Medidor de indutância usando Arduino: 12 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Bem, aqui vamos construir um medidor de indutância usando o microcontrolador Arduino. Usando este método, somos capazes de calcular a indutância de cerca de 80uH a 15.000uH, mas deve funcionar para indutores um pouco menores ou muito maiores.

Etapa 1: Materiais necessários

Ø Arduino uno / nano x 1

Comparador Ø LM393 x 1

Diodo Ø 1n5819 / 1n4001 x 1

Ø 150 ohm resistor x 1

Resistência de Ø 1k ohm x 2

Capacitor não polar Ø 1uF x 1

Ø Indutores desconhecidos

Ø Lcd (16 x 2) x 1

Ø Módulo Lcd I2C x 1

Ø Jumper fios e conectores

Etapa 2: aparelho necessário

Ø Cortador

Ø Ferro de soldar

Ø Pistola de cola

Etapa 3: Plano de fundo

Um indutor em paralelo com um capacitor é chamado de LC

circuito. Um medidor de indutância típico nada mais é do que um oscilador LC de ampla faixa. Ao medir um indutor, a indutância adicionada altera a frequência de saída do oscilador. E calculando essa mudança de frequência, podemos deduzir a indutância dependendo da medição.

Microcontroladores são péssimos para analisar sinais analógicos. O ATMEGA328 ADC é capaz de amostrar sinais analógicos a 9600 Hz ou.1ms, o que é rápido, mas está longe do que este projeto exige. Vamos seguir em frente e usar um chip especialmente projetado para transformar sinais do mundo real em sinais digitais básicos: O comparador LM393 que muda mais rápido do que um amplificador operacional LM741 normal. Assim que a tensão no circuito LC se tornar positiva, o LM393 estará flutuando, o que pode ser elevado com um resistor pull up. Quando a tensão no circuito LC torna-se negativa, o LM393 puxará sua saída para o terra. Notei que o LM393 tem uma alta capacitância em sua saída, e é por isso que usei um pull up de baixa resistência.

Portanto, o que faremos é aplicar um sinal de pulso ao circuito LC. Neste caso, serão 5 volts do arduino. Carregamos o circuito por algum tempo. Em seguida, alteramos a tensão de 5 volts diretamente para 0. Esse pulso fará o circuito ressoar, criando um sinal sinusoidal amortecido oscilando na frequência de ressonância. O que precisamos fazer é medir essa frequência e depois usando as fórmulas obter o valor da indutância.

Etapa 4: Fórmulas

Como sabemos que a frequência de LC ckt é:

f = 1/2 * pi * (LC) ^ 0,5

Portanto, modificamos a equação acima dessa forma para encontrar indutância desconhecida do circuito. Então, a versão final da equação é:

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

Nas equações acima, onde F é a frequência de ressonância, C é a capacitância e L é a indutância.

Etapa 5: O circuito (esquemático e real)

Etapa 6: Significado da função PulseIn ()

Lê um pulso (ALTO ou BAIXO) em um pino. Por exemplo, se o valor for HIGH, pulseIn () espera que o pino vá de LOW para HIGH, começa a cronometrar e, a seguir, espera que o pino vá para LOW e para de cronometrar. Retorna a duração do pulso em microssegundos

ou desiste e retorna 0 se nenhum pulso completo foi recebido dentro do tempo limite.

O tempo desta função foi determinado empiricamente e provavelmente mostrará erros em pulsos mais longos. Funciona em pulsos de 10 microssegundos a 3 minutos de duração.

Sintaxe

pulseIn (pino, valor)

pulseIn (pino, valor, tempo limite)

Etapa 7: Saída serial

Nesse projeto eu uso a comunicação serial na taxa de transmissão de 9600 para assistir o resultado no monitor serial.

Etapa 8: Importância do Projeto

Ø Projeto faça você mesmo (projeto DIY) para encontrar indutância desconhecida em algum intervalo de 100uH a alguns milhares de uH.

Ø Se você aumentar a capacitância no circuito, bem como seu respectivo valor no código do Arduino, a faixa para encontrar a indutância desconhecida também aumentará até certo ponto.

Ø Este projeto é projetado para dar uma ideia aproximada a fim de encontrar indutância desconhecida.

Etapa 9: Adaptador Serial I2C LCD

O adaptador de display LCD I2C serial converte um display LCD de 16 x 2 caracteres com base paralela em um LCD i2C serial que pode ser controlado por apenas 2 fios. O adaptador usa o chip PCF8574 que serve como expansor de E / S que se comunica com o Arduino ou qualquer outro microcontrolador usando o protocolo I2C. Um total de 8 monitores LCD podem ser conectados ao mesmo barramento I2C de dois fios, com cada placa tendo um endereço diferente.

Biblioteca Arduino lcd I2C anexada.

Etapa 10: Snapshorts do projeto

Saída final no lcd do projeto com ou sem indutores

Etapa 11: Código Arduino

o código do Arduino está anexado.