Есть плата микроконтроллера Ардуино и хочется знать параметры деталей – собираем умный тестер
Как-то надумал собрать на базе микроконтроллера Arduino мультиметр. Полезная, скажу вам, вещица, особенно, если вам то и дело доводится проверять на работоспособность и определять параметры различных электронных компонентов. Помнится, завалялись в моём хозяйстве парочка подобных плат. А нет-нет, да появлялась нужда проверить какой-нибудь конденсатор, катушку, а обычным тестером ёмкость и индуктивность не измеришь. Можно, конечно, подобный тестер купить и в магазине. Возможно, он и лучше будет, но, ведь смастерить самому гораздо интереснее, приятнее, и, опять же, – затрат меньше.
Подобный мультимер позволяет автоматически определять что это за деталька, её параметры, тип проводимости, а так же распиновку. Прибор легко справляется с: транзисторами, диодами, резисторами, катушками индуктивности, а также обычными и электролитическими конденсаторами. Причём, прибор позволит определять у них эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Что немаловажно знать, при работе с высокочастотными цепями. Например, с импульсными блоками питания. А в их нестабильной работе или полном отказе запускаться может быть виновен именно какой-нибудь электролитический конденсатор с большим значением ESR.
Создать подобный прибор не так и сложно даже для неискушенного новичка в электронике. И не обращайте внимание, если в интернете вы наткнётесь на заявление, что без полной прошивки микроконтроллеру как оперативной, так и долговременной памяти это невозможно, а, если и возможно, то из-за ограниченной памяти не будет проверять конденсаторы и транзисторы. Враки всё это. Может успешно работать обычная плата Ардуино, без каких либо механических модернизаций и сносно проверять параметры не только резисторов, но и конденсаторов, катушек индуктивности, транзисторов, диодов, а также определять распиновку их контактов. Так что первичные параметры вы получите тут же, без нудных поисков в интернете по наименованию детали. Можете убедиться в этом по сделанным мной фотографиям работы прибора. Для заинтересовавшихся ниже описано: что и как делать.
Список необходимых деталей:
- Плата микроконтроллера Ардуино (UNO, Nano V.3, Pro mini).
- Двухрядный жидкокристаллический
(LCD) дисплей WH1602A базе
контролера HD44780
(совершенно не обязательно, чтобы ваш дисплей поддерживал кириллицу).
- Резисторы 680 Ом, желательно
его подобрать с точностью плюс-минус 1% – 3 шт.
- Резисторы 470 кОм, также
подбираются с точность плюс-минус 1% – 3 шт.
- Резистор 470 Ом – 1 шт.
- Потенциометр 10 кОм – 1
шт.
- Кнопка без фиксации – 1
шт.
- Монтажная плата.
- Провода, три зажима для
подключения проверяемого элемента.
- Батарея питания прибора на
9В.
Для записи исполняемого кода мультитестера в память
микроконтроллера потребуется компьютер с заранее установленной на него
редактором программного кода для Ардуино. Бесплатно скачать эту программу можно здесь: http://arduino.ru
В данном проекте использован код от Karl-Heinz Kubbeler (https://yadi.sk/d/OzvzMutbruUss ) с некоторыми изменениями).
Обычно в подобных проектах используется только сам
контроллер. В нём прошивается как оперативная память, так и независимая,
энергонезависимая, проектируется отдельная схема стабильного питания и ещё некоторые дополнительные схемные
обвязки. Мы же упростим не только схему устройства, но способ программирования тем, что нам не нужно будет иметь отдельный программатор и программировать как загрузчик контроллера, так и его рабочий код. Задачу программирования контроллера выполнит сама плата Ардуино при помощи вышеназванного редактора кода. Программапозволит нам
легко подготовить плату Ардуино к необходимой работе.
После установки программы редактирования кода lkz ардуино из архива tt10800.zip загрузите в
неё файл tt108001.ino.
А потом, запустите процесс компиляции файла в машинный код.
Через некоторое время откомпилированная программа загрузится в микроконтроллер и он будет готов к работе в качестве «мозгов» для нашего универсального тестера. Останется только подключить к плате Ардуино дисплей и ещё несколько деталей.
Вот фотографии процесса тестирования мультиметра на макетной плате. Измеряются параметры электролитического конденсатора, полевого транзистора, сопротивления, катушки индуктивности.
Как видно на фотографии, использована плата Android Uno. Работает устройство очень просто. Подсоединяем испытуемый компонент к контрольным разъёмам «123», включаем прибор и нажимаем кнопку старта. На макетной плате она жёлтая. Через мгновение мультитестер автоматически определит тип испытуемой детали и на дисплее можно будет прочитать основные её параметры.
Для удобства расположения в корпусе схема смонтирована на двух платах. На первой: дисплей, контактная панель для проверяемых деталей, кнопки перезапуска и старта проверки, а также регулятор яркости дисплея. На второй: переходные разъёмы для соединения с платой Андруино и резисторы - делители напряжений для тестирования.деталей.
Вся конструкция уместилось в том, что под рукой оказалось - коробке из под старого тонометра. Осталось фальшпанель ему сделать.
Это схема этого мультиметра..
В данной конструкции минимум деталей, ибо основную работу выполняет плата микроконтроллера и «зашитая» в него программа. Главное – это внимательно и точно соединить все компоненты проводами, тогда всё должно заработать после первого же включения. Если вам необходимы более точные измерения, то на плате Ардуино можно отпаять светодиод от 13 пина платы, ибо отсюда берётся опорное напряжение для проверки деталей. А так оно будет немного подсаживаться на одном из тестовых контактов прибора, что внесёт определённую погрешность в измерении, но, на мой взгляд , погрешность не столь и слишком существенная и в любительской практике прибор обеспечивает вполне приемлемую точность измерения.
Напоследок, таблица максимально возможных значений ESR для различных электролитических конденсаторов. Необходимо не превышать эти цифры, особенно, если конденсатор работает в высокочастотных цепях.
Ниже приводятся технические характеристики собранного нами мультитестера:
1. Работает он с микроконтроллерами ATmega8, ATmega168 или ATmega328. Также возможно использовать ATmega1280 или ATmega2560.
2. Отображение результатов на LCD-дисплее 2x16, совместимом с HD44780U (KS0076) и с ST7036 (тип DOG-M).
3. Запуск - однократное нажатие кнопки TEST с автоотключением.
4. Возможна работа от автономного источника, т.к. ток потребления в выключенном состоянии не превышает 20