Escudo Arduino Miliohm-meter - Adendo: 6 etapas

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

Este projeto é um desenvolvimento posterior do meu antigo descrito neste site. Se você estiver interessado … por favor, leia …

Espero que você tenha prazer.

Etapa 1: breve introdução

Este instrutível é um adendo ao meu antigo: PROTEÇÃO DIGITAL MULTIMETRO PARA ARDUINO

É um recurso adicional, mas pode ser usado de forma absolutamente independente. O PCB suporta ambos - a funcionalidade antiga e a nova - depende de quais dispositivos devem ser soldados e qual código deve ser carregado no arduino.

AVISO!: Todas as regras de segurança são descritas no instrutível anterior. Por favor, leia com atenção

O código anexado aqui funciona apenas para a nova função. Se você quiser usar toda a funcionalidade, terá que mesclar habilmente os dois códigos. Tenha cuidado - o código para os mesmos procedimentos em ambos os esboços pode conter pequenas discrepâncias..

Etapa 2: Por que eu fiz isso?

Este medidor de miliohm pode ser muito útil em alguns casos - pode ser usado durante a depuração de alguns dispositivos eletrônicos que têm conexões curtas dentro, para localizar capacitores defeituosos, resistores, chips … etc. localizou o dispositivo queimado medindo a resistência das trilhas condutoras do PCB e encontrando o local com resistência mínima. Se você estiver interessado mais neste processo - você pode encontrar muitos vídeos sobre.

Etapa 3: Os esquemas - Adendo

Os dispositivos adicionados em comparação com o antigo design do DMM são marcados com um retângulo vermelho. Explicarei o princípio de trabalho no segundo circuito simplificado:

Um chip de referência de tensão preciso cria uma referência de tensão muito estável e exata. Eu usei REF5045 da Texas Instruments, sua tensão de saída é 4.5V. É fornecido pelo pino arduino 5V. Pode ser usado também outros chips de referência de tensão precisos - com diferentes tensões de saída. O gerado a partir da tensão do chip é filtrado e carregado com um divisor de tensão resistivo. O resistor superior é de 470 Ohm e o inferior - a resistência, que queremos medir. Neste projeto, seu valor máximo é 1 Ohm. A tensão do ponto médio do divisor de tensão é filtrada novamente e multiplicada por um opamp trabalhando em configuração não inversora. Seu ganho é definido como 524. Essa tensão amplificada é amostrada pelo Arduino ADC e convertida em palavra digital de 10 bits e posteriormente usada para o cálculo da resistência inferior do divisor de tensão. Você pode ver os cálculos para resistência de 1 Ohm na imagem. Aqui eu usei o valor de tensão medido na saída do chip REF5045 (4,463V). É um pouco menos do que o esperado porque o chip é carregado quase pela corrente mais alta permitida na ficha técnica. Com os valores fornecidos neste projeto, o medidor de miliohm tem uma faixa de entrada de no máx. 1 Ohm e pode medir resistência com resolução de 10 bits, o que nos dá a possibilidade de sentir diferença em resistores de 1 mOhm. Existem alguns requisitos para o OP:

1. Seu intervalo de entrada deve incluir o trilho negativo
2. Deve ter o menor deslocamento possível

Eu usei OPA317 da Texas Instruments - é uma fonte única, um único opamp no chip, no pacote SOT-23-5 e tem entrada e saída de trilho para trilho. Seu deslocamento é inferior a 20 uV. A melhor solução poderia ser OPA335 - mesmo com menos deslocamento.

Nesse projeto, o objetivo não era ter precisão absoluta de medição, mas ser capaz de sentir com precisão as diferenças nas resistências - definir qual tem menor resistência. A precisão absoluta para tais dispositivos é difícil de ser alcançada sem ter outro aparelho de medição preciso para calibrá-los. Infelizmente, isso não é possível em laboratórios domésticos.

Aqui você pode encontrar todos os dados do projeto. (Esquemas Eagle, layout e arquivos Gerber preparados de acordo com os requisitos da PCBWAY)

Etapa 4: PCB's …

Encomendei o PCB na PCBWAY. Eles os fizeram muito rápido por um preço muito baixo e eu os tive apenas duas semanas após o pedido. Desta vez quis verificar as pretas (nesta fab não há dinheiro adicional para placas de circuito impresso diferentes das verdes). Você pode ver na foto como eles são bonitos.

Etapa 5: o escudo soldado

Para testar a funcionalidade do miliohm-metro soldou apenas os aparelhos, que servem para esta função. Adicionei também a tela de LCD.

Etapa 6: Tempo para codificar

O esboço do Arduino está anexado aqui. É semelhante ao escudo do DMM, mas mais simples.

Aqui, usei o mesmo procedimento de medição de tensão: A tensão é amostrada 16 vezes e calculada a média. Não há nenhuma correção adicional para esta tensão. O único ajuste é a medição da tensão do arduino de alimentação (os 5V), que também é referência para o ADC. O programa possui dois modos - medição e calibração. Se a tecla de modo for pressionada durante a medição, um procedimento de calibração é invocado. As sondas devem ser conectadas com força e manter por 5 segundos. Desta forma, sua resistência é medida, armazenada (não em ROM) e posteriormente extraída da resistência em teste. No vídeo pode ser visto esse procedimento. A resistência é medida em ~ 100 mOhm e após a calibração é zerada. Depois disso, pode-se ver como eu testei o dispositivo usando um pedaço de fio de solda - medindo a resistência de diferentes comprimentos de fio. Ao usar este dispositivo é muito importante segurar as sondas com força e afiadas - a resistência medida é muito sensível também na pressão usada para a medição. Pode ser visto que se as sondas não estiverem conectadas - a etiqueta "Overflow" está piscando no LCD.

Eu adicionei também um LED entre a ponta de prova e a de aterramento. Fica LIGADO quando as pontas de prova não estão conectadas e fixa a tensão de saída em ~ 1,5 V. (Pode proteger alguns dispositivos de baixa alimentação). Quando as pontas de prova estão conectadas, o LED está DESLIGADO e não deve ter qualquer influência na medição.

Isso é tudo, pessoal!:-)