I - V Curve Dengan Arduino: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Saya memutuskan untuk membuat kurva I–V dari led. Tapi saya hanya punya satu multimeter, jadi saya membuat meteran IV sederhana dengan Arduino Uno.

Dari Wiki: Karakteristik arus-tegangan atau kurva I-V (kurva arus-tegangan) adalah hubungan, biasanya direpresentasikan sebagai bagan atau grafik, antara arus listrik melalui rangkaian, perangkat, atau bahan, dan tegangan yang sesuai, atau beda potensial di atasnya.

Langkah 1: Daftar Bahan

Untuk proyek ini, Anda akan membutuhkan:

Arduino Uno dengan kabel USB

papan tempat memotong roti dan kabel dupont

led (saya menggunakan led merah dan biru 5 mm)

drop resistor (resistor shunt) - Saya memutuskan untuk 200 ohm (untuk 5V adalah arus maksimum 25 mA)

resistor atau potensiometer, saya menggunakan campuran resistor - 100k, 50k, 20k, 10k, 5k, 2.2k, 1k, 500k

Langkah 2: Sirkuit

Rangkaian terdiri dari led pengujian, resistor shunt (R_drop) untuk mengukur arus. Untuk mengubah penurunan tegangan dan arus saya menggunakan berbagai resistor (R_x).

Prinsip dasarnya adalah:

• dapatkan arus total I di sirkuit
• dapatkan penurunan tegangan pada pengujian yang dipimpin Ul

Arus total I

Untuk mendapatkan arus total, saya mengukur penurunan tegangan Ur pada resistor shunt. Saya menggunakan pin analog untuk itu. Saya mengukur tegangan:

• U1 antara GND dan A0
• U2 antara GND dan A2

Perbedaan tegangan ini sama dengan penurunan tegangan pada resistor shunt: Ur = U2-U1.

Arus total I adalah: I = Ur/R_drop = Ur/250

Tegangan jatuh Ul

Untuk mendapatkan penurunan tegangan pada led, saya kurangi U2 dari tegangan total U (yang seharusnya 5V): Ul = U - U2

Langkah 3: Kode

mengapung U = 4980; // tegangan antara GND dan arduino VCC dalam mV = tegangan total

mengapung U1=0; // 1 penyelidikan

mengapung U2=0; // 2 penyelidikan

mengapung Ur=0; // tegangan jatuh pada resistor shunt

mengapung Ul=0; // tegangan jatuh pada led

mengapung saya =0; // total arus dalam rangkaian

mengapung R_drop=200; // resistansi resistor tutup

batalkan pengaturan()

{

Serial.begin(9600);

pinMode(A0, INPUT);

pinMode(A1, INPUT);

}

lingkaran kosong()

{

U1 = float(analogRead(A0))/1023*U; // dapatkan tegangan antara GND dan A0 dalam miliVolts

U2 = float(analogRead(A1))/1023*U; // dapatkan tegangan antara GND dan A1 dalam miliVolts

Ur=U2-U1; // jatuhkan tegangan pada resistor shunt

I=Ur/R_drop*1000; // arus total dalam microAmps

Ul=U-U2; // tegangan jatuh pada led

Serial.print("1");

Serial.print(U1);

Serial.print("2");

Serial.print(U2);

Serial.print(" //// ");

Serial.print(" Tegangan jatuh pada resistor shunt: ");

Serial.print(Ur);

Serial.print(" Tegangan jatuh pada led: ");

Serial.print(Ul);

Serial.print("total arus: ");

Serial.println(I);

// jeda

penundaan (500);

}

Langkah 4: Pengujian

Saya menguji 2 led, merah dan biru. Seperti yang Anda lihat, led biru memiliki tegangan lutut yang lebih besar, dan itulah sebabnya led biru membutuhkan led biru yang mulai meledak sekitar 3 Volt.

Langkah 5: Menguji Resistor

Saya melakukan I - kurva V untuk resistor. Seperti yang Anda lihat, grafik linier. Grafik menunjukkan, bahwa hukum Ohm hanya bekerja untuk resistor, bukan untuk led. Saya menghitung resistansi, R = U/I. Pengukuran tidak tepat pada nilai arus rendah, karena konverter analog-digital di Arduino memiliki resolusi:

5V / 1024 = 4,8 mV dan arus -> 19,2 microAmps.

Menurut saya kesalahan pengukuran adalah:

• bahan papan tempat memotong roti bukan bahan super dan membuat beberapa kesalahan dalam tegangan
• resistor yang digunakan memiliki sekitar 5% variasi resistansi
• Nilai ADC dari pembacaan analog berosilasi