); pinMode (mode, INPUT_PULLUP); lcd.print ("LC Meter Gamit"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Arduino"); pagkaantala (2000); lcd.clear (); lcd.print ("Circuit Digest"); pagkaantala (2000); }

Pagkatapos sa pagpapaandar ng loop , maglapat ng isang pulso ng isang nakapirming tagal ng oras sa LC circuit na sisingilin sa LC circuit. Matapos alisin ang pulse LC circuit ay nagsisimulang mag-resonate. Pagkatapos ay nabasa namin ang square square conversion nito, na nagmumula sa op-amp, sa pamamagitan ng paggamit ng function na pulseIn () at i-convert iyon sa pamamagitan ng pag-multiply ng 2. Dito kumuha din kami ng ilang mga sample. Iyon ay kung paano kinakalkula ang dalas:

void loop () { para sa (int i = 0; i { digitalWrite (singil, TAAS); delayMicroseconds (100); digitalWrite (singil, mababa); delayMicroseconds (50); dobleng Pulse = pulseIn (freqIn, HIGH, 10000); kung (Pulso> 0.1) dalas + = 1.E6 / (2 * Pulse); pagkaantala (20); } dalas / = Pagkaantala; #ifdef serial Serial.print ("frequency:"); Serial.print (dalas); Serial.print ("Hz"); # endif lcd.setCursor (0, 0); lcd.print ("freq:"); lcd.print (dalas); lcd.print ("Hz");

Matapos makuha ang halagang dalas, binago namin ang mga ito sa inductance sa pamamagitan ng paggamit ng naibigay na piraso ng code

capacitance = 0.1E-6; inductance = (1. / (capacitance * frequency * frequency * 4. * 3.14159 * 3.14159)) * 1.E6; #ifdef serial Serial.print ("Ind:"); kung (inductance> = 1000) { Serial.print (inductance / 1000); Serial.println ("mH"); } iba pa { Serial.print (inductance); Serial.println ("uH"); } # Endif lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Ind:"); kung (inductance> = 1000) { lcd.print (inductance / 1000); lcd.print ("mH"); } iba pa { lcd.print (inductance); lcd.print ("uH"); } }

At sa pamamagitan ng paggamit ng naibigay na code kinakalkula namin ang kapasidad.

kung (Bit.flag) { inductance = 1.E-3; capacitance = ((1. / (inductance * frequency * frequency * 4. * 3.14159 * 3.14159)) * 1.E9); kung ((int) capacitance <0) capacitance = 0; #ifdef serial Serial.print ("Capacitance:"); Serial.print (capacitance, 6); Serial.println ("uF"); # endif lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Cap:"); kung (capacitance> 47) { lcd.print ((capacitance / 1000)); lcd.print ("uF"); } iba pa { lcd.print (capacitance); lcd.print ("nF"); } }

Kaya't ganito namin kinakalkula ang dalas, capacitance at Inductance gamit ang Arduino at ipinakita ito sa 16x2 LCD.