Miliohmmètre Arduino Shield - Addendum : 6 étapes

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

Ce projet est un développement ultérieur de mon ancien décrit dans ce site. Si vous êtes intéressé… veuillez lire…

J'espère que vous aurez du plaisir.

Étape 1: brève introduction

Cette instructable est un addenda à mon ancien: BOUCLIER DE MULTIMÈTRE NUMÉRIQUE POUR ARDUINO

C'est une fonctionnalité supplémentaire, mais peut être utilisé de manière absolument indépendante. Le PCB prend en charge les deux - l'ancienne et la nouvelle fonctionnalité - dépend des appareils à souder et du code à charger dans l'arduino.

ATTENTION!: Toutes les règles de sécurité sont décrites dans le précédent instructable. Veuillez les lire attentivement

Le code qui est joint ici ne fonctionne que pour la nouvelle fonction. Si vous souhaitez utiliser toutes les fonctionnalités, vous devez fusionner intelligemment les deux codes. Soyez prudent - le code pour les mêmes procédures dans les deux croquis peut contenir de petites divergences..

Étape 2: Pourquoi l'ai-je fait ?

Ce compteur de milliohms peut être très utile dans certains cas - il peut être utilisé lors du débogage de certains appareils électroniques qui ont des connexions courtes à l'intérieur, pour localiser des condensateurs, des résistances, des puces défectueux, etc. En scannant la zone autour du court, il peut être facilement a localisé l'appareil grillé mesurant la résistance des pistes conductrices du circuit imprimé et trouvant l'endroit avec une résistance minimale. Si vous êtes davantage intéressé par ce processus, vous pouvez trouver de nombreuses vidéos à ce sujet.

Étape 3: Les schémas - Addendum

Les appareils ajoutés par rapport à l'ancienne conception DMM sont marqués d'un rectangle rouge. Je vais expliquer le principe de travail sur le deuxième circuit simplifié:

Une puce de référence de tension précise crée une référence de tension très stable et exacte. J'ai utilisé REF5045 de Texas Instruments, sa tension de sortie est de 4,5V. Il est alimenté par la broche arduino 5V. Il peut également être utilisé avec d'autres puces de référence de tension précises - avec différentes tensions de sortie. La tension générée par la puce est filtrée et chargée avec un diviseur de tension résistif. La résistance supérieure est de 470 Ohm et celle du bas - la résistance que nous voulons mesurer. Dans cette conception, sa valeur maximale est de 1 Ohm. La tension du point milieu du diviseur de tension est à nouveau filtrée et multipliée par un amplificateur opérationnel fonctionnant en configuration non inverseuse. Son gain est fixé à 524. Une telle tension amplifiée est échantillonnée par l'Arduino ADC et convertie en mot numérique de 10 bits et ensuite utilisée pour le calcul de la résistance inférieure du diviseur de tension. Vous pouvez voir les calculs pour la résistance de 1 Ohm sur la photo. Ici, j'ai utilisé la valeur de tension mesurée à la sortie de la puce REF5045 (4.463V). C'est un peu moins que prévu car la puce est chargée par le courant presque le plus élevé autorisé dans la fiche technique. Avec les valeurs données dans cette conception, le miliohmmètre a une plage d'entrée de max. 1 Ohm et peut mesurer la résistance avec une résolution de 10 bits, ce qui nous donne la possibilité de détecter une différence dans les résistances de 1 mOhm. Il y a quelques exigences pour l'opamp:

1. Sa plage d'entrée doit inclure le rail négatif
2. Il doit avoir un décalage aussi petit que possible

J'ai utilisé OPA317 de Texas Instruments - Il s'agit d'une alimentation unique, d'un seul amplificateur opérationnel dans la puce, dans un boîtier SOT-23-5 et il a une entrée et une sortie rail à rail. Son décalage est inférieur à 20 uV. Une meilleure solution pourrait être OPA335 - même avec moins de décalage.

Dans cette conception, le but n'était pas d'avoir une précision de mesure absolue, mais d'être capable de détecter avec précision les différences dans les résistances - de définir laquelle a la plus petite résistance. La précision absolue pour de tels appareils est difficile à atteindre sans avoir un autre appareil de mesure précis pour les calibrer. Ce n'est malheureusement pas possible dans les laboratoires à domicile.

Vous trouverez ici toutes les données de conception. (Schémas Eagle, mise en page et fichiers Gerber préparés selon les exigences de PCBWAY)

Étape 4: PCB…

J'ai commandé les PCB chez PCBWAY. Ils les ont fait très rapidement pour un prix très bas et je ne les ai eu que deux semaines après la commande. Cette fois, je voulais vérifier les noirs (dans cette fab, il n'y a pas d'argent supplémentaire pour des PCB de couleur différente de la verte). Vous pouvez voir sur la photo à quel point ils sont beaux.

Étape 5: Le bouclier soudé

Pour tester la fonctionnalité du miliohmmètre j'ai soudé uniquement les appareils, qui servent à cette fonction. J'ai ajouté aussi l'écran LCD.

Étape 6: le temps de coder

Le croquis de l'arduino est joint ici. Il est similaire à celui du shield DMM, mais en plus simple.

Ici, j'ai utilisé la même procédure de mesure de tension: la tension est échantillonnée 16 fois et moyennée. Il n'y a pas de correction supplémentaire pour cette tension. Le seul réglage est la mesure de la tension d'alimentation de l'arduino (le 5V), qui sert aussi de référence pour l'ADC. Le programme a deux modes - mesure et étalonnage. Si la touche mode est enfoncée pendant la mesure, une procédure d'étalonnage est invoquée. Les sondes doivent être connectées solidement ensemble et tenir pendant 5 secondes. De cette manière, leur résistance est mesurée, stockée (pas dans la ROM) et extraite de la résistance testée. Sur la vidéo peut être vu une telle procédure. La résistance est mesurée à ~ 100 mOhm et après l'étalonnage, elle est remise à zéro. Après cela, on peut voir comment je teste l'appareil en utilisant un morceau de fil de soudure - en mesurant la résistance de différentes longueurs de fil. Lors de l'utilisation de cet appareil, il est très important de maintenir les sondes solides et de les avoir tranchantes - la résistance mesurée est également très sensible à la pression utilisée pour la mesure. On peut voir que si les sondes ne sont pas connectées - l'étiquette "Overflow" clignote sur l'écran LCD.

J'ai également ajouté une LED entre la sonde de test et celle de masse. Il est allumé lorsque les sondes ne sont pas connectées et fixe la tension de sortie à ~ 1,5 V. (Peut protéger certains appareils à faible alimentation). Lorsque les sondes sont connectées, la LED est éteinte et ne devrait avoir aucune influence sur la mesure.

C'est tout les gens !:-)