Compteur d'inductance utilisant Arduino: 12 étapes

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

Eh bien, ici, nous allons construire un inductancemètre à l'aide du microcontrôleur Arduino. En utilisant cette méthode, nous sommes en mesure de calculer une inductance d'environ 80 uH à 15 000 uH, mais cela devrait fonctionner pour des inductances un peu plus petites ou beaucoup plus grandes.

Étape 1: Matériel requis

Ø Arduino uno/nano x 1

Comparateur Ø LM393 x 1

Diode Ø 1n5819/1n4001 x 1

Résistance Ø 150 ohms x 1

Résistance Ø 1k ohm x 2

Condensateur non polaire Ø 1uF x 1

Ø Inducteurs inconnus

ØLcd (16 x 2) x 1

Ø module Lcd I2C x 1

Ø Cavaliers et en-têtes

Étape 2: Appareillage requis

Ø Coupeur

Ø fer à souder

Ø Pistolet à colle

Étape 3: Contexte

Une inductance en parallèle avec un condensateur s'appelle un LC

circuit. Un inductancemètre typique n'est rien d'autre qu'un oscillateur LC à large plage. Lors de la mesure d'une inductance, l'inductance ajoutée modifie la fréquence de sortie de l'oscillateur. Et en calculant ce changement de fréquence, on peut en déduire l'inductance en fonction de la mesure.

Les microcontrôleurs sont terribles pour analyser les signaux analogiques. L'ATMEGA328 ADC est capable d'échantillonner des signaux analogiques à 9600 Hz ou 0,1 ms, ce qui est rapide mais loin des besoins de ce projet. Allons de l'avant et utilisons une puce spécialement conçue pour transformer les signaux du monde réel en signaux numériques de base: le comparateur LM393 qui commute plus rapidement qu'un ampli op LM741 normal. Dès que la tension sur le circuit LC devient positive, le LM393 sera flottant, ce qui peut être tiré vers le haut avec une résistance de rappel. Lorsque la tension sur le circuit LC devient négative, le LM393 tire sa sortie vers la terre. J'ai remarqué que le LM393 a une capacité élevée sur sa sortie, c'est pourquoi j'ai utilisé un pull up à faible résistance.

Nous allons donc appliquer un signal d'impulsion au circuit LC. Dans ce cas ce sera 5 volts de l'arduino. Nous chargeons le circuit pendant un certain temps. Ensuite, nous modifions la tension de 5 volts directement à 0. Cette impulsion fera résonner le circuit en créant un signal sinusoïdal amorti oscillant à la fréquence de résonance. Ce que nous devons faire, c'est mesurer cette fréquence et plus tard, en utilisant les formules, obtenir la valeur d'inductance.

Étape 4: Formules

Comme nous savons que la fréquence de LC ckt est:

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

Nous avons donc modifié l'équation ci-dessus de cette manière pour trouver une inductance inconnue du circuit. Alors la version finale de l'équation est:

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

Dans les équations ci-dessus où F est la fréquence de résonance, C est la capacité et L est l'inductance.

Étape 5: Le circuit (schématique et réel)

Étape 6: Signification de la fonction PulseIn()

Lit une impulsion (HIGH ou LOW) sur une broche. Par exemple, si la valeur est HAUTE, pulseIn() attend que la broche passe de BAS à HAUT, démarre le chronométrage, puis attend que la broche passe à BAS et arrête le chronométrage. Renvoie la durée de l'impulsion en microsecondes

ou abandonne et renvoie 0 si aucune impulsion complète n'a été reçue dans le délai imparti.

La synchronisation de cette fonction a été déterminée empiriquement et montrera probablement des erreurs dans des impulsions plus longues. Fonctionne sur des impulsions de 10 microsecondes à 3 minutes.

Syntaxe

pulseIn(broche, valeur)

pulseIn (broche, valeur, délai d'attente)

Étape 7: sortie série

Dans ce projet, j'utilise la communication série à un débit en bauds de 9600 pour regarder le résultat sur le moniteur série.

Étape 8: Importance du projet

Ø Faites-le vous-même (projet de bricolage) pour trouver une inductance inconnue jusqu'à une plage de 100 uH à quelques milliers d'uH.

Ø Si vous augmentez la capacité dans le circuit ainsi que sa valeur respective dans le code Arduino, la plage pour trouver une inductance inconnue augmente également dans une certaine mesure.

Ø Ce projet est conçu pour donner une idée approximative afin de trouver une inductance inconnue.

Étape 9: Adaptateur d'affichage LCD série I2C

L'adaptateur d'écran LCD série I2C convertit un écran LCD parallèle de 16 x 2 caractères en un écran LCD série i2C qui peut être contrôlé via seulement 2 fils. L'adaptateur utilise une puce PCF8574 qui sert d'extenseur d'E/S qui communique avec Arduino ou tout autre microcontrôleur en utilisant le protocole I2C. Un total de 8 écrans LCD peuvent être connectés au même bus I2C à deux fils, chaque carte ayant une adresse différente.

Bibliothèque Arduino lcd I2C jointe.

Étape 10: Snapshorts du projet

Sortie finale sur l'écran lcd du projet avec ou sans inductances

Étape 11: Code Arduino

le code Arduino est joint.