جهاز متعدد يعمل بالطاقة من Arduino: 8 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

في هذا المشروع ، ستقوم ببناء مقياس الفولتميتر والأوميتر باستخدام وظيفة digitalRead في Arduino. ستكون قادرًا على الحصول على قراءة كل مللي ثانية تقريبًا ، وهي أكثر دقة بكثير من مقياس متعدد عادي.

أخيرًا ، يمكن الوصول إلى البيانات على الشاشة التسلسلية ، والتي يمكن بعد ذلك نسخها إلى مستندات أخرى ، على سبيل المثال اكسل ، إذا كنت ترغب في تحليل البيانات.

بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن Arduinos النموذجي يقتصر على 5 فولت فقط ، فإن تكييف دائرة التقسيم المحتملة سيسمح لك بتغيير الحد الأقصى للجهد الذي يمكن أن يقيسه Arduino.

هناك أيضًا شريحة مقوم للجسر مدمجة في هذه الدائرة والتي ستسمح للمقياس المتعدد بقياس ليس فقط جهد التيار المستمر ولكن أيضًا جهد التيار المتردد.

اللوازم

1) 1 × اردوينو نانو / اردوينو أونو + كابل توصيل

2) لوح برفيبر 5 سم × 5 سم

3) 20 × كبلات أو أسلاك توصيل

4) 1 × 1 كيلو المقاوم

5) مقاومات 2x من نفس القيمة (بغض النظر عن القيم)

6) 1 × 16 × 2 شاشة LCD (اختياري)

7) مقوم جسر 1 × DB107 (يمكن استبداله بـ 4 صمامات ثنائية)

8) 1 × 100 ك أو 250 ك مقياس جهد

9) 6 مقاطع تمساح

10) 1 × مفتاح دفع الإغلاق

11) 1 × 9 فولت بطارية + مشبك موصل

الخطوة الأولى: الحصول على المواد

يمكن شراء معظم العناصر من أمازون. هناك عدة مجموعات إلكترونية على موقع أمازون توفر لك جميع المكونات الأساسية مثل المقاومات والصمامات الثنائية والترانزستورات وما إلى ذلك.

الشخص الذي وجدته يعطيني ضجة كبيرة مقابل رصيدي متاح على هذا الرابط.

أنا شخصياً كان لدي معظم المكونات بالفعل لأنني أقوم بالكثير من هذه الأنواع من المشاريع. بالنسبة للمخترعين الموجودين في سنغافورة ، سيم ليم تاور هو المكان المناسب للذهاب إليه لشراء جميع المكونات الإلكترونية. أنا

أوصي بإلكترونيات الفضاء أو إلكترونيات كونتيننتال أو إلكترونيات هاميلتون في الطابق الثالث.

الخطوة 2: فهم الدائرة (1)

الدائرة في الواقع أكثر تعقيدًا قليلاً مما قد تتوقعه. تستخدم هذه الدائرة فواصل محتملة لقياس المقاومة وإضافة ميزة الجهد الأقصى المتغير لجانب الفولتميتر.

على غرار كيف يمكن للمقياس المتعدد قياس الجهد في مراحل مختلفة ، 20V ، 2000mV ، 200mV وما إلى ذلك ، تسمح لك الدائرة بتغيير الحد الأقصى للجهد الذي يمكن للجهاز قياسه.

سأستعرض فقط الغرض من المكونات المختلفة.

الخطوة 3: فهم الدائرة: الغرض من المكونات

1) يتم استخدام Arduino لوظيفة analogRead. يسمح ذلك لـ Arduino بقياس الفرق المحتمل بين الدبوس التناظري المحدد والدبوس الأرضي الخاص به. بشكل أساسي الجهد عند الدبوس المحدد.

2) يستخدم مقياس الجهد لتغيير تباين شاشة LCD.

3) بناءً على ذلك سيتم استخدام شاشة LCD لعرض الجهد.

4) يتم استخدام المقاومين من نفس القيمة لإنشاء المقسم المحتمل للجهد الكهربي. هذا سيجعل من الممكن قياس الفولتية فوق 5V فقط.

سيتم لحام Oneresistor على لوحة perf بينما يتم توصيل المقاوم الآخر باستخدام مقاطع التمساح.

عندما تريد مزيدًا من الدقة وبجهد أقصى 5 فولت ، يمكنك توصيل مقاطع التمساح معًا دون أي مقاومة بينهما. عندما تريد جهدًا كهربيًا أقصى قدره 10 فولت ، فستقوم بتوصيل المقاوم الثاني بين مقاطع التمساح.

4) يتم استخدام مقوم الجسر لتحويل أي تيار تيار متردد ، ربما من دينامو ، إلى تيار مستمر. بالإضافة إلى ذلك ، لا داعي للقلق الآن بشأن الأسلاك الموجبة والسالبة عند قياس الجهد.

5) يتم استخدام المقاوم 1K لعمل المقسم المحتمل لجهاز القياس. سيشير انخفاض الجهد ، المقاس بوظيفة analogRead ، بعد إدخال 5 فولت في الحاجز المحتمل إلى قيمة المقاوم R2.

6) يستخدم مفتاح دفع الإغلاق لتبديل Arduino بين وضع Voltmeter ووضع Ohmmeter. عندما يكون الزر في وضع التشغيل ، تكون القيمة 1 ، يقوم Arduino بقياس المقاومة. عند إيقاف تشغيل الزر ، تكون القيمة 0 ، يقيس Arduino الجهد.

7) يوجد 6 مقاطع تمساح تخرج من الدائرة. 2 هي voltageprobes ، 2 هي مقاييس الأوم ، وآخر 2 تستخدم لتغيير أقصى جهد للمقياس المتعدد.

لزيادة الجهد الأقصى إلى 10 فولت ، يمكنك إضافة المقاوم الثاني بنفس القيمة بين مقاطع التمساح القصوى المتغيرة. للحفاظ على الجهد الأقصى عند 5 فولت ، قم بتوصيل دبابيس التمساح معًا دون أي مقاومة بينها.

عند تغيير حد الجهد باستخدام المقاوم ، تأكد من تغيير قيمة VR في كود Arduino إلى قيمة المقاوم بين مقاطع التمساح القصوى المتغيرة.

الخطوة 4: تجميع الدائرة

هناك نوعان من الخيارات حول كيفية تجميع الدائرة.

1) للمبتدئين ، أوصي باستخدام اللوح لبناء الدائرة. إنه أقل فوضى بكثير من اللحام ، وسيكون من الأسهل تصحيحه لأن الأسلاك يمكن ضبطها بسهولة. اتبع الوصلات الموضحة في الصور المتقطعة.

في الصورة الأخيرة ، يمكنك رؤية 3 أزواج من الأسلاك البرتقالية متصلة بلا شيء. تلك في الواقع تتصل بمجسات الفولتميتر ، مجسات الأومتر ، ودبابيس متغيرة الجهد الأقصى. أعلى اثنين من الأومتر. الجزءان الأوسطان مخصصان لمقياس الفولتميتر (يمكن أن يكون جهد التيار المتردد أو التيار المستمر). والاثنان السفليان مخصصان لتغيير الجهد الأقصى.

2) بالنسبة للأفراد الأكثر خبرة ، جرب لحام الدائرة على لوحة الأداء. سيكون أكثر ديمومة ويستمر لفترة أطول. اقرأ واتبع المخطط التخطيطي للإرشاد. تم تسميته new-doc.

3) أخيرًا ، يمكنك أيضًا طلب PCB مسبق الصنع من SEEED. كل ما عليك القيام به هو لحام المكونات. تم إرفاق ملف Gerberfile الضروري في الخطوة.

هنا رابط لمجلد google drive مع ملف Gerber المضغوط:

الخطوة 5: كود Arduino

# تتضمن LiquidCrystal LCD (12 ، 11 ، 5 ، 4 ، 3 ، 2) ؛

تعويم التناظرية ؛

تعويم analogr1 ؛

تعويم VO1 ؛ / الجهد عبر الحاجز المحتمل للدائرة التي تقيس المقاومة

تعويم الجهد

مقاومة تعويم

تعويم VR ؛ / هذا هو المقاوم الذي يستخدم لتغيير الحد الأقصى من الفولتميتر. يمكن أن تتنوع

شركة تعويم / هذا هو العامل الذي يجب بموجبه مضاعفة الجهد المسجل بواسطة اردوينو لحساب انخفاض الجهد من المقسم المحتمل. إنه "المعامل"

كثافة العمليات Modepin = 8 ؛

الإعداد باطل()

{

Serial.begin (9600) ؛

lcd.begin (16 ، 2) ؛

pinMode (موديبين ، المدخلات) ؛

}

حلقة فارغة() {

إذا (قراءة رقمية (موديبين) == عالية)

{Resistanceread () ؛ }

آخر

{lcd.clear () ، Voltageread () ؛ }

}

مقاومة باطلة () {

analogr2 = analogRead (A2) ،

VO1 = 5 * (تناظري 2/1024) ؛

المقاومة = (2000 * VO1) / (1- (VO1 / 5)) ؛

//Serial.println(VO1) ؛

إذا (VO1> = 4.95)

{lcd.clear () ، lcd.print ("العروض لا") ؛ lcd.setCursor (0 ، 1) ؛ lcd.print ("متصل") ؛ تأخير (500) ؛ }

آخر

{//Serial.println (مقاومة) ، lcd.clear () ؛ lcd.print ("المقاومة:") ؛ lcd.setCursor (0 ، 1) ؛ lcd.print (المقاومة) ؛ تأخير (500) ؛ }}

باطل Voltageread () {

analogr1 = (analogRead (A0)) ؛

//Serial.println(analogr1) ؛

VR = 0 ؛ / قم بتغيير هذه القيمة هنا إذا كانت لديك قيمة مقاومة مختلفة بدلاً من VR. مرة أخرى ، يوجد هذا المقاوم لتغيير الحد الأقصى للجهد الذي يمكن لجهاز القياس المتعدد قياسه. كلما زادت المقاومة هنا ، زاد حد الجهد لأردوينو.

Co = 5 / (1000 / (1000 + VR)) ؛

//Serial.println(Co) ؛

إذا (analogr1 <= 20)

{lcd.clear () ، Serial.println (0.00) ؛ lcd.print ("العروض لا") ؛ lcd.setCursor (0 ، 1) ؛ lcd.print ("متصل") ؛ تأخير (500) ؛ }

آخر

{الجهد = (Co * (analogr1 / 1023)) ؛ Serial.println (الجهد) ؛ lcd.clear () ؛ lcd.print ("الجهد:") ؛ lcd.setCursor (0 ، 1) ؛ lcd.print (الجهد) ؛ تأخير (500) ؛ }

}

الخطوة 6: الغلاف بطابعة ثلاثية الأبعاد

1. بصرف النظر عن غلاف الأكريليك ، ستتميز Instructables أيضًا بغلاف مطبوع ثلاثي الأبعاد ، والذي يكون أكثر متانة وجمالية قليلاً.

2. يوجد فتحة في الجزء العلوي لتلائم شاشة LCD ، وهناك أيضًا فتحتان على الجانب لإخراج المجسات وكابل Arduino.

3. في الجزء العلوي ، يوجد فتحة مربعة أخرى للمفتاح لتلائمها. هذا المفتاح هو التغيير مرة واحدة بين الأومتر والفولتميتر.

3. يوجد أخدود على الجدران الداخلية السفلية لكي تنزلق قطعة سميكة من البطاقة إلى الداخل بحيث يتم إحاطة الدائرة بشكل صحيح حتى في الجزء السفلي.

4. لتأمين اللوحة الخلفية ، يوجد عدد من الأخاديد على وجه النص حيث يمكن استخدام شريط مطاطي لربطه.

الخطوة 7: ملفات الطباعة ثلاثية الأبعاد

1. تم استخدام Ultimaker Cura كقطعة تقطيع وتم استخدام fusion360 لتصميم الغلاف. كانت Ender 3 هي الطابعة ثلاثية الأبعاد المستخدمة في هذا المشروع.

2. تم إرفاق ملفات.step و. gcode بهذه الخطوة.

3. يمكن تنزيل ملف.step إذا كنت تريد إجراء بعض التعديلات على التصميم قبل الطباعة. يمكن تحميل ملف gcode مباشرة إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد.

4. تم صنع الغلاف من PLA البرتقالي واستغرق طباعته حوالي 14 ساعة.

الخطوة 8: الغلاف (بدون طباعة ثلاثية الأبعاد)

1) يمكنك استخدام أي علبة بلاستيكية قديمة لغلافها. استخدام سكين ساخن لقطع فتحات شاشة LCD والزر.

2) بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك التحقق من حسابي للحصول على تعليمات أخرى حيث أصف كيفية إنشاء صندوق من الأكريليك المقطوع بالليزر. ستتمكن من العثور على ملف svg لقاطع الليزر.

3) أخيرًا ، يمكنك فقط ترك الدائرة بدون غلاف. سيكون من السهل إصلاحه وتعديله.