Multimètre alimenté par Arduino : 8 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Dans ce projet, vous allez construire un voltmètre et un ohmmètre à l'aide de la fonction digitalRead d'un Arduino. Vous pourrez obtenir une lecture presque toutes les millisecondes, beaucoup plus précise qu'un multimètre classique.

Enfin, les données sont accessibles sur le moniteur série, qui peut ensuite être copié sur d'autres documents, par ex. excel, si vous voulez analyser les données.

De plus, étant donné que les Arduinos typiques sont limités à seulement 5V, une adaptation du circuit diviseur de potentiel vous permettra de modifier la tension maximale que l'Arduino peut mesurer.

Il y a aussi une puce de redresseur de pont incorporée dans ce circuit qui permettra au multimètre de mesurer non seulement la tension continue mais aussi la tension alternative.

Fournitures

1) 1 x Arduino nano/Arduino Uno + câble de connexion

2) 5 cm x 5 cm Perfboard

3) 20 x câbles ou fils de démarrage

4) 1 résistance 1K

5) 2x résistances de même valeur (peu importe les valeurs)

6) 1 écran LCD 16x2 (en option)

7) 1 x pont redresseur DB107 (peut être remplacé par 4 diodes)

8) 1 potentiomètre 100K ou 250K

9) 6 pinces crocodiles

10) 1 x interrupteur à poussoir de verrouillage

11) 1 pile 9V + pince de connecteur

Étape 1: Acquisition des matériaux

La plupart des articles peuvent être achetés sur amazon. Il existe quelques kits électroniques sur amazon qui vous fournissent tous les composants de base tels que des résistances, des diodes, des transistors, etc.

Celui que j'ai trouvé pour m'en donner pour mon argent est disponible sur ce lien.

Personnellement, j'avais déjà la plupart des composants car je fais beaucoup de ces types de projets. Pour les inventeurs de Singapour, Sim Lim Tower est l'endroit où aller pour acheter tous les composants électroniques. je

recommandez l'électronique spatiale, l'électronique Continental ou l'électronique Hamilton au 3ème étage.

Étape 2: Comprendre le circuit (1)

Le circuit est en fait légèrement plus compliqué que vous ne le pensez. Ce circuit utilise des diviseurs de potentiel pour mesurer la résistance et ajouter la fonction de tension maximale variable pour l'aspect voltmètre.

Semblable à la façon dont un multimètre peut mesurer la tension à différentes étapes, 20V, 2000mV, 200mV et ainsi de suite, le circuit vous permet de faire varier la tension maximale que l'appareil peut mesurer.

Je vais juste passer en revue le but des différents composants.

Étape 3: Comprendre le circuit: objectif des composants

1) Arduino est utilisé pour sa fonction analogRead. Cela permet à l'Arduino de mesurer la différence de potentiel entre la broche analogique sélectionnée et sa broche de masse. Essentiellement la tension à la broche sélectionnée.

2) Le potentiomètre permet de faire varier le contraste de l'écran LCD.

3) S'appuyant sur cela, l'écran LCD sera utilisé pour afficher la tension.

4) Les deux résistances de même valeur sont utilisées pour créer le diviseur de potentiel pour le voltmètre. Cela permettra de mesurer des tensions supérieures à 5V seulement.

Une résistance sera soudée sur la carte de perforation tandis que l'autre résistance sera connectée à l'aide de pinces crocodiles.

Lorsque vous voulez plus de précision et une tension maximale de 5V, vous connectez les pinces crocodiles ensemble sans aucune résistance entre les deux. Lorsque vous voulez une tension maximale de 10V, vous connectez la deuxième résistance entre les pinces crocodiles.

4) Le pont redresseur est utilisé pour transformer n'importe quel courant alternatif, peut-être d'une dynamo, en courant continu. De plus, vous n'avez plus à vous soucier des fils positifs et négatifs lors de la mesure de la tension.

5) La résistance 1K est utilisée pour faire le diviseur de potentiel pour l'ohmmètre. La chute de tension, mesurée par la fonction analogRead, après l'entrée de 5 V dans le diviseur de potentiel, indiquera la valeur de la résistance R2.

6) L'interrupteur à poussoir de verrouillage est utilisé pour basculer l'Arduino entre le mode voltmètre et le mode ohmmètre. Lorsque le bouton est allumé, la valeur est 1, l'Arduino mesure la résistance. Lorsque le bouton est éteint, la valeur est 0, l'Arduino mesure la tension.

7) Il y a 6 pinces crocodiles qui sortent du circuit. 2 sont les voltageprobes, 2 sont les ohmmeterprobes, et les 2 derniers sont utilisés pour faire varier la tension max du multimètre.

Pour augmenter la tension maximale à 10V, vous ajouteriez la deuxième résistance de même valeur entre les pinces crocodiles maximales variables. Pour maintenir la tension maximale à 5V, connectez ces broches crocodiles ensemble sans aucune résistance entre elles.

Chaque fois que vous modifiez la limite de tension à l'aide de la résistance, assurez-vous de modifier la valeur de VR dans le code Arduino en la valeur de la résistance entre les pinces crocodile maximales variables.

Étape 4: Assembler le circuit

Il y a quelques options sur la façon de mettre en place le circuit.

1) Pour les débutants, je recommanderais d'utiliser la maquette pour construire le circuit. C'est beaucoup moins salissant que la soudure, et il sera plus facile à déboguer car les fils peuvent être ajustés facilement. Suivez les connexions indiquées sur les images frites.

Dans la dernière image frisante, vous pouvez voir 3 paires de fils orange connectés à rien. Ceux-ci se connectent en fait aux sondes de voltmètre, aux sondes d'ohmmètre et aux broches de variation de tension maximale. Les deux premiers sont pour l'ohmmètre. Les deux du milieu sont pour le voltmètre (peut être une tension alternative ou continue). Et les deux du bas servent à faire varier la tension maximale.

2) Pour les personnes plus expérimentées, essayez de souder le circuit sur un panneau perforé. Il sera plus permanent et durera plus longtemps. Lisez et suivez le schéma pour vous guider. Il s'appelle new-doc.

3) Enfin, vous pouvez également commander un PCB préfabriqué auprès de SEEED. Tout ce que vous auriez à faire, c'est de souder les composants. Le Gerberfile nécessaire est joint à l'étape.

Voici un lien vers un dossier google drive avec le fichier Gerber zippé:

Étape 5: Coder pour l'Arduino

#include LiquidCrystal lcd (12, 11, 5, 4, 3, 2);

float analogr2;

float analogr1;

flotteur VO1; \Tension aux bornes du diviseur de potentiel pour le circuit qui mesure la résistance

float Tension;

flotteur Résistance;

flotteur VR; \C'est la résistance qui est utilisée pour changer la limite maximale du voltmètre. Il peut être varié

flotteur Co; \C'est le facteur par lequel la tension enregistrée par l'arduino doit être multipliée pour tenir compte également de la diminution de la tension du diviseur de potentiel. C'est le "coefficient"

int Modepin = 8;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

lcd.begin (16, 2);

pinMode (Modepin, INPUT);

}

boucle vide() {

if(digitalRead(Modepin) == HIGH)

{ Résistancelire(); }

autre

{ lcd.clear(); Lecture de tension (); }

}

void Resistanceread() {

analogr2 = analogRead(A2);

VO1 = 5*(analogique2/1024);

Résistance = (2000*VO1)/(1-(VO1/5));

//Série.println(VO1);

si (VO1 >=4,95)

{ lcd.clear(); lcd.print("Ne mène pas"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("connecté"); retard (500); }

autre

{ //Série.println(Résistance); lcd.clear(); lcd.print("Résistance:"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(Résistance); retard (500); } }

void Voltageread() {

analogr1 = (analogRead(A0));

//Série.println(analogr1);

RV = 0; \Modifiez cette valeur ici si vous avez une valeur de résistance différente à la place de VR. Encore une fois cette résistance est là pour changer la tension maximale que votre multimètre peut mesurer. Plus la résistance est élevée ici, plus la limite de tension pour l'Arduino est élevée.

Co = 5/(1000/(1000+VR));

//Série.println(Co);

si (analogr1 <=20)

{ lcd.clear(); Serial.println(0.00); lcd.print("Ne mène pas"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("connecté"); retard (500); }

autre

{Tension = (Co * (analogique1/1023)); Serial.println(Tension); lcd.clear(); lcd.print("Tension:"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(Tension); retard (500); }

}

Étape 6: boîtier avec imprimante 3D

1. Outre le boîtier en acrylique, cet Instructables comportera également un boîtier imprimé en 3D, légèrement plus durable et esthétique.

2. Il y a un trou sur le dessus pour que l'écran LCD s'insère, et il y a aussi deux trous sur le côté pour que les sondes et le câble Arduino passent à travers.

3. Sur le dessus, il y a un autre trou carré dans lequel l'interrupteur peut s'insérer. Ce commutateur est le changement unique entre l'ohmmètre et le voltmètre.

3. Il y a une rainure sur les parois intérieures du fond pour qu'un morceau de carte épais puisse y glisser afin que le circuit soit correctement enfermé même au fond.

4. Pour fixer le panneau arrière, il y a quelques rainures sur la face du texte où un élastique peut être utilisé pour l'attacher.

Étape 7: Fichiers d'impression 3D

1. Ultimaker Cura a été utilisé comme trancheuse et fusion360 a été utilisé pour concevoir le boîtier. Ender 3 était l'imprimante 3D utilisée pour ce projet.

2. Les fichiers.step et.gcode ont tous deux été joints à cette étape.

3. Le fichier.step peut être téléchargé si vous souhaitez apporter quelques modifications à la conception avant l'impression. Le fichier.gcode peut être téléchargé directement sur votre imprimante 3D.

4. Le boîtier était en PLA orange et l'impression a pris environ 14 heures.

Étape 8: Boîtier (sans impression 3D)

1) Vous pouvez n'importe quel vieux boîtier en plastique pour son boîtier. À l'aide d'un couteau chaud, découpez les fentes pour l'écran LCD et le bouton.

2) De plus, vous pouvez consulter mon compte pour un autre instructable où je décris comment construire une boîte en acrylique découpé au laser. Vous pourrez trouver un fichier svg pour la découpeuse laser.

3) Enfin, vous pouvez simplement quitter le circuit sans boîtier. Il sera facile à réparer et à modifier.