Medidor de inductancia con Arduino: 12 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Bueno, aquí vamos a construir un medidor de inductancia usando el microcontrolador Arduino. Con este método podemos calcular la inductancia entre 80uH y 15, 000uH, pero debería funcionar para inductores un poco más pequeños o mucho más grandes.

Paso 1: Materiales necesarios

Ø Arduino uno / nano x 1

Ø Comparador LM393 x 1

Ø 1n5819 / 1n4001 diodo x 1

Resistencia de Ø 150 ohmios x 1

Resistencia de Ø 1k ohmios x 2

Condensador no polar Ø 1uF x 1

Ø Inductores desconocidos

Ø Pantalla LCD (16 x 2) x 1

Ø Módulo Lcd I2C x 1

Ø cables de puente y encabezados

Paso 2: Aparato requerido

Ø cortador

Ø soldador

Ø pistola de pegamento

Paso 3: antecedentes

Un inductor en paralelo con un condensador se llama LC

circuito. Un medidor de inductancia típico no es más que un oscilador LC de amplio rango. Al medir un inductor, la inductancia agregada cambia la frecuencia de salida del oscilador. Y calculando este cambio de frecuencia, podemos deducir la inductancia en función de la medición.

Los microcontroladores son terribles para analizar señales analógicas. El ADC ATMEGA328 es capaz de muestrear señales analógicas a 9600Hz o.1ms, lo cual es rápido pero no se acerca a lo que requiere este proyecto. Sigamos adelante y usemos un chip especialmente diseñado para convertir señales del mundo real en señales digitales básicas: el comparador LM393 que cambia más rápido que un amplificador operacional LM741 normal. Tan pronto como el voltaje en el circuito LC se vuelva positivo, el LM393 estará flotando, lo que puede elevarse con una resistencia pull up. Cuando el voltaje en el circuito LC se vuelve negativo, el LM393 llevará su salida a tierra. He notado que el LM393 tiene una alta capacitancia en su salida, por lo que utilicé un pull up de baja resistencia.

Entonces, lo que haremos es aplicar una señal de pulso al circuito LC. En este caso serán 5 voltios del arduino. Cargamos el circuito durante algún tiempo. Luego cambiamos el voltaje de 5 voltios directamente a 0. Ese pulso hará que el circuito resuene creando una señal sinusoidal amortiguada que oscila a la frecuencia resonante. Lo que tenemos que hacer es medir esa frecuencia y luego mediante las fórmulas obtener el valor de inductancia.

Paso 4: fórmulas

Como sabemos, la frecuencia de LC ckt es:

f = 1/2 * pi * (LC) ^ 0.5

Así que modificamos la ecuación anterior de esa manera para encontrar la inductancia desconocida del circuito. Entonces la versión final de la ecuación es:

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

En las ecuaciones anteriores, donde F es la frecuencia de resonancia, C es la capacitancia y L es la inductancia.

Paso 5: el circuito (esquemático y real)

Paso 6: Importancia de la función PulseIn ()

Lee un pulso (ALTO o BAJO) en un pin. Por ejemplo, si el valor es ALTO, pulseIn () espera que el pin pase de BAJO a ALTO, comienza a cronometrar, luego espera a que el pin pase a BAJO y detiene el cronometraje. Devuelve la longitud del pulso en microsegundos.

o se rinde y devuelve 0 si no se recibió un pulso completo dentro del tiempo de espera.

La sincronización de esta función se ha determinado empíricamente y probablemente mostrará errores en pulsos más largos. Funciona en pulsos de 10 microsegundos a 3 minutos de duración.

Sintaxis

pulseIn (pin, valor)

pulseIn (pin, valor, tiempo de espera)

Paso 7: Salida en serie

En ese proyecto, utilizo la comunicación en serie a una velocidad de 9600 baudios para ver el resultado en el monitor en serie.

Paso 8: Importancia del proyecto

Ø Proyecto de hágalo usted mismo (proyecto de bricolaje) para encontrar inductancia desconocida hasta un rango de 100uH a algunos miles de uH.

Ø Si aumenta la capacitancia en el circuito, así como su valor respectivo en el código Arduino, entonces el rango para encontrar la inductancia desconocida también aumentará hasta cierto punto.

Ø Este proyecto está diseñado para dar una idea aproximada con el fin de encontrar inductancias desconocidas.

Paso 9: Adaptador de pantalla LCD serie I2C

El adaptador de pantalla LCD I2C en serie convierte la pantalla LCD de 16 x 2 caracteres en paralelo en una pantalla LCD i2C en serie que se puede controlar a través de solo 2 cables. El adaptador usa el chip PCF8574 que sirve como expansor de E / S que se comunica con Arduino o cualquier otro microcontrolador mediante el protocolo I2C. Se pueden conectar un total de 8 pantallas LCD al mismo bus I2C de dos cables con cada placa con una dirección diferente.

Se adjunta la biblioteca Arduino lcd I2C.

Paso 10: Snapshorts del proyecto

Salida final en la pantalla lcd del proyecto con o sin inductores

Paso 11: Código Arduino

se adjunta el código Arduino.