Arduino Zener диод шалгагч: 6 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Zener Diode Tester -ийг Arduino Nano хянадаг. Тестер 1.8V -аас 48V хүртэлх диодын Zener хүчдэлийн эвдрэлийг хэмждэг. Хэмжсэн диодын тархалтын хүч 250 мВт -аас хэдэн ватт хүртэл байж болно. Хэмжих нь маш энгийн, диодыг холбоод START товчийг дарна уу.

Arduino Nano нь дөрвөн үе шаттайгаар хүчдэлийн доод түвшингээс аажмаар холбож өгдөг. Алхам бүрт гүйдлийг хэмжсэн Zener диодоор шалгадаг. Хэрэв гүйдэл тэгээс хэтэрсэн бол (тэг биш), энэ нь: Zener хүчдэл илэрсэн гэсэн үг юм. Энэ тохиолдолд хүчдэлийг тодорхой хугацаанд харуулна (програм хангамжаар 10 секундын дотор тохируулна), хэмжилтийг зогсооно. Алхам бүрийн гүйдэл нь тухайн муж дахь бүх хүчдэлээр тогтмол байдаг бөгөөд хүчдэлийн хүрээг нэмэгдүүлэх замаар буурч байна.

Илүү өндөр хүчдэлийн эрчим хүчний алдагдлыг хадгалахын тулд энэ муж дахь гүйдлийг багасгах шаардлагатай. Тестер нь 250 мВт ба 500 мВт диодыг хэмжих зориулалттай. Илүү өндөр хүч чадалтай диодуудыг ижил аргаар хэмжиж болох боловч хэмжсэн хүчдэлийн утга ойролцоогоор 5%-иар бага байна.

АНХААРУУЛГА: Маш болгоомжтой байгаарай. Энэхүү төсөлд 110/220V өндөр хүчдэлийг ашигладаг. Хэрэв та үндсэн хүчдэлд хүрэх эрсдэлийг сайн мэдэхгүй байгаа бол энэ зааврыг бүү оролдоорой!

Алхам 1: Zener Diode

Zener диод нь лавлагааны хүчдэлийн бүрэлдэхүүн хэсэг эсвэл хүчдэлийн зохицуулагч гэх мэт хэлхээнд ихэвчлэн хэрэглэгддэг тусгай диод юм. Урд талын хүчдэлийн чиглэлд I-V шинж чанар нь ерөнхий зориулалттай диодтой ижил байдаг. Хүчдэлийн уналт ойролцоогоор 0.6 В байна. Урвуу чиглэлд хазайсан үед гүйдэл нь огцом нэмэгдэх цэг байдаг - эвдрэлийн хүчдэл. Энэ хүчдэлийг Zener хүчдэл гэж нэрлэдэг. Энэ үед тогтмол хүчдэлийн гаралттай цахилгаан тэжээлд шууд холбогдсон Zener диод шууд шатах болно. Энэ бол Zener диодоор дамжих гүйдлийг резистороор хязгаарлах ёстой шалтгаан юм.

I-V шинж чанаруудыг зураг дээр харуулав. Zener диодын төрөл бүр Zener -ийн зөв хүчдэлийг зааж өгсөн одоогийн утгыг тодорхойлдог. (Энэ хүчдэлийг гүйдлийг нэмэгдүүлэх замаар бага зэрэг өөрчилж болно). Ойролцоогоор 250-500 мВт чадалтай цахилгаан диодын гүйдэл нь 3-10 мА бөгөөд хүчдэлийн утгаас хамаарна.

Эвдрэлийн хүчдэл нь өргөн хүрээний гүйдлийн хувьд харьцангуй тогтвортой бөгөөд диод бүрийн хувьд ердийн бөгөөд өөр байдаг. Түүний утга нь ойролцоогоор 2V -аас 100V хүртэл байж болно. Практик ердийн хэлхээнд ихэвчлэн ашигладаг Zener диодыг 50 В -оос бага хүчдэлээр тодорхойлдог.

Алхам 2: эд анги

Ашигласан хэсгүүдийн жагсаалт:

• OKW-ийн бүрхүүл, Shell төрлийн OKW 9408331
• Hi-Link AC/DC адаптер 220V/12V, 2 ширхэг, eBay
• Hi-Link AC/DC адаптер 220V/5V, 2 ширхэг, eBay
• AC/DC адаптер 220V/24V 150mA, eBay
• Arduino Nano, Banggood
• Конденсатор M1 2ш, M33 1ш, орон нутгийн дэлгүүр
• Диод 1N4148 5ш, Banggood
• IC1, LM317T, өндөр хүчдэлийн хувилбар, eBay
• IC2, 78L12, eBay
• Транзистор 2N222 5ш, Banggood
• Реле 351, 5V, 4 ширхэг, eBay
• Зэгсний буухиа, 5V, eBay
• Резистор 33R, 470R, 1k 4pcs, 4.7k, 10k, 15k 2pcs, орон нутгийн дэлгүүр
• Trimm3296W 100R, 200R, 500R 2ш, eBay
• Шургийн терминал блок, Banggood
• Холбогч Molex 2pins, Banggood
• Холбогч Molex 3pins, Banggood
• Жижиг мини гол унтраалга, eBay
• LED дэлгэц 0-100V, 3 шугам, eBay
• Цахилгаан залгуурын оролт, eBay
• Аудио хаврын терминал, eBay
• Microswitch болон товчлуур, Banggood
• LED 3 мм ногоон, улаан, 2 ширхэг, Banggood
• Гал хамгаалагч 0.5А ба гал хамгаалагч 5х20 мм, eBay
• Жижиг хэрэгслийн гол цахилгаан утас

Хэрэгсэл:

• Цахилгаан өрөм
• Гагнуурын төмөр
• Дулааны буу
• Халуун хайлмал цавуу буу
• Утас хуулагч ба таслагч
• Халивын багц
• Хавчаарын багц
• Мультиметр

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн дэлгэрэнгүй жагсаалт энд байна:

Алхам 3: Хэлхээний тодорхойлолт

Хэлхээний тайлбарыг хавсаргасан холболтын диаграмаас үзнэ үү.

Зүүн талд өндөр хүчдэлийн хэсэг байдаг. 220 В -ийн холболт ба бүх таван AC/DC адаптерийн терминал блок. Тохируулагч нь хэмжилтийн хүчдэлийг 12V, 24V, 36V, 48V гэсэн дөрвөн үе шаттайгаар дамжуулдаг.

5VA ба 5VB модулиуд нь MCU Arduino Nano болон Digital Led Voltmeter -д зориулагдсан болно. 12VA модулиуд нь эхний 12V хүчдэлийг хангаж, 12VB модуль нь 24V -ийн хоёрдахь хүрээ рүү өөр 12V нэмнэ. Дараагийн 24V модуль нь 48V -ийн дөрөв дэх хүрээний хүчдэлд өөр 24V -ийг нэмнэ. Сүүлийн 24V модулийн дотор 12V зохицуулагчийн хэлхээ байдаг бөгөөд 12V -ийг 36V -ийн гурав дахь хүрээний утга болгон өгдөг. Самбарын хэмжээ нь зургаан модулийг суулгахыг зөвшөөрдөггүй тул энэ шийдэл зайлшгүй шаардлагатай байв.

Дунд хэсэгт IC1 LM317 байна. IC1 нь өндөр хүчдэлийн (50V) хувилбартай байх ёстой. Энэ нь тогтмол гүйдлийн зохицуулагчийн хэлхээгээр холбогдсон бөгөөд хүчдэлийн алхам бүрийн бүх хүрээнд тогтмол гүйдэл өгдөг. Энэ гүйдэл нь нэг хүрээнд тогтвортой боловч алхам бүрт өөр өөр байдаг. Утга нь тохируулагдсан бөгөөд 20mA (12V), 10mA (24V), 7mA (36V), 5mA (48V) байна. 250 мВт чадалтай диодын утгыг дээд хязгаар болгон сонгосон бөгөөд энэ нь илүү хүчирхэг диодын хувьд хангалттай сайн үзүүлэлт юм.

IC1 -ийн хоёр талд оролттой хүчдэлийн зөв алхам, гаралтын хэсэгт зөв шүргэх резисторыг холбосон реле байрладаг. Триммер резистор нь гаралтын одоогийн утгыг тодорхойлдог бөгөөд энэ гүйдэл нь R14 резистороор хэмжигдэх Zener диод руу тэжээгддэг. Энэ эсэргүүцэл дээр гүйдлийг Arduino шалгадаг. R1, R2 хүчдэл хуваагч нь R2 дээрх хүчдэлийн бууруулсан дээжийг аваад аналог A1 зүүтэй холбоно.

Аналог GND аналог нь бүх хүчдэлийн адаптер, дижитал вольтметр адаптер, IC1 -ийн хувьд түгээмэл байдаг. Болгоомжтой байгаарай, Arduino болон түүний адаптерийн дижитал өөр нэг газар бий. Ардуино ба түүний аналог оролтыг хэмжих лавлах цэг болгон дижитал газардуулах шаардлагатай.

Arduino дижитал гаралт нь алхам тутамд D4 - D7 хяналтын реле, D8 удирдлага - дижитал вольтметр ба D9 хяналтын ERROR улаан өнгөтэй байна. Алхам алхмаар гүйдэл илрээгүй тохиолдолд ERROR LED асаалттай байна. Энэ тохиолдолд Zener диод нь 48 В -ээс өндөр Zener хүчдэлтэй эсвэл гэмтэлтэй (нээлттэй) байж болно. Хэрэв терминал дээр богино холболт байгаа бол ERROR чийдэн асахгүй бөгөөд илрүүлсэн хүчдэл нь маш бага, 1В -ээс бага байна.

Төсөл дууссаны дараа би өөр нэг хүчийг нэмэх шийдвэр гаргав, учир нь хэрэв вольтметр харанхуй (унтраалттай) байвал багаж өөрөө асаалттай эсвэл унтраалттай байгаа нь тийм ч тодорхой байдаггүй. Led Power нь ПХБ-ийн гадна талд, Start X3-1-ээс Zener X2-1 хүртэлх цэгүүдийн хооронд 470 эсэргүүцэл бүхий цувралаар холбогддог. Резисторыг товчлуур бүхий жижиг самбар дээр суулгасан болно.

Алхам 4: Барилга

Төслийн хайрцгийн хувьд би хуучин электрон эд анги дэлгүүрт байдаг OKW хаалтыг ашигласан. Энэ хайрцгийг OKW дээр бүрхүүлийн хэлбэрийн хашлага хэлбэрээр ашиглах боломжтой хэвээр байна. Хайрцаг нь хэтэрхий жижиг тул хайрцаг нь тийм ч тохиромжтой биш боловч хайрцаг болон ПХБ -ийн зарим шинэчлэлт нь бүх эд ангиудыг дотор нь оруулах боломжийг олгодог. ПХБ -ийг Eagle загвараар бүтээсэн бөгөөд хамгийн дээд хэмжээ нь 8х10см хэмжээтэй үнэгүй хувилбар юм. Эхний мөчид бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тавцан дээр тавих боломжгүй мэт санагдаж байсан ч эцэст нь би амжилтанд хүрсэн.

Хайрцгийг шинэчлэхийн тулд дотор нь хуванцар эд ангиудыг зайлуулах шаардлагатай бөгөөд боолтыг зогсооно. Сэлбэг хэрэгслийг шинэчлэхийн тулд дижитал вольтметрийн хуванцар хайрцгийг өөрчлөх, Алдаа ба Үндсэн тэжээлийн холбогчдын ойролцоо хоёр өнцөгт дугуй тайралт хийх шаардлагатай. Шинэчлэлтүүд зураг дээр харагдаж байна. Чухал зүйл бол вольтметрийг хайрцагны ирмэг рүү аль болох ойрхон байлгах явдал юм. START товчлуурыг жижиг самбар дээр байрлуулж, металл өнцгөөр суулгасан болно.

Дээд тагны цонх, нүхийг дижитал вольтметр, товчлуур, хаврын терминал, LED алдаа, LED хүч, USB Arduino Nano холбогчоор хийсэн болно. Доод хэсэгт цахилгаан унтраалга, залгуурын залгуурыг таслав. Дижитал вольтметр ба цахилгаан унтраалгыг халуун хайлмал цавуугаар бэхлэнэ. 3 мм -ийн LED диодын индикаторуудыг ижил аргаар засдаг.

Хэмжсэн диодыг аудио хаврын холбогчоор холбодог. Би энгийн бөгөөд хурдан холболт хайж байсан. Энэ шийдэл нь хамгийн зөв шийдэл юм шиг санагдаж байна.

Самбар дээрх бүх эд ангиудыг гагнаж дууссаны дараа би доод хэсэгт 220 Вт -ийн хоёр замыг халуун хайлмал цавуугаар тусгаарласан. Самбараас цахилгаан унтраалга, залгуур руу орох утаснууд нь дулааныг багасгадаг хоолойгоор тусгаарлагдсан байдаг. Үүнийг анхааралтай хийх хэрэгтэй, 220 вольт утас, гинжит зам байх ёсгүй. ПХБ -ийг босоо чиглэлд хөдлөхөөс сэргийлдэг наалдамхай резин тусгаарлагчаар бэхлэнэ.

Урд талын самбар дээр наалдамхай зургийн цаасан дээр шошго хэвлэсэн байна. Шошго нь Windows 10 -ийн дагалдах хэрэгслийн хэрэгсэл болох Paint дээр хийгддэг. Энэхүү хэрэгсэл нь багажны шошго хийхэд тохиромжтой, учир нь шошгыг яг бодит хэмжээгээр хийх боломжтой байв.

ПХБ нь Eagle үнэгүй програм хангамжаар бүтээгдсэн. Уг самбарыг JLCPCB компанид хямд үнээр захиалсан байна. Үүнийг гэртээ хийх ямар ч шалтгаан байхгүй. Би самбарыг захиалахыг зөвлөж байна, энэ шалтгааны улмаас Gerber zip хавсаргасан болно. файл.

Алхам 5: Програмчлал ба тохиргоо

Arduino програм хангамж - ino файлыг хавсаргасан болно. Би кодын бүх үндсэн хэсгийг баримтжуулахыг хичээдэг бөгөөд энэ нь миний англи хэлнээс илүү ойлгомжтой болно гэж найдаж байна. Кодоос тайлбарлах ёстой зүйл бол "үйлчилгээ" функц юм. Энэ бол үйлчилгээний горим бөгөөд хэрэв та төхөөрөмжийг анх удаа солих юм бол төхөөрөмжийг тохируулахад ашиглаж болно.

Гэнэтийн санамсаргүй гүйдлийн уншлагаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд одоогийн "readCurrent" -ийг унших функцийг кодонд оруулсан болно. Энэ функцид унших ажлыг арван удаа хийж, хамгийн их утгыг арван утгаас сонгоно. Гүйдлийн хамгийн их утгыг Arduino -ийн аналог оролтын жишээ болгон авна.

Үйлчилгээний горимд та дөрвөн тохируулгатай резистор R4 -ийг R7 болгож тохируулна. Шүргэгч бүр нэг хүчдэлийн муж дахь гүйдлийг хариуцдаг. R4 for12V, R5 for 24V, R6 for 36V and R7 for 48V. Энэ горимд дурдсан хүчдэлийг гаралтын терминал дээр аажмаар танилцуулж, шаардлагатай гүйдлийн утгыг тохируулах боломжийг олгодог (20mA, 10mA, 7mA, 5mA).

Үйлчилгээний горимд орохын тулд 2 секундын дотор төхөөрөмжийг асаасны дараа START товчийг дарна уу. Эхний алхам (12V) идэвхжиж, ERROR LED нэг удаа анивчдаг. Одоо гүйдлийг тохируулах цаг болжээ. Хэрэв гүйдэл тохируулагдсан бол START -ийг дахин дарж дараагийн алхамыг (24V) идэвхжүүлнэ үү. ERROR LED нь хоёр удаа анивчиж байна. START товчийг ашиглан дараагийн алхмуудыг ижил аргаар давтана. START товчийг дарж үйлчилгээний горимоос гарна уу. Бүх цаг үед START товчлуурыг дарах хамгийн тохиромжтой мөч бол хэд хэдэн удаа анивчихад ERROR харанхуй байх явдал юм.

Одоогийн тохируулгыг дунд хүчдэлтэй Zener диодыг холбосноор хийдэг бөгөөд 12 В -ийн хувьд 6-7 В диод байх ёстой. Энэхүү Zener диодыг амметр эсвэл мултиметрээр цувралаар холбох ёстой. Гүйдлийн тохируулсан утга нь нарийвчлалтай байх ёсгүй, хасах 15% -аас 5% нэмэх нь зөв.

Алхам 6: Дүгнэлт

Zener диодыг хэмжих Ардуиногийн танилцуулсан шийдэл нь цоо шинэ юм. Цахилгаан хангамж 220В, LED вольтметр, хамгийн их хэмжигдэх хүчдэл 48V гэх мэт сул талууд байсаар байна. Дээр дурдсан сул талуудад багажийг сайжруулах боломжтой. Би үүнийг батерейгаар цэнэглэхээр төлөвлөж байсан боловч Arduino болон харьцангуй өндөр хүчдэлийг нэг ба түүнээс дээш хүчдэлийн хувиргагчаар тэжээхэд том зай шаардагдах бөгөөд багаж нь илүү том хэмжээтэй байх болно.

Зах зээл дээр маш сайн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг шалгагч олон байдаг. Тэд бүх төрлийн транзистор, диод, бусад хагас дамжуулагч болон олон дамжуулагч эд ангиудыг туршиж үзэх боломжтой боловч батерейны хүчдэл бага тул Zener хүчдэлийг хэмжих нь асуудалтай байдаг. Та миний төслийг сонирхож, барилгын ажилтай цагийг сайхан өнгөрүүлнэ гэж найдаж байна.