- Компоненте потребне
- Израчунавање фреквенције и индуктивности
- Шема и објашњење
- Објашњење програмирања
Сви уграђени љубитељи су упознати са мултиметром који је сјајан алат за мерење напона, струје, отпора итд. Мултиметар их може лако измерити. Али понекад морамо измерити индуктивитет и капацитивност што није могуће са нормалним мултиметром. Постоје неки посебни мултиметри који могу мерити индуктивитет и капацитет, али су скупи. Већ смо изградили мерач фреквенције, мерач капацитивности и мерач отпора користећи Ардуино. Дакле, данас ћемо направити Индуктивни ЛЦ мерач користећи Ардуино. У овом пројекту ћемо приказати вредности индуктивности и капацитивности заједно са фреквенцијом преко ЛЦД екрана од 16к2. У кругу је дат тастер за пребацивање између приказа капацитивности и индуктивности.
Компоненте потребне
- Ардуино Уно
- 741 опамп ИЦ
- 3в батерија
- Отпорник од 100 ома
- Кондензатори
- Индуктори
- 1н4007 диода
- 10к отпорник
- 10к пот
- Напајање
- Тастер
- Табла или ПЦБ
- Повезивање жица
Израчунавање фреквенције и индуктивности
У овом пројекту меримо индуктивитет и капацитивност паралелно користећи ЛЦ коло. Ово коло је попут прстена или звона који почињу да резонирају на одређеној фреквенцији. Кад год применимо импулс, овај ЛЦ круг ће почети да резонира и ова резонантна фреквенција је у облику аналогног (синусоидни талас), па га морамо претворити у таласни талас. Да бисмо то урадили, примењујемо ову аналогну резонантну фреквенцију на опамп (741 у нашем случају) који ће га претворити у скуире талас (фреквенцију) на 50% радног циклуса. Сада меримо фреквенцију помоћу Ардуина и помоћу неког математичког израчунавања можемо пронаћи индуктивитет или капацитивност. Користили смо дату формулу фреквенцијског одзива ЛЦ кола.
ф = 1 / (2 пута)
гдје вријеме је излаз пулсеИн () фунцтион
сада имамо фреквенцију ЛЦ кола:
ф = 1/2 * Пи * квадратни корен од (ЛЦ)
можемо то решити да добијемо индуктивност:
ф 2 = 1 / (4Пи 2 ЛЦ) Л = 1 / (4Пи 2 ф 2 Ц) Л = 1 / (4 * Пи * Пи * ф * ф * Ц)
Као што смо већ поменули да је наш талас синусоидни талас, па има исти временски период и у позитивној и у негативној амплитуди. То значи да ће га компаратор претворити у квадратни талас који има радни циклус од 50%. Тако да га можемо измерити помоћу функције Ардуино пулсеИн () . Ова функција ће нам дати временски период који се претварањем временског периода може лако претворити у фреквенцију. Како функција пулсеИн мери само један пулс, па сада да бисмо добили тачну фреквенцију морамо је помножити са 2. Сада имамо фреквенцију која се може претворити у индуктивност помоћу горње формуле.
Напомена: док мерите индуктивитет (Л1), вредност кондензатора (Ц1) треба да буде 0,1уФ, а док мерите капацитивност (Ц1), вредност индуктора (Л1) треба да буде 10мХ.
Шема и објашњење
У овом дијаграму кола ЛЦ Метер користили смо Ардуино за контролу рада пројекта. У овоме смо користили ЛЦ коло. Ово ЛЦ коло састоји се од пригушнице и кондензатора. Да бисмо синусоидну резонантну фреквенцију претворили у дигитални или квадратни талас, користили смо оперативно појачало, наиме 741. Овде морамо да применимо негативно напајање на оп-појачало да бисмо добили тачну излазну фреквенцију. Дакле, користили смо 3в батерију повезану обрнутим поларитетом, значи да је 741 негативни пин повезан на негативни прикључак батерије, а позитивни пин батерије повезан са масом преосталог круга. За више објашњења погледајте доњи дијаграм кола.
Овде имамо тастер за промену режима рада било да меримо индуктивитет или капацитивност. ЛЦД од 16к2 користи се за приказ индуктивности или капацитивности са фреквенцијом ЛЦ кола. За управљање осветљеношћу ЛЦД-а користи се посуда од 10 хиљада. Круг се напаја уз помоћ Ардуино 5в напајања, а Ардуино можемо напајати преко 5в помоћу УСБ или 12в адаптера.
Објашњење програмирања
Програмски део овог ЛЦ Метер пројекта је врло једноставан. Комплетни Ардуино код дат је на крају овог чланка.
Прво морамо укључити библиотеку за ЛЦД и пријавити неке пинове и макрое.
#инцлуде
Након тога, у функцији подешавања покренули смо ЛЦД и серијску комуникацију како би приказали измерене вредности преко ЛЦД-а и серијског монитора.
воид сетуп () {# ифдеф сериал Сериал.бегин (9600); #ендиф лцд.бегин (16, 2); пинМоде (фрекИн, ИНПУТ); пинМоде (пуњење, ИЗЛАЗ); пинМоде (режим, ИНПУТ_ПУЛЛУП); лцд.принт („ЛЦ Метер Усинг“); лцд.сетЦурсор (0, 1); лцд.принт ("Ардуино"); кашњење (2000); лцд.цлеар (); лцд.принт ("Цирцуит Дигест"); кашњење (2000); }
Затим у функцији петље примените импулс одређеног временског периода на ЛЦ коло које ће напунити ЛЦ коло. Након уклањања импулса ЛЦ коло почиње да резонира. Затим читамо његову конверзију квадратног таласа, која долази из оп-амп-а, помоћу функције пулсеИн () и претварамо је множењем са 2. Овде смо узели и неке узорке овога. Тако се израчунава фреквенција:
воид лооп () { фор (инт и = 0; и
Након добијања вредности фреквенције, претворили смо их у индуктивност помоћу датог дела кода
капацитет = 0,1Е-6; индуктивитет = (1. / (капацитивност * фреквенција * фреквенција * 4. * 3.14159 * 3.14159)) * 1.Е6; #ифдеф сериал Сериал.принт ("Инд:"); ако је (индуктивитет> = 1000) { Сериал.принт (индуктивитет / 1000); Сериал.принтлн ("мХ"); } елсе { Сериал.принт (индуктивитет); Сериал.принтлн ("уХ"); } # ендиф лцд.сетЦурсор (0, 1); лцд.принт ("Инд:"); ако је (индуктивитет> = 1000) { лцд.принт (индуктивитет / 1000); лцд.принт ("мХ"); } елсе { лцд.принт (индуктивитет); лцд.принт ("уХ"); } }
И помоћу датог кода израчунали смо капацитет.
иф (Бит.флаг) { индуктивитет = 1.Е-3; капацитивност = ((1. / (индуктивитет * фреквенција * фреквенција * 4. * 3.14159 * 3.14159)) * 1.Е9); ако је ((инт) капацитивност <0) капацитивност = 0; #ифдеф сериал Сериал.принт ("Капацитет:"); Сериал.принт (капацитет, 6); Сериал.принтлн ("уФ"); #ендиф лцд.сетЦурсор (0, 1); лцд.принт ("Цап:"); иф (капацитет> 47) { лцд.принт ((цапацитанце / 1000)); лцд.принт ("уФ"); } елсе { лцд.принт (капацитет); лцд.принт ("нФ"); } }
Дакле, овако смо израчунали фреквенцију, капацитет и индуктивност користећи Ардуино и приказали их на ЛЦД-у 16к2.