毫歐表理論與項目開源

描述

之前，我制作了一些關(guān)于使用分流電阻測量電流的教程。基本上，分流器是與負(fù)載串聯(lián)的小已知電阻。通過測量電阻兩端的電壓降，我們可以找到電路中流動的電流值。所有的功勞都?xì)w功于歐姆定律：V=IR，通過了解其中的兩個，我們可以找到第三個值。但精度和品質(zhì)因數(shù)也取決于電阻。

我們無法使用簡單的萬用表測量 1 歐姆以下的電阻。這就是為什么需要精密毫歐表的原因。它可以測量從 0.001ohms 到 10ohms 的值。最后我們還會做一個PCB屏蔽罩，用于更好的項目原型。在這個項目中，我們使用了一個 0.96 英寸的小型 OLED 顯示器。本文由JLCPCB為您帶來——來自中國的領(lǐng)先 PCB 制造商。立即注冊 JLCPCB 并獲得 $54 新用戶優(yōu)惠券。

基本理念：

我們將使用相同的歐姆定律來計算以毫歐為單位的電阻器。我們必須測量電阻，通過保持電流恒定并測量電壓降最終給出未知電阻的值。

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為了在這里提供恒流電源，我使用了 LM317 穩(wěn)壓器 ic，其參考電壓為 1.25。您可以在數(shù)據(jù)表中看到該 IC 的恒流配置。

所需組件：

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1）Arduino 納米

2) LM317

3）10歐姆電阻

4) JLCPCB的定制 PCB

5）電源

6) OLED顯示屏

電路圖：

屏幕使用 Arduino 的 4 線 I2C 接口，2 根線用于電源，2 根用于數(shù)據(jù)。Arduino Nano 需要驅(qū)動顯示面板并進(jìn)行歐姆定律計算。我們在LM317的調(diào)節(jié)和輸出引腳之間使用了一個 10ohms 的電阻，它給出了 0.125 安培的電流限制。需要一個9v的電池為電路供電。

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通過將電流保持在 0.125 安培并測量未知電阻兩端的壓降。該值進(jìn)入 Arduino 的 ADC，然后轉(zhuǎn)換為電壓并除以電流。通過這種方法我們可以測量小電阻值。

例子：

如果恒定電流 = 0.125 安培

電阻兩端的電壓降 = 1 伏特

那么 R= V/I = 1/0.125 = 8 歐姆，換算也適用于非常小的值也

PCB設(shè)計：

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將原理圖制作成 EasyEDA 后，我將電路轉(zhuǎn)換為 PCB 并導(dǎo)出Gerber 文件。我制作了一個 Arduino 擴(kuò)展板，以便在編程后可以插入組件并測量小電阻。

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我正在使用JLCPCB 的 pcb 服務(wù)——中國領(lǐng)先的 PCB 制造商。JLCPCB 從事該行業(yè) 15 年，5 塊 2 層板的價格僅為 2 美元。您可以從 JLCPCB 網(wǎng)站探索更多服務(wù)，例如 3d 打印、Stencil、PCB 原型、PCBA 和 SMT 組裝。立即注冊 JLCPCB并免費獲得價值 54 美元的新用戶優(yōu)惠券。

代碼：

該程序使用一些通用庫，這些庫可在 Arduino IDE 工具菜單下的管理庫部分獲得。

#include 
#include 
#include 

#define OLED_RESET 1
Adafruit_SSD1306 display(128, 64, &Wire, OLED_RESET);

void setup() {
  // initialize serial communication at 9600 bits per second:
  Serial.begin(9600);
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
  display.clearDisplay();
}
 
// the loop routine runs over and over again forever:
void loop() {
  // read the input on analog pin 0:
  int sensorValue = analogRead(A0);
  
  // Convert the analog reading (which goes from 0 - 1023) to a voltage (0 - 5V):
  float voltage = sensorValue * (5.0 / 1024.0);
 
  float Rx = voltage / 0.125;
 
  if (Rx > 36) {

display.clearDisplay();
display.setTextSize(1);
display.setTextColor(WHITE);
display.setCursor(10,10);
display.print( " Out of Range ");
display.display();

  delay(1000);
}
  if (Rx < 35) {
    
display.clearDisplay();
display.setTextSize(1);
display.setTextColor(WHITE);
display.setCursor(10,10);
display.print(Rx);
display.setCursor(10,20);
display.print(" Ohm      ");
display.display();

  delay(1000);
}
}

示范：

完成所有連接后，我在面包板上進(jìn)行了測試，電路運行良好。現(xiàn)在可以非常容易地更精確地測量分流器等小型電阻器。并且它也可以用于使用電阻測量來測量線長。我們很快就會推出類似的項目。