- Komponen Diperlukan
- Mengira Kekerapan dan Induktansi
- Rajah dan Penjelasan Litar
- Penjelasan Pengaturcaraan
Semua pencinta tertanam mengenal multimeter yang merupakan alat yang baik untuk mengukur voltan, arus, rintangan dan lain-lain. Multimeter dapat mengukurnya dengan mudah. Tetapi kadang-kadang kita perlu mengukur induktansi dan kapasitansi yang tidak mungkin dilakukan dengan multimeter normal. Terdapat beberapa multimeter khas yang dapat mengukur induktansi dan kapasitans tetapi mahal. Kami sudah membina Frekuensi Meter, Capacitance Meter dan Resistance meter menggunakan Arduino. Jadi hari ini kita akan membuat Induktansi LC Meter menggunakan Arduino. Dalam projek ini, kami akan menunjukkan nilai induktansi dan kapasitansi bersama dengan frekuensi paparan LCD 16x2. Butang tekan diberikan di litar, untuk beralih antara paparan kapasitansi dan induktansi.
Komponen Diperlukan
- Arduino Uno
- 741 opamp IC
- Bateri 3v
- Perintang 100 ohm
- Kapasitor
- Induktor
- 1n4007 diod
- Perintang 10k
- 10k periuk
- Bekalan kuasa
- Tekan butang
- Papan roti atau PCB
- Menyambung wayar
Mengira Kekerapan dan Induktansi
Dalam projek ini kita akan mengukur induktansi dan kapasitans dengan menggunakan litar LC secara selari. Litar ini seperti cincin atau loceng yang mula bergema pada frekuensi tertentu. Setiap kali kita menggunakan nadi, litar LC ini akan mula bergema dan frekuensi resonans ini dalam bentuk analog (gelombang sinusoidal) jadi kita perlu menukarnya dalam gelombang squire. Untuk melakukan ini, kami menerapkan frekuensi resonans analog ini ke opamp (741 dalam kes kami) yang akan mengubahnya dalam gelombang squire (frekuensi) pada 50% dari kitaran tugas. Sekarang kita mengukur frekuensi dengan menggunakan Arduino dan dengan menggunakan beberapa pengiraan matematik kita dapat mencari induktansi atau kapasitans. Kami telah menggunakan formula tindak balas frekuensi litar LC yang diberikan.
f = 1 / (2 * masa)
di mana masa adalah output fungsi pulseIn ()
sekarang kita mempunyai Frekuensi litar LC:
f = 1/2 * Pi * punca kuasa dua (LC)
kita dapat menyelesaikannya untuk mendapatkan induktansi:
f 2 = 1 / (4Pi 2 LC) L = 1 / (4Pi 2 f 2 C) L = 1 / (4 * Pi * Pi * f * f * C)
Seperti yang telah kita sebutkan bahawa gelombang kita adalah gelombang sinusoidal sehingga mempunyai jangka waktu yang sama baik dari segi positif maupun negatif. Ini bermaksud pembanding akan mengubahnya menjadi gelombang persegi yang mempunyai kitaran tugas 50%. Supaya kita dapat mengukurnya dengan menggunakan fungsi pulseIn () Arduino. Fungsi ini akan memberi kita jangka waktu yang dapat dengan mudah diubah menjadi frekuensi dengan membalikkan jangka waktu. Sebagai fungsi pulseIn mengukur hanya satu nadi, jadi sekarang untuk mendapatkan frekuensi yang betul kita harus mengalikannya menjadi 2. Sekarang kita mempunyai frekuensi yang dapat ditukar menjadi induktansi dengan menggunakan formula di atas.
Catatan: semasa mengukur induktansi (L1), nilai kapasitor (C1) hendaklah 0.1uF dan semasa mengukur kapasitansi (C1), nilai induktor (L1) hendaklah 10mH.
Rajah dan Penjelasan Litar
Dalam gambarajah litar LC Meter ini, kami telah menggunakan Arduino untuk mengawal operasi projek. Dalam ini, kami telah menggunakan litar LC. Litar LC ini terdiri daripada Induktor dan kapasitor. Untuk menukar frekuensi resonans sinusoidal ke gelombang digital atau persegi kami telah menggunakan penguat operasi iaitu 741. Di sini kita perlu menerapkan bekalan negatif ke op-amp untuk mendapatkan frekuensi output yang tepat. Oleh itu, kami telah menggunakan bateri 3v yang disambungkan dalam polaritas terbalik, bermaksud 741 pin negatif disambungkan ke terminal negatif bateri dan pin positif bateri disambungkan ke tanah litar yang tinggal. Untuk penjelasan lebih lanjut, lihat gambarajah litar di bawah.
Di sini kita mempunyai butang tekan untuk mengubah modus operasi sama ada kita mengukur induktansi atau kapasitans. LCD 16x2 digunakan untuk menunjukkan induktansi atau kapasitans dengan frekuensi litar LC. Pot 10k digunakan untuk mengawal kecerahan LCD. Litar dikuasakan dengan bantuan bekalan Arduino 5v dan kami dapat menghidupkan Arduino dengan 5v menggunakan penyesuai USB atau 12v.
Penjelasan Pengaturcaraan
Bahagian pengaturcaraan projek LC Meter ini sangat mudah. Kod Arduino lengkap diberikan pada akhir artikel ini.
Mula-mula kita harus memasukkan perpustakaan untuk LCD dan menyatakan beberapa pin dan makro.
#sertakan
Setelah itu, dalam fungsi persediaan kami telah menginisialisasi komunikasi LCD dan Serial untuk menunjukkan nilai yang diukur melalui LCD dan monitor bersiri.
batal persediaan () { #ifdef bersiri Serial.begin (9600); #endif lcd.begin (16, 2); pinMode (freqIn, INPUT); pinMode (cas, OUTPUT); pinMode (mod, INPUT_PULLUP); lcd.print ("Menggunakan LC Meter"); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Arduino"); kelewatan (2000); lcd.clear (); lcd.print ("Circuit Digest"); kelewatan (2000); }
Kemudian dalam fungsi gelung , gunakan denyutan jangka masa tetap ke litar LC yang akan mengecas litar LC. Setelah mengeluarkan litar LC nadi mula bergema. Kemudian kita membaca penukaran gelombang perseginya, yang berasal dari op-amp, dengan menggunakan fungsi pulseIn () dan menukarnya dengan mengalikan dengan 2. Di sini kita juga telah mengambil beberapa contoh ini. Begitulah frekuensi dikira:
gelung void () { untuk (int i = 0; i
Setelah mendapat nilai frekuensi, kami telah mengubahnya menjadi induktansi dengan menggunakan potongan kod yang diberikan
kapasitans = 0.1E-6; induktansi = (1. / (kapasitansi * frekuensi * frekuensi * 4. * 3.14159 * 3.14159)) * 1.E6; #ifdef bersiri Serial.print ("Ind:"); if (inductance> = 1000) { Serial.print (inductance / 1000); Serial.println ("mH"); } lain { Serial.print (inductance); Serial.println ("uH"); } #endif lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Ind:"); jika (induktansi> = 1000) { lcd.print (inductance / 1000); lcd.print ("mH"); } lain { lcd.print (inductance); lcd.print ("uH"); } }
Dan dengan menggunakan kod yang diberikan, kami mengira kapasitans.
jika (Bit.flag) { induktansi = 1.E-3; kapasitans = ((1. / (induktansi * frekuensi * frekuensi * 4. * 3.14159 * 3.14159)) * 1.E9); jika ((int) kapasitans <0) kapasitans = 0; #ifdef bersiri Serial.print ("Kapasiti:"); Serial.print (kapasitansi, 6); Serial.println ("uF"); #endif lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Cap:"); jika (kapasitans> 47) { lcd.print ((kapasitans / 1000)); lcd.print ("uF"); } lain { lcd.print (kapasitansi); lcd.print ("nF"); } }
Jadi ini adalah bagaimana kami mengira frekuensi, kapasitansi dan Induktansi menggunakan Arduino dan memaparkannya pada LCD 16x2.