Multimeter Bertenaga Arduino: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Dalam proyek ini, Anda akan membangun voltmeter dan ohmmeter menggunakan fungsi digitalRead dari Arduino. Anda akan bisa mendapatkan pembacaan hampir setiap milidetik, jauh lebih tepat daripada multimeter biasa.

Terakhir, data dapat diakses di monitor Serial, yang kemudian dapat disalin ke dokumen lain, mis. excel, jika Anda ingin menganalisis data.

Selain itu, karena Arduino biasa dibatasi hanya 5V, adaptasi dari rangkaian pembagi potensial akan memungkinkan Anda untuk mengubah tegangan maksimum yang dapat diukur oleh Arduino.

Ada juga chip penyearah jembatan yang tergabung dalam rangkaian ini yang akan memungkinkan multimeter untuk mengukur tidak hanya tegangan DC tetapi juga tegangan AC.

Perlengkapan

1) 1 x Arduino nano/Arduino Uno + Menghubungkan kabel

2) 5cm x 5cm Perfboard

3) 20 x kabel atau kabel jumper

4) resistor 1 x 1K

5) 2x resistor dengan nilai yang sama (tidak masalah berapa nilainya)

6) 1x16x2 layar LCD (Opsional)

7) 1 x penyearah jembatan DB107 (Dapat diganti dengan 4 dioda)

8) potensiometer 1 x 100K atau 250K

9) 6 klip buaya

10) 1 x Menempel saklar dorong

11) 1 x baterai 9V + klip konektor

Langkah 1: Memperoleh Bahan

Sebagian besar item dapat dibeli dari amazon. Ada beberapa kit elektronik di amazon yang memberi Anda semua komponen dasar seperti resistor, dioda, transistor, dll.

Yang saya temukan memberi saya banyak uang tersedia di tautan ini.

Saya pribadi sudah memiliki sebagian besar komponen karena saya melakukan banyak jenis proyek ini. Bagi para penemu di Singapura, Menara Sim Lim adalah tempat yang tepat untuk membeli semua komponen elektronik. Saya

merekomendasikan elektronik Space, elektronik Continental, atau elektronik Hamilton di lantai 3.

Langkah 2: Memahami Sirkuit (1)

Sirkuit ini sebenarnya sedikit lebih rumit dari yang Anda duga. Rangkaian ini menggunakan pembagi potensial untuk mengukur resistansi dan menambahkan fitur tegangan maksimum variabel untuk aspek voltmeter.

Mirip dengan bagaimana multimeter dapat mengukur tegangan pada berbagai tahap, 20V, 2000mV, 200mV, dan seterusnya, rangkaian ini memungkinkan Anda untuk memvariasikan tegangan maksimum yang dapat diukur perangkat.

Saya hanya akan membahas tujuan dari berbagai komponen.

Langkah 3: Memahami Sirkuit: Tujuan Komponen

1) Arduino digunakan untuk fungsi analogRead-nya. Hal ini memungkinkan Arduino untuk mengukur perbedaan potensial antara pin analog yang dipilih dan pin groundnya. Pada dasarnya tegangan pada pin yang dipilih.

2) Potensiometer digunakan untuk memvariasikan kontras layar LCD.

3) Membangun layar LCD yang akan digunakan untuk menampilkan tegangan.

4) Dua resistor dengan nilai yang sama digunakan untuk membuat pembagi potensial untuk voltmeter. Ini akan memungkinkan untuk mengukur tegangan di atas hanya 5V.

Satu resistor akan disolder ke papan perf sedangkan resistor lainnya dihubungkan menggunakan klip buaya.

Bila Anda ingin lebih presisi dan tegangan maksimal 5V, Anda akan menghubungkan klip buaya bersama-sama tanpa resistor di antaranya. Bila Anda menginginkan tegangan maksimum 10V, Anda akan menghubungkan resistor kedua di antara klip buaya.

4) Penyearah jembatan digunakan untuk mengubah arus AC, mungkin dari dinamo, menjadi DC. Selain itu, Anda sekarang tidak perlu khawatir tentang kabel positif dan negatif saat mengukur tegangan.

5) Resistor 1K digunakan untuk membuat pembagi potensial untuk ohmmeter. Penurunan tegangan, diukur dengan fungsi analogRead, setelah 5V dimasukkan ke pembagi potensial akan menunjukkan nilai resistor R2.

6) Saklar push latching digunakan untuk mengalihkan Arduino antara mode Voltmeter dan mode Ohmmeter. Saat tombol menyala, nilainya 1, Arduino sedang mengukur Resistansi. Saat tombol mati, nilainya 0, Arduino sedang mengukur Tegangan.

7) Ada 6 klip buaya yang keluar dari sirkuit. 2 adalah probe tegangan, 2 adalah probe ohmmeter, dan 2 yang terakhir digunakan untuk memvariasikan tegangan maksimum multimeter.

Untuk meningkatkan tegangan maksimum ke 10V, Anda akan menambahkan resistor nilai kedua yang sama di antara klip buaya maksimum yang bervariasi. Untuk menjaga tegangan maksimum pada 5V, sambungkan pin buaya itu bersama-sama tanpa ada resistor di antara mereka.

Setiap kali mengubah batas tegangan menggunakan resistor, pastikan untuk mengubah nilai VR dalam kode Arduino ke nilai resistor antara klip buaya maksimum yang bervariasi.

Langkah 4: Menyatukan Sirkuit

Ada beberapa opsi tentang cara menyusun sirkuit.

1) Untuk pemula, saya akan merekomendasikan menggunakan papan tempat memotong roti untuk membangun sirkuit. Ini jauh lebih tidak berantakan daripada menyolder, dan akan lebih mudah untuk di-debug karena kabelnya dapat disesuaikan dengan mudah. Ikuti koneksi yang ditunjukkan pada gambar fritzing.

Pada gambar fritzing terakhir, Anda dapat melihat 3 pasang kabel oranye terhubung ke nol. Mereka benar-benar terhubung ke probe voltmeter, probe ohmmeter, dan pin tegangan maksimum yang bervariasi. Dua teratas adalah untuk ohmmeter. Dua di tengah adalah untuk voltmeter (bisa tegangan AC atau DC). Dan dua bagian bawah untuk memvariasikan tegangan maksimum.

2) Untuk individu yang lebih berpengalaman, cobalah menyolder sirkuit ke perfboard. Ini akan lebih permanen dan bertahan lebih lama. Baca dan ikuti skema untuk panduan. Itu bernama new-doc.

3) Terakhir, Anda juga dapat memesan PCB yang sudah jadi dari SEEED. Yang harus Anda lakukan hanyalah menyolder komponen. Gerberfile yang diperlukan dilampirkan di langkah.

Berikut ini tautan ke folder google drive dengan file Gerber zip:

Langkah 5: Kode untuk Arduino

#termasuk lcd LiquidCrystal (12, 11, 5, 4, 3, 2);

mengambang analogr2;

mengambang analogr1;

mengapung VO1; \Tegangan melintasi pembagi potensial untuk sirkuit yang mengukur resistansi

tegangan mengambang;

resistensi mengambang;

mengapung VR; \Ini adalah resistor yang digunakan untuk mengubah batas maksimum voltmeter. Bisa bervariasi

mengapung Co; \Ini adalah faktor dimana tegangan yang direkam oleh arduino harus dikalikan dengan juga memperhitungkan penurunan tegangan dari pembagi potensial. Ini adalah "koefisien"

int Modepin = 8;

batalkan pengaturan()

{

Serial.begin(9600);

lcd.begin(16, 2);

pinMode (Modepin, INPUT);

}

lingkaran kosong() {

if(DigitalRead(Modepin) == TINGGI)

{ Resistanceread(); }

lain

{ lcd.clear(); Voltageread(); }

}

batal Perlawananbaca() {

analogr2 = analogRead(A2);

VO1 = 5*(analogr2/1024);

Resistansi = (2000*VO1)/(1-(VO1/5));

//Serial.println(VO1);

jika (VO1 >=4.95)

{ lcd.clear(); lcd.print("Tidak ada prospek"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("terhubung"); penundaan (500); }

lain

{ //Serial.println(Resistensi); lcd.clear(); lcd.print("Resistensi:"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(Perlawanan); penundaan (500); } }

batal Voltageread() {

analogr1 = (analogRead(A0));

//Serial.println(analogr1);

VR = 0; \Ubah nilai ini di sini jika Anda memiliki nilai resistor yang berbeda sebagai pengganti VR. Sekali lagi resistor ini ada untuk mengubah tegangan maksimum yang dapat diukur multimeter Anda. Semakin tinggi resistansi di sini, semakin tinggi batas tegangan untuk Arduino.

Co = 5/(1000/(1000+VR));

//Serial.println(Co);

jika (analogr1 <=20)

{ lcd.clear(); Serial.println(0.00); lcd.print("Tidak ada prospek"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("terhubung"); penundaan (500); }

lain

{Tegangan = (Co * (analogr1/1023)); Serial.println(Tegangan); lcd.clear(); lcd.print("Tegangan:"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(Tegangan); penundaan (500); }

}

Langkah 6: Casing Dengan Printer 3D

1. Selain housing akrilik, Instructables ini juga akan menampilkan housing cetak 3D, yang sedikit lebih tahan lama dan estetis.

2. Ada lubang di bagian atas untuk memasukkan LCD, dan ada juga dua lubang di samping untuk masuknya probe dan kabel Arduino.

3. Di bagian atas, ada lubang persegi lain untuk masuk ke sakelar. Saklar ini merupakan saklar sekali ganti antara ohmmeter dan voltmeter.

3. Ada lekukan di dinding bagian dalam bagian bawah untuk memasukkan potongan kartu yang tebal sehingga sirkuit tertutup dengan benar bahkan di bagian bawah.

4. Untuk mengencangkan panel belakang, ada beberapa lekukan pada permukaan teks di mana karet gelang dapat digunakan untuk mengikatnya.

Langkah 7: File Pencetakan 3D

1. Ultimaker Cura digunakan sebagai alat pengiris dan fusion360 digunakan untuk mendesain casing. Ender 3 adalah printer 3D yang digunakan untuk proyek ini.

2. File.step dan.gcode keduanya telah dilampirkan ke langkah ini.

3. File.step dapat diunduh jika Anda ingin mengedit desain sebelum dicetak. File.gcode dapat diunggah langsung ke printer 3D Anda.

4. Casingnya terbuat dari PLA oranye dan membutuhkan waktu sekitar 14 jam untuk dicetak.

Langkah 8: Casing (tanpa 3D Printing)

1) Anda dapat menggunakan casing plastik bekas untuk casingnya. Menggunakan pisau panas untuk memotong slot untuk LCD dan tombol.

2) Selain itu, Anda dapat memeriksa akun saya untuk instruksi lain di mana saya menjelaskan cara membuat kotak dari akrilik potong laser. Anda akan dapat menemukan file svg untuk pemotong laser.

3) Akhirnya, Anda bisa meninggalkan sirkuit tanpa selubung. Ini akan mudah untuk diperbaiki dan dimodifikasi.