Arduino Zener diod tekshiruvchisi: 6 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Zener Diode Tester Arduino Nano tomonidan boshqariladi. Tekshiruvchi 1,8V dan 48V gacha diodlar uchun Zener kuchlanishini o'lchaydi. O'lchangan diodlarning tarqalish quvvati 250 mVt dan bir necha vattgacha bo'lishi mumkin. O'lchov oddiy, faqat diodni ulang va START tugmasini bosing.

Arduino Nano keskinlik diapazonini pastdan yuqoriga bosqichma -bosqich to'rt bosqichda ulaydi. Har bir qadam uchun o'lchangan Zener diodi orqali oqim tekshiriladi. Agar oqim noldan yuqori bo'lsa (nol emas), demak: Zener kuchlanish aniqlandi. Bunday holda, kuchlanish ma'lum vaqt davomida ko'rsatiladi (dasturiy ta'minot yordamida 10 soniyagacha o'rnatiladi) va o'lchash to'xtatiladi. Har bir qadamdagi oqim bu diapazondagi barcha kuchlanishlarda doimiy bo'ladi va qadam sonining - kuchlanish diapazoni ortishi bilan kamayadi.

Yuqori kuchlanish uchun quvvat sarfini ushlab turish uchun bu diapazondagi tokni kamaytirish kerak. Tester 250 va 500 mVt diodlarni o'lchash uchun mo'ljallangan. Yuqori quvvatli zener diodlarini ham xuddi shunday o'lchash mumkin edi, lekin o'lchangan kuchlanish qiymati taxminan 5%pastroq.

Ogohlantirish: Iltimos, juda ehtiyot bo'ling. Ushbu loyihada yuqori kuchlanishli 110/220V ishlatiladi. Agar siz asosiy kuchlanishga tegish xavfini bilmasangiz, bu ko'rsatmaga urinmang!

1 -qadam: Zener diodi

Zener diodi - bu mos yozuvlar kuchlanish komponenti yoki voltaj regulyatori kabi davralarda ishlatiladigan maxsus diod. Oldinga yo'nalishda I-V kuchlanish xarakteristikalari umumiy maqsadli diodaga o'xshaydi. Voltaj tushishi taxminan 0,6 V ni tashkil qiladi. Qarama -qarshi yo'nalishda, nuqta bor, bu erda oqim juda keskin oshadi - kuchlanish buzilishi. Bu kuchlanish Zener kuchlanish deb ataladi. Bu vaqtda to'g'ridan -to'g'ri doimiy voltajli quvvat manbaiga ulangan Zener diodi darhol yonadi. Buning sababi shundaki, Zener diodidagi oqim rezistor bilan cheklanishi kerak.

I-V xususiyatlari rasmda ko'rsatilgan. Zener diodining har bir turi Zener zo'riqishida to'g'ri ko'rsatilgan oqim qiymatini aniqlaydi. (Bu kuchlanish oqimning oshishi bilan biroz o'zgarishi mumkin). Taxminan 250-500 mVt quvvat sarflaydigan diodlar uchun odatiy oqim 3 dan 10 mA gacha va kuchlanish qiymatiga bog'liq.

Buzilish kuchlanishi toklarning keng diapazoni uchun nisbatan barqaror va har bir diod uchun xos va har xil. Uning qiymati taxminan 2V dan 100V gacha bo'lishi mumkin. Amaliy zanjirlarda asosan ishlatiladigan zener diodlari 50V dan past kuchlanish bilan belgilanadi.

2 -qadam: qismlar

Ishlatilgan qismlar ro'yxati:

• OKW korpusi, qobiq turi OKW 9408331
• Hi-Link AC/DC adapteri 220V/12V, 2 dona, eBay
• Hi-Link AC/DC adapteri 220V/5V, 2 dona, eBay
• AC/shahar adapteri 220V/24V 150mA, eBay
• Arduino Nano, Banggood
• Kondensatorlar M1 2 dona, M33 1 dona, mahalliy do'kon
• Diodlar 1N4148 5 dona, Banggood
• IC1, LM317T, yuqori kuchlanishli versiya, eBay
• IC2, 78L12, eBay
• Transistorlar 2N222 5 dona, Banggood
• O'rnimizni 351, 5V, 4 dona, eBay
• Qamish o'rni, 5V, eBay
• Rezistorlar 33R, 470R, 1k 4pcs, 4.7k, 10k, 15k 2pcs, mahalliy do'kon
• Trimm3296W 100R, 200R, 500R 2 dona, eBay
• Vintli terminal bloki, Banggood
• Ulagich Molex 2pins, Banggood
• Ulagich Molex 3pins, Banggood
• Kichik mini asosiy kalit, eBay
• LED displeyi 0-100V, 3 qatorli, eBay
• Elektr vilkasi, eBay
• Ovozli bahor terminali, eBay
• Mikrosxemalar va tugmalar, Banggood
• LED 3 mm yashil va qizil, 2 dona, Banggood
• 0,5A sug'urta va 5x20 mm sigortalar ushlagichi, eBay
• Kichik asboblar uchun asosiy quvvat kabeli

Asboblar:

• Quvvat matkapi
• Lehimlash temir
• Issiq qurol
• Issiq eritilgan yopishtiruvchi qurol
• Tel -stripper va kesuvchi
• Tornavida to'plami
• Pense to'plami
• Multimetr

Qismlarning batafsil ro'yxati bu erda:

3 -qadam: O'chirish tavsifi

O'chirish tavsifi biriktirilgan ulanish sxemasiga qarang:

Chap tomonda yuqori kuchlanishli qism bor. 220V ulanish uchun terminal bloki va barcha beshta AC/DC adapterlari. Adaptorlar o'lchash kuchlanishlarini to'rt bosqichda etkazib beradi - diapazon: 12V, 24V, 36V, 48V.

5VA va 5VB modullari MCU Arduino Nano va Digital Led Voltmetr uchun mo'ljallangan. 12VA modullari 12V birinchi diapazonini beradi va 12VB moduli 24V ikkinchi diapazoniga yana 12V qo'shadi. Keyingi 24V moduli 48V kuchlanishli to'rtinchi diapazonli kuchlanish uchun yana 24V qo'shadi. Oxirgi 24V modul ichida 12Vni 36V uchun uchinchi diapazonli qiymat sifatida ta'minlaydigan 12V regulyatorli sxemasi joylashgan. Bu yechim zarur edi, chunki taxtaning kattaligi unga oltita modulni o'rnatishga ruxsat bermadi.

O'rta qismida IC1 LM317 joylashgan. IC1 yuqori kuchlanishli (50V) versiyada bo'lishi kerak. U doimiy oqim regulyatori davri sifatida ulanadi va har bir kuchlanish bosqichining doimiy diapazoni orqali doimiy oqimni ta'minlaydi. Bu oqim bir diapazonda barqaror, lekin har bir bosqichda turlicha. Qiymatlar sozlanishi va 20mA (12V), 10mA (24V), 7mA (36V), 5mA (48V). Qiymatlar 250 mVt quvvatga ega diod uchun yuqori chegaralar sifatida tanlanadi va ular yanada kuchli diodlar uchun etarlicha yaxshi.

IC1 ning har ikki tomonida to'g'ri kuchlanish pog'onasini uning kirish qismiga va o'ng trimmer qarshiligini chiqishiga ulangan o'rni bor. Trimmer qarshiligi chiqishdagi joriy qiymatni bildiradi va bu oqim R14 rezistori orqali o'lchangan Zener diodasiga beriladi. Ushbu rezistorda oqim Arduino tomonidan tekshiriladi. R1, R2 kuchlanish taqsimlagichi R2 kuchlanishining kamaytirilgan namunasini oladi va uni analog pin A1 ga ulaydi.

Analog tuproqli GND barcha kuchlanish adapterlari, raqamli voltmetrli adapter va IC1 uchun keng tarqalgan. Ehtiyot bo'ling, Arduino va uning adapteri uchun raqamli boshqa asos bor. Raqamli topraklama Arduino va uning analogli kiritish uchun o'lchov mos yozuvlar nuqtasi sifatida zarur.

Arduino raqamli har bir qadam uchun D4 dan D7 boshqaruv o'rni, D8 boshqaruv raqamli voltmetr va D9 boshqaruv ERROR qizil rangda chiqadi. Agar biron -bir qadamda oqim aniqlanmasa, ERROR chiroq yonadi. Bunday holda, Zener diodi Zenerning yuqori voltli 48V bo'lishi mumkin yoki nuqsonli (ochiq) bo'lishi mumkin. Agar o'lchash terminallarida qisqa tutashuv mavjud bo'lsa, ERROR chiroq yoqilmaydi va aniqlangan kuchlanish juda kichik, 1V dan past.

Loyihani tugatgandan so'ng, men yana bitta quvvat manbai - POWER qo'shishga qaror qildim, chunki agar voltmetr qorong'i bo'lsa (o'chirilgan), asbobning o'zi yoqilgan yoki o'chmaganligi aniq emas. Led Power PCB tashqarisidagi nuqtalar orasidagi Start X3-1 dan Zener X2-1gacha 470 qarshilikli ketma-ket ulanadi. Rezistor tugmachali kichik taxtaga o'rnatiladi.

4 -qadam: qurilish

Loyihaning qutisi sifatida men eski elektron qismlar do'konida joylashgan OKW korpusidan foydalandim. Bu quti OKWda qobiq turidagi korpus sifatida hali ham mavjud. Quti juda mos emas, chunki taxta uchun juda kichik, lekin qutining o'zi va tenglikni biroz yangilash uning barcha qismlarini ichkariga joylashtirishga imkon beradi. PCB Eagle -da 8x10 sm bepul versiya uchun maksimal o'lchamda ishlab chiqilgan. Birinchi lahzada barcha tarkibiy qismlarni o'rnatish imkonsiz bo'lib tuyuldi, lekin nihoyat men muvaffaqiyatga erishdim.

Qutini yangilash uchun ichidagi plastik qismlar va vintlar uchun tayanchlar olib tashlanishi kerak. Parchalarni yangilash uchun raqamli voltmetr uchun plastik qutini o'zgartirish va ikkita burchakda, Xato va Asosiy quvvat ulagichlari yonida yumaloq kesish kerak. Yangilanishlar rasmlarda ko'rinadi. Muhimi, voltmetr oynasini qutining chetiga iloji boricha yaqinroq qilish. START tugmachasi kichik taxtada joylashgan va metall burchak bilan o'rnatilgan.

Yuqori qopqoqdagi derazalar va teshiklar raqamli voltmetr, tugma, kamon terminali, LED xatosi, LED quvvati va USB Arduino Nano ulagichi uchun qilingan. Pastki qismida quvvat tugmasi va vilkasini ulash uchun kesma mavjud. Raqamli voltmetr va quvvat kaliti issiq erigan elim yordamida joyiga o'rnatiladi. Xuddi shu tarzda, har ikkala 3 mm Led diodli ko'rsatkich ham o'rnatiladi.

O'lchangan diod, odatda, audio kamon ulagichi orqali ulanadi. Men oddiy va tezkor ulanishni qidirardim. Bu yechim eng yaxshi ko'rinadi.

Taxtadagi barcha komponentlarni lehimlagandan so'ng, men pastki qismida 220V kuchlanishli ikkita yo'lni issiq eritilgan yopishtiruvchi qurol bilan ajratdim. Kengashdan quvvat manbaiga va rozetkaga kiruvchi simlar issiqlik o'tkazmaydigan quvurlar bilan ajratilgan. Ehtiyotkorlik bilan bajaring, hech qanday ochiq 220V simlar yoki ko'chirgichlar bo'lmasligi kerak. PCB yopishtiruvchi kauchuk ajratgichlar bilan o'rnatiladi, bu esa vertikal harakatlanishiga to'sqinlik qiladi.

Old panelda yopishtiruvchi foto qog'ozga teg bosilgan. Yorliq Windows 10 aksessuarlari vositasi bo'lgan Paint -da amalga oshiriladi. Bu asbob asbob yorliqlarini yasash uchun juda mos keladi, chunki yorliq haqiqiy o'lchamda bajarilishi mumkin edi.

PCB Eagle bepul dasturi tomonidan ishlab chiqilgan. Kengash JLCPCB kompaniyasida yaxshi narxga buyurtma qilingan. Buni uyda qilish uchun hech qanday sabab yo'q. Men taxtaga buyurtma berishni maslahat beraman va shu sababli Gerber zip biriktirilgan. fayl

5 -qadam: Dasturlash va sozlash

Arduino dasturi - ino fayli biriktirilgan. Men kodning barcha asosiy qismlarini hujjatlashtirishga harakat qilaman va umid qilamanki, bu mening ingliz tilimdan yaxshiroq tushuniladi. Koddan "xizmat" funktsiyasini tushuntirish kerak. Bu xizmat ko'rsatish rejimi va agar siz uni birinchi marta o'zgartirsangiz asbobni sozlash uchun ishlatilishi mumkin.

Tasodifiy oqimning tasodifiy o'qilishini oldini olish uchun joriy "readCurrent" ni o'qish funktsiyasi kiritildi. Bu funksiyada o'qish o'n marta bajariladi va maksimal qiymat o'nta qiymatdan tanlanadi. Maksimal oqim qiymati Arduino analog kiritishiga namuna sifatida qabul qilinadi.

Xizmat rejimida siz R4 dan R7 gacha bo'lgan to'rtta sozlanadigan qarshilikni sozlaysiz. Har bir trimmer bitta kuchlanish diapazonidagi oqim uchun javobgardir. 12V uchun R4, 24V uchun R5, 36V uchun R6 va 48V uchun R7. Ushbu rejimda ko'rsatilgan kuchlanishlar chiqish terminallarida asta -sekin ko'rsatiladi va oqimning kerakli qiymatini (20mA, 10mA, 7mA, 5mA) sozlash imkonini beradi.

Xizmat rejimiga o'tish uchun 2 soniya ichida asbob ishga tushgandan so'ng START tugmasini bosing. Birinchi qadam (12V) yoqiladi va ERROR LED bir marta yonadi. Endi oqimni sozlash vaqti keldi. Agar oqim sozlangan bo'lsa, START tugmasini yana bosib, keyingi bosqichni (24V) faollashtiring. ERROR nuri ikki marta yonadi. START tugmasi yordamida keyingi amallarni xuddi shunday takrorlang. START tugmasi bilan xizmat ko'rsatish rejimidan chiqing. Har safar, START tugmachasini bosish uchun eng yaxshi vaqt, agar ERROR yoritgichi ketma -ket miltillaganidan keyin qorong'i bo'lsa.

Oqimni sozlash har qanday Zener diodini o'rta kuchlanish oralig'ida ulash orqali amalga oshiriladi, 12V diapazonida u 6 dan 7V gacha bo'lishi kerak. Bu Zener diodi ampermetr yoki multimetr bilan ketma -ket ulanishi kerak. Oqimning sozlangan qiymati aniq bo'lmasligi kerak, minus 15% dan 5% gacha - OK.

6 -qadam: Xulosa

Arduino tomonidan Zener diodlarini o'lchash uchun taqdim etilgan yechim butunlay yangi. Hali ham ba'zi kamchiliklar mavjud, masalan, 220V quvvat manbai, Led voltmetr va maksimal o'lchangan kuchlanish 48V. Ko'rsatilgan kamchiliklarda asbobni yaxshilash mumkin. Men dastlab uni batareya bilan quvvatlantirishni rejalashtirganman, lekin Arduino -ni quvvatlantirish va bir yoki bir nechta kuchlanishli konvertor bilan nisbatan yuqori o'lchovli kuchlanish katta batareyani talab qiladi va asbob kattaroq bo'ladi.

Bozorda juda yaxshi komponentlar sinovchisi mavjud. Ular har xil turdagi tranzistorlar, diodlar, boshqa yarimo'tkazgichlar va ko'plab passiv komponentlarni sinab ko'rishlari mumkin, lekin batareyaning kichik zo'riqishi tufayli Zener kuchlanishini o'lchash muammoli. Umid qilamanki, siz mening loyihamdan zavqlanasiz va qurilish bilan o'ynab yaxshi vaqt o'tkazasiz.