Pengukur Induktansi Menggunakan Arduino: 12 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Nah disini kita akan membangun sebuah induktansi meter menggunakan mikrokontroler Arduino. Dengan menggunakan metode ini, kita dapat menghitung induktansi sekitar 80uH hingga 15.000uH, tetapi ini harus bekerja untuk induktor yang sedikit lebih kecil atau jauh lebih besar.

Langkah 1: Bahan yang Dibutuhkan

Arduino uno/nano x 1

LM393 Komparator x 1

1n5819/1n4001 dioda x 1

resistor 150 ohm x 1

resistor 1k ohm x 2

Kapasitor non-polar 1uF x 1

Induktor tidak diketahui

Lcd (16 x 2) x 1

Modul Lcd I2C x 1

Kabel & Header jumper

Langkah 2: Diperlukan Peralatan

Pemotong

Besi solder

Pistol lem

Langkah 3: Latar Belakang

Induktor yang paralel dengan kapasitor disebut LC

sirkuit. Sebuah meter induktansi khas tidak lain adalah berbagai osilator LC. Saat mengukur induktor, induktansi yang ditambahkan mengubah frekuensi keluaran osilator. Dan dengan menghitung perubahan frekuensi ini, kita dapat menyimpulkan induktansi tergantung pada pengukuran.

Mikrokontroler sangat buruk dalam menganalisis sinyal analog. ADC ATMEGA328 mampu mengambil sampel sinyal analog pada 9600Hz atau.1ms, yang cepat tetapi tidak mendekati apa yang dibutuhkan proyek ini. Mari kita lanjutkan dan gunakan chip yang dirancang khusus untuk mengubah sinyal dunia nyata menjadi sinyal digital dasar: Komparator LM393 yang beralih lebih cepat daripada op amp LM741 normal. Segera setelah tegangan pada rangkaian LC menjadi positif, LM393 akan mengambang, yang dapat ditarik tinggi dengan resistor pull up. Ketika tegangan pada rangkaian LC menjadi negatif, LM393 akan menarik outputnya ke ground. Saya perhatikan bahwa LM393 memiliki kapasitansi tinggi pada outputnya, itulah sebabnya saya menggunakan pull up resistansi rendah.

Jadi yang akan kita lakukan adalah menerapkan sinyal pulsa ke rangkaian LC. Dalam hal ini akan menjadi 5 volt dari arduino. Kami mengisi sirkuit untuk beberapa waktu. Kemudian kita mengubah tegangan dari 5 volt langsung ke 0. Pulsa itu akan membuat rangkaian beresonansi menciptakan sinyal sinusoidal empuk berosilasi pada frekuensi resonansi. Yang perlu kita lakukan adalah mengukur frekuensi itu dan kemudian menggunakan rumus untuk mendapatkan nilai induktansi.

Langkah 4: Rumus

Seperti yang kita ketahui bahwa frekuensi LC ckt adalah:

f = 1/2*pi*(LC)^0,5

Jadi kami memodifikasi persamaan di atas dengan cara itu untuk menemukan induktansi yang tidak diketahui dari rangkaian. Maka versi terakhir dari persamaan tersebut adalah:

L = 1/4*pi^2*f^2*C

Dalam persamaan di atas di mana F adalah frekuensi resonansi, C adalah kapasitansi, dan L adalah induktansi.

Langkah 5: Sirkuit (skema & Aktual)

Langkah 6: Signifikansi Fungsi PulseIn()

Membaca pulsa (baik TINGGI atau RENDAH) pada pin. Misalnya, jika nilainya HIGH, pulseIn() menunggu pin berpindah dari LOW ke HIGH, memulai pengaturan waktu, kemudian menunggu pin menjadi LOW dan menghentikan pengaturan waktu. Mengembalikan panjang pulsa dalam mikrodetik

atau menyerah dan mengembalikan 0 jika tidak ada pulsa lengkap yang diterima dalam batas waktu.

Waktu fungsi ini telah ditentukan secara empiris dan mungkin akan menunjukkan kesalahan dalam pulsa yang lebih panjang. Bekerja pada pulsa dari 10 mikrodetik hingga 3 menit.

Sintaksis

pulseIn(pin, nilai)

pulseIn(pin, nilai, batas waktu)

Langkah 7: Keluaran Serial

Dalam proyek itu saya menggunakan komunikasi serial pada baud rate 9600 untuk melihat hasil di monitor Serial.

Langkah 8: Signifikansi Proyek

Lakukan proyek sendiri (proyek DIY) untuk menemukan induktansi yang tidak diketahui hingga kisaran 100uH hingga beberapa ribu uH.

Jika Anda meningkatkan kapasitansi di sirkuit serta nilai masing-masing dalam kode Arduino maka kisaran untuk menemukan Induktansi yang tidak diketahui juga meningkat sampai batas tertentu.

Proyek ini dirancang untuk memberikan gambaran kasar untuk menemukan induktansi yang tidak diketahui.

Langkah 9: Adaptor Layar LCD Serial I2C

Adaptor layar LCD serial I2C mengubah tampilan LCD 16 x 2 karakter berbasis paralel menjadi LCD serial i2C yang dapat dikontrol hanya melalui 2 kabel. Adaptor menggunakan chip PCF8574 yang berfungsi sebagai I/O expander yang berkomunikasi dengan Arduino atau mikrokontroler lainnya dengan menggunakan protokol I2C. Sebanyak 8 layar LCD dapat dihubungkan ke bus I2C dua kabel yang sama dengan masing-masing papan memiliki alamat yang berbeda.

Perpustakaan Arduino lcd I2C terpasang.

Langkah 10: Ringkasan Proyek

Hasil akhir pada lcd proyek dengan atau tanpa Induktor

Langkah 11: Kode Arduino

kode Arduino terlampir.