Arduino Shield miliohm-meter - Anexo: 6 pasos

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

Este proyecto es un desarrollo adicional del anterior que se describe en este sitio. Si está interesado … lea adelante …

Espero que sea de su agrado.

Paso 1: breve introducción

Este instructivo es un apéndice de mi anterior: ESCUDO MULTIMETRO DIGITAL PARA ARDUINO

Es una característica adicional, pero se puede utilizar de forma absolutamente independiente. La PCB admite tanto la funcionalidad antigua como la nueva, depende de qué dispositivos se soldarán y qué código se cargará en el arduino.

¡ADVERTENCIA!: Todas las reglas de seguridad se describen en el instructable anterior. Por favor, léalas con atención

El código que se adjunta aquí solo funciona para la nueva función. Si desea utilizar la funcionalidad completa, debe fusionar hábilmente ambos códigos. Tenga cuidado: el código para los mismos procedimientos en ambos bocetos podría contener pequeñas discrepancias..

Paso 2: ¿Por qué lo hice?

Este medidor de miliohmios puede ser muy útil en algunos casos: se puede usar durante la depuración de algunos dispositivos electrónicos que tienen conexiones cortas en el interior, para localizar condensadores, resistencias, chips defectuosos, etc. ubicó el dispositivo quemado midiendo la resistencia de las pistas conductoras de PCB y encontrando el lugar con mínima resistencia. Si está interesado más sobre este proceso, puede encontrar muchos videos sobre.

Paso 3: Esquemas - Anexo

Los dispositivos agregados en comparación con el antiguo diseño de DMM están marcados con un rectángulo rojo. Explicaré el principio de trabajo en el segundo circuito simplificado:

Un chip de referencia de voltaje preciso crea una referencia de voltaje muy estable y exacta. Usé REF5045 de Texas Instruments, su voltaje de salida es de 4.5V. Es alimentado por el pin arduino 5V. También se pueden utilizar otros chips de referencia de voltaje precisos, con diferentes voltajes de salida. El voltaje generado a partir del chip se filtra y se carga con un divisor de voltaje resistivo. La resistencia superior es de 470 ohmios, y la inferior, la resistencia, que queremos medir. En este diseño, su valor máximo es de 1 ohmio. El voltaje del punto medio del divisor de voltaje se filtra nuevamente y se multiplica por un amplificador operacional que trabaja en configuración no inversora. Su ganancia se establece en 524. El ADC Arduino muestrea dicho voltaje amplificado y se convierte en una palabra digital de 10 bits y se usa para el cálculo de la resistencia inferior del divisor de voltaje. Puede ver los cálculos para la resistencia de 1 ohmio en la imagen. Aquí utilicé el valor de voltaje medido en la salida del chip REF5045 (4.463V). Es un poco menos de lo esperado porque el chip se carga con la corriente casi más alta permitida en la hoja de datos. Con los valores dados en este diseño, el medidor de miliohmios tiene un rango de entrada de máx. 1 Ohm y puede medir resistencias con resolución de 10 bits, lo que nos da la posibilidad de sentir diferencia en resistencias de 1 mOhm. Hay algunos requisitos para el opamp:

1. Su rango de entrada debe incluir el carril negativo
2. Tiene que tener una compensación lo más pequeña posible

Usé OPA317 de Texas Instruments: es de suministro único, opamp único en chip, en paquete SOT-23-5 y tiene entrada y salida de riel a riel. Su desviación es inferior a 20 uV. Una mejor solución podría ser OPA335, incluso con menos compensación.

En este diseño, el propósito no era tener una precisión de medición absoluta, sino poder detectar con precisión las diferencias en las resistencias, para definir cuál tiene menor resistencia. Es difícil alcanzar la precisión absoluta para tales dispositivos sin tener otro aparato de medición preciso para calibrarlos. Desafortunadamente, esto no es posible en los laboratorios domésticos.

Aquí puede encontrar todos los datos de diseño. (Esquemas de Eagle, diseño y archivos Gerber preparados de acuerdo con los requisitos de PCBWAY)

Paso 4: PCB …

He pedido los PCB en PCBWAY. Los hicieron muy rápido por un precio muy bajo y los tuve solo dos semanas después de realizar el pedido. Esta vez quería comprobar los negros (en esta fábrica no hay dinero adicional para PCB de color diferente al verde). Puedes ver en la foto lo bonitos que quedan.

Paso 5: el escudo soldado

Para probar la funcionalidad del miliohmímetro, soldé solo los dispositivos que sirven para esta función y agregué también la pantalla LCD.

Paso 6: tiempo para codificar

El boceto de arduino se adjunta aquí. Es similar al escudo DMM, pero más simple.

Aquí utilicé el mismo procedimiento de medición de voltaje: el voltaje se muestrea 16 veces y se promedia. No hay ninguna corrección adicional para este voltaje. El único ajuste es la medición del voltaje del arduino de suministro (los 5V), que también es referencia para el ADC. El programa tiene dos modos: medición y calibración. Si se presiona la tecla de modo durante la medición, se invoca un procedimiento de calibración. Las sondas deben estar fuertemente conectadas y mantenerse durante 5 segundos. De esta manera, su resistencia se mide, se almacena (no en ROM) y se extrae adicionalmente de la resistencia bajo prueba. En el video se puede ver dicho procedimiento. La resistencia se mide en ~ 100 mOhm y después de la calibración se pone a cero. Después de eso, se puede ver cómo pruebo el dispositivo mediante el uso de un trozo de alambre de soldadura, midiendo la resistencia de diferentes longitudes de cable. Cuando se utiliza este dispositivo, es muy importante sujetar las sondas con fuerza y mantenerlas afiladas; la resistencia medida es muy sensible también a la presión utilizada para la medición. Se puede ver que si las sondas no están conectadas, la etiqueta "Overflow" parpadea en la pantalla LCD.

También agregué un LED entre la sonda de prueba y la de tierra. Está ENCENDIDO cuando las sondas no están conectadas y sujeta el voltaje de salida a ~ 1.5V. (Puede proteger algunos dispositivos de bajo suministro). Cuando las sondas están conectadas, el LED está APAGADO y no debería tener ninguna influencia en la medición.

¡Eso es todo amigos!:-)