- Komponenter kreves
- Beregning av frekvens og induktans
- Kretsdiagram og forklaring
- Programmering Forklaring
Alle innebygde elskere er kjent med multimeter som er et flott verktøy for å måle spenning, strøm, motstand osv. Et multimeter kan enkelt måle dem. Men noen ganger må vi måle induktans og kapasitans som ikke er mulig med et vanlig multimeter. Det er noen spesielle multimeter som kan måle induktans og kapasitans, men de er kostbare. Vi har allerede bygget frekvensmåler, kapasitansmåler og motstandsmåler ved hjelp av Arduino. Så i dag skal vi lage en induktans LC Meter ved hjelp av Arduino. I dette prosjektet vil vi vise induktans- og kapasitansverdiene sammen med frekvensen over 16x2 LCD-skjerm. En trykknapp er gitt i kretsen for å veksle mellom kapasitans og induktansvisning.
Komponenter kreves
- Arduino Uno
- 741 opamp IC
- 3v batteri
- 100 ohm motstand
- Kondensatorer
- Induktorer
- 1n4007-diode
- 10k motstand
- 10k pott
- Strømforsyning
- Trykknapp
- Brettbrett eller PCB
- Koble ledninger
Beregning av frekvens og induktans
I dette prosjektet skal vi måle induktans og kapasitans ved å bruke en LC-krets parallelt. Denne kretsen er som en ring eller bjelle som begynner å resonere med en viss frekvens. Hver gang vi bruker en puls, vil denne LC-kretsen begynne å resonere, og denne resonansfrekvensen er i form av analog (sinusformet bølge), så vi må konvertere den til en squire-bølge. For å gjøre dette bruker vi denne analoge resonansfrekvensen til opamp (741 i vårt tilfelle) som vil konvertere den i squire-bølge (frekvens) ved 50% av driftssyklusen. Nå måler vi frekvensen ved hjelp av Arduino, og ved å bruke noen matematiske beregninger kan vi finne induktansen eller kapasitansen. Vi har brukt den gitte LC-frekvensresponsformelen.
f = 1 / (2 * tid)
der tiden sendes ut av pulseIn () -funksjonen
nå har vi LC-kretsfrekvens:
f = 1/2 * Pi * kvadratrot av (LC)
vi kan løse det for å få induktans:
f 2 = 1 / (4Pi 2 LC) L = 1 / (4Pi 2 f 2 C) L = 1 / (4 * Pi * Pi * f * f * C)
Som vi allerede har nevnt at bølgen vår er sinusformet, har den samme tidsperiode i både positiv og negativ amplitude. Dens betyr at komparatoren vil konvertere den til firkantbølge med en 50% driftssyklus. Slik at vi kan måle det ved hjelp av pulseIn () -funksjonen til Arduino. Denne funksjonen vil gi oss en tidsperiode som lett kan konverteres til en frekvens ved å invertere tidsperioden. Som pulseIn- funksjon måler bare en puls, så nå for å få riktig frekvens må vi multiplisere den med til 2. Nå har vi en frekvens som kan konverteres til induktans ved å bruke formelen ovenfor.
Merk: mens måling av induktans (L1), bør kondensator (C1) -verdien være 0.1uF, og mens måling av kapasitans (C1), bør induktor (L1) -verdien være 10mH.
Kretsdiagram og forklaring
I dette kretsdiagrammet for LC Meter har vi brukt Arduino til å kontrollere prosjektdriften. I dette har vi brukt en LC-krets. Denne LC-kretsen består av en induktor og en kondensator. For å konvertere sinusformet resonansfrekvens til digital eller firkantbølge har vi brukt operasjonsforsterker nemlig 741. Her må vi bruke negativ forsyning til op-amp for å få nøyaktig utgangsfrekvens. Så vi har brukt et 3v batteri koblet i omvendt polaritet, betyr at 741 negativ pin er koblet til batteriets negative terminal og positiv pin på batteriet er koblet til bakken på den gjenværende kretsen. For mer avklaring se kretsskjemaet nedenfor.
Her har vi en trykknapp for å endre driftsmåten om vi måler induktans eller kapasitans. En 16x2 LCD brukes til å vise induktans eller kapasitans med frekvensen til LC-kretsen. En 10 k gryte brukes til å kontrollere lysstyrken på LCD-skjermen. Kretsen får strøm ved hjelp av Arduino 5v-forsyning, og vi kan drive Arduino med 5v ved hjelp av USB- eller 12v-adapter.
Programmering Forklaring
Programmeringsdelen av dette LC Meter-prosjektet er veldig enkel. Komplett Arduino- kode er gitt på slutten av denne artikkelen.
Først må vi inkludere bibliotek for LCD og erklære noen pins og makroer.
#inkludere
Etter det, i setup -funksjonen har vi initialisert LCD og seriell kommunikasjon vise måleverdier over LCD og serie skjerm.
ugyldig oppsett () { #ifdef serial Serial.begin (9600); #endif lcd.begin (16, 2); pinMode (freqIn, INPUT); pinMode (ladning, UTGANG); pinMode (modus, INPUT_PULLUP); lcd.print ("LC Meter Using"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Arduino"); forsinkelse (2000); lcd.clear (); lcd.print ("Circuit Digest"); forsinkelse (2000); }
Deretter i sløyfefunksjon , bruk en puls med en fast tidsperiode på LC-kretsen som vil lade LC-kretsen. Etter at pulsen er fjernet, begynner LC-kretsen å resonere. Så leser vi dens firkantbølgekonvertering, som kommer fra op-amp, ved hjelp av pulseIn () -funksjonen og konverterer den ved å multiplisere med 2. Her har vi tatt noen eksempler på dette også. Slik beregnes frekvensen:
ugyldig sløyfe () { for (int i = 0; i
Etter å ha fått frekvensverdi, har vi konvertert dem til induktans ved å bruke gitt kode
kapasitans = 0.1E-6; induktans = (1. / (kapasitans * frekvens * frekvens * 4. * 3.14159 * 3.14159)) * 1.E6; #ifdef serial Serial.print ("Ind:"); hvis (induktans> = 1000) { Serial.print (induktans / 1000); Serial.println ("mH"); } annet { Serial.print (induktans); Serial.println ("uH"); } #endif lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Ind:"); hvis (induktans> = 1000) { lcd.print (induktans / 1000); lcd.print ("mH"); } annet { lcd.print (induktans); lcd.print ("uH"); } }
Og ved å bruke gitt kode beregnet vi kapasitans.
hvis (Bit.flag) { induktans = 1.E-3; kapasitans = ((1. / (induktans * frekvens * frekvens * 4. * 3.14159 * 3.14159)) * 1.E9); hvis ((int) kapasitans <0) kapasitans = 0; #ifdef serial Serial.print ("Capacitance:"); Serial.print (kapasitans, 6); Serial.println ("uF"); #endif lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Cap:"); hvis (kapasitans> 47) { lcd.print ((kapasitans / 1000)); lcd.print ("uF"); } annet { lcd.print (kapasitans); lcd.print ("nF"); } }
Så dette er hvordan vi beregnet frekvens, kapasitans og induktans ved hjelp av Arduino og viste det på 16x2 LCD.