منحنى I - V مع Arduino: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

قررت إنشاء منحنى I-V للمصابيح. لكن لدي جهاز متعدد واحد فقط ، لذلك قمت بإنشاء مقياس I-V بسيط باستخدام Arduino Uno.

من Wiki: خاصية التيار والجهد أو منحنى I-V (منحنى التيار والجهد) هي علاقة ، يتم تمثيلها عادةً على شكل مخطط أو رسم بياني ، بين التيار الكهربائي من خلال دائرة أو جهاز أو مادة ، والجهد المقابل ، أو فرق محتمل عبره.

الخطوة 1: قائمة المواد

بالنسبة لهذا المشروع ، سوف تحتاج إلى:

اردوينو اونو مع كابل يو اس بي

اللوح والكابلات المزدوجة

المصابيح (استخدمت المصابيح الحمراء والزرقاء 5 مم)

مقاوم السقوط (مقاوم التحويل) - قررت 200 أوم (ل 5 فولت هو أقصى تيار 25 مللي أمبير)

المقاومات أو مقياس الجهد ، أستخدم مزيجًا من المقاومات - 100 كيلو ، 50 كيلو ، 20 كيلو ، 10 كيلو ، 5 كيلو ، 2.2 كيلو ، 1 كيلو ، 500 كيلو

الخطوة 2: الدائرة

تتكون الدائرة من اختبار الصمام ، المقاوم التحويلة (R_drop) لقياس التيار. لتغيير انخفاض الجهد والتيار ، أستخدم مقاومات مختلفة (R_x).

المبدأ الأساسي هو:

• الحصول على مجموع التيار أنا في الدائرة
• الحصول على انخفاض الجهد على اختبار الصمام Ul

مجموع أنا الحالي

للحصول على إجمالي التيار ، أقوم بقياس انخفاض الجهد على المقاوم التحويل. أستخدم دبابيس تمثيلية لذلك. أنا أقيس الجهد:

• U1 بين GND و A0
• U2 بين GND و A2

يختلف عن هذه الفولتية انخفاض الجهد المتساوي على المقاوم التحويل: Ur = U2-U1.

إجمالي أنا الحالي هو: I = Ur / R_drop = Ur / 250

انخفاض الجهد Ul

للحصول على انخفاض الجهد في الصمام ، استبدل U2 من إجمالي الجهد U (الذي يجب أن يكون 5V): Ul = U - U2

الخطوة 3: الكود

تعويم U = 4980 ؛ // الجهد بين GND و arduino VCC بالسيارات = الجهد الكلي

تعويم U1 = 0 ؛ // 1 مسبار

تعويم U2 = 0 ؛ // 2 مسبار

تعويم Ur = 0 ؛ // انخفاض الجهد على المقاوم التحويلة

تعويم Ul = 0 ؛ // انخفاض الجهد على الصمام

تعويم أنا = 0 ؛ // إجمالي التيار في الدائرة

تعويم R_drop = 200 ؛ // مقاومة المقاوم المغلق

الإعداد باطل()

{

Serial.begin (9600) ؛

pinMode (A0، INPUT) ؛

pinMode (A1 ، INPUT) ؛

}

حلقة فارغة()

{

U1 = تعويم (analogRead (A0)) / 1023 * U ؛ // الحصول على الجهد بين GND و A0 بالمللي فولت

U2 = تعويم (analogRead (A1)) / 1023 * U ؛ // الحصول على الجهد بين GND و A1 بالمللي فولت

أور = U2-U1 ؛ // انخفاض الجهد على المقاوم التحويلة

أنا = Ur / R_drop * 1000 ؛ // إجمالي التيار بميكرو أمبير

UL = U-U2 ؛ // انخفاض الجهد على الصمام

Serial.print ("1") ؛

Serial.print (U1) ؛

Serial.print ("2") ؛

Serial.print (U2) ؛

Serial.print ("////") ؛

Serial.print ("انخفاض الجهد على المقاوم التحويلة:") ؛

Serial.print (أور) ؛

Serial.print ("انخفاض الجهد على الصمام:") ؛

Serial.print (Ul) ؛

Serial.print ("إجمالي التيار:") ؛

Serial.println (I) ؛

// وقفة

تأخير (500) ؛

}

الخطوة 4: الاختبار

قمت باختبار 2 المصابيح ، الأحمر والأزرق. كما ترون ، فإن المصباح الأزرق له جهد ركبة أكبر ، ولهذا السبب يحتاج المصباح الأزرق إلى أن يبدأ المصباح الأزرق في النفخ حول 3 فولت.

الخطوة 5: اختبار المقاوم

أفعل أنا - منحنى V للمقاوم. كما ترى ، الرسم البياني خطي. تظهر الرسوم البيانية أن قانون أوم يعمل فقط مع المقاومات وليس المصابيح. أحسب المقاومة ، R = U / I. القياسات ليست دقيقة عند قيمة التيارات المنخفضة ، لأن المحول التناظري الرقمي في Arduino له دقة:

5V / 1024 = 4.8 مللي فولت والتيار -> 19.2 ميكرو أمبير.

أعتقد أن أخطاء القياس هي:

• لا تعتبر ملوثات اللوح مواد متطابقة فائقة وتحدث بعض الأخطاء في الجهد
• المقاومات المستخدمة لديها تنوع في المقاومة حوالي 5٪
• تتذبذب قيم ADC من القراءة التناظرية