Zaloguj się
Wszystkie
18 października 2022
441
- pomiar napięcia stałego o dowolnej polaryzacji w zakresie ±22 V lub 40 V przy ustawieniu unipolarnym,
- wykonywanie pomiarów z 2 wejść,
- pomiar oporności w zakresie od 10 Ω do 500 kΩ (maksymalnie do 1,5 MΩ przy rosnącym uchybie),
- pomiar pojemności w zakresie od 1 nF do 330 μF,
- pomiar indukcyjności w zakresie od około 100 μH do 100 mH,
- pomiar temperatury za pomocą czujnika DS18B20,
- test diod półprzewodnikowych,
- sterowanie i wyświetlanie danych na ekranie zdalnym (smartfona, laptopa) za pomocą dynamicznie generowanej strony dla przeglądarek obsługujących standard HTML5,
- zasilanie +5 V z zewnętrznego zasilacza, komputera, power- banku, podawane przez gniazdo mini USB.
Bezpośrednią inspiracją do opracowania przyrządu był projekt cyfrowego multimetru https://bit.ly/3rlkVkk. Taki multimetr dokonuje pomiarów za pomocą płytki Arduino. Następnie wyniki poprzez moduł Bluetooth przesyłane są do smartfona, gdzie specjalna aplikacja odpowiada za ich prezentację. W projekcie multitestera całą pracę, czyli pomiary, prezentację wyników i komunikację Wi-Fi ze smartfonem, wykonuje płytka z ESP32. Dodatkowe elementy tworzą kilka interfejsów, które zamieniają mierzone wielkości na równoważne sygnały napięciowe dla przetwornika lub liczników układu ESP32.
Ostatecznie zdecydowano, że projekt zamiast nazwy multimetr zadowoli się skromnym określeniem multitester.
Budowa i działanie
Za pomiary i komunikację z użytkownikiem odpowiada płytka rozwojowa z modułem ESP-WROOM-32. Zintegrowana z modułem antena służy do komunikacji Wi-Fi na odległość kilku, kilkunastu metrów. Komunikacja z urządzeniem sterującym, takim jak smartfon, może odbywać się w jednym z dwu trybów: jako stacja w ramach sieci tworzonej przez zewnętrzny router lub jako samodzielny AP (access point) z własną siecią Wi-Fi, do której loguje się smartfon.
Do wyprowadzonych na złącza płytki portów ESP32 podłączone są dodatkowe elementy tworzące interfejsy pomiarowe.
Interfejs do pomiaru oporności
W procedurze pomiaru oporności zastosowany jest dzielnik oporowy. Znana jest wartość oporu jednego opornika dzielnika oraz poziomy napięć wejściowego i wyjściowego, co umożliwia wyliczenie oporu drugiego opornika. Badany opornik podłączany jest do wejścia J1 i masy J8. Oporniki R7, R5, R1 stanowią człon dzielnika o znanej oporności. Są one przyłączane przez klucze tranzystorowe Q1...Q3 zależnie od wybranego podzakresu pomiarowego. Podział na podzakresy wynika z ograniczeń przetwornika ADC. Do wyboru są 3 przedziały pomiarowe: 6 Ω...500 Ω, 500 Ω...10 kΩ, 10 kΩ...470 kΩ. Napięcie z wyjścia dzielnika podawane jest na port IO34, który jest wejściem przetwornika ADC1/CH6.
Interfejs do pomiaru napięcia stałego
Przetwornik ESP32 potrafi zmierzyć jedynie napięcie dodatnie o ograniczonym poziomie. Aby uniezależnić się od polaryzacji badanego napięcia i poszerzyć zakres, trzeba zastosować układ dopasowujący. Pomysł takiego układu został zaczerpnięty z projektu potrójnego woltomierza https://bit.ly/3Cm3SVp. Źródło U3 wraz z wtórnikiem U1A tworzą stabilne napięcie referencyjne o poziomie 2,5 V dla wieloobrotowego potencjometru RV1. Napięcie z suwaka podawane jest na wejście przetwornika ADC1/CH4 oraz poprzez wtórnik U1B na wejście pomiarowe COM. Wejście to tworzy sztuczną masę, do której podłącza się jeden biegun mierzonego źródła napięcia. Poziom napięcia wejścia COM względem rzeczywistej masy testera ustawiany jest potencjometrem i powinien mieć wartość 1,25 V. Drugi biegun mierzonego źródła podawany jest na wejście Vin i z dzielnika R2, R4 napięcie trafia do wejścia ADC1/CH7. Zależnie od polaryzacji napięcie Vin będzie albo sumować się z potencjałem sztucznej masy COM, albo od niego odejmować, jednak dla przetwornika ADC będą to zawsze napięcia dodatnie, czyli możliwe do zmierzenia. Znając napięcia z obydwu wejść przetwornika oraz rezystancję oporników R2, R4, można obliczyć poziom mierzonego napięcia Vin.
Tester obsługuje dwa gniazda pomiarowe Vx i Ax. Styki przekaźnika K1 podłączają wybierane gniazdo J2 lub J5 do wejść Vin i COM.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
