منحنی I - V با آردوینو: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

تصمیم گرفتم منحنی I -V led ها را ایجاد کنم. اما من فقط یک مولتی متر دارم ، بنابراین I-V متر ساده را با Arduino Uno ایجاد کردم.

از ویکی: مشخصه جریان -ولتاژ یا منحنی I -V (منحنی جریان -ولتاژ) رابطه ای است که معمولاً به صورت نمودار یا نمودار بین جریان الکتریکی از طریق یک مدار ، دستگاه یا مواد و ولتاژ مربوطه نشان داده می شود. تفاوت احتمالی در سراسر آن

مرحله 1: فهرست مواد

برای این پروژه ، شما نیاز دارید:

آردوینو Uno با کابل USB

تخته نان و کابل duponts

leds (من از 5 میلی متر قرمز و آبی استفاده کردم)

مقاومت قطره (مقاومت شنت) - من برای 200 اهم تصمیم گرفتم (برای 5 ولت حداکثر جریان 25 میلی آمپر است)

مقاومت یا پتانسیومتر ، من از ترکیب مقاومت استفاده می کنم - 100k ، 50k ، 20k ، 10k ، 5k ، 2.2k ، 1k ، 500k

مرحله 2: مدار

مدار از آزمایش رهبری ، مقاومت شنت (R_drop) برای اندازه گیری جریان تشکیل شده است. برای تغییر افت ولتاژ و جریان از مقاومت های مختلف (R_x) استفاده می کنم.

اصل اساسی این است:

• مجموع جریان I را در مدار بدست آورید
• دریافت افت ولتاژ در آزمایش led Ul

مجموع جریان I

برای بدست آوردن جریان کل ، افت ولتاژ Ur را در مقاومت شنت اندازه گیری می کنم. من برای آن از پین های آنالوگ استفاده می کنم. ولتاژ را اندازه گیری می کنم:

• U1 بین GND و A0
• U2 بین GND و A2

تفاوت بین این ولتاژها برابر است با افت ولتاژ بر روی مقاومت شنت: Ur = U2-U1.

کل جریان I این است: I = Ur/R_drop = Ur/250

افت ولتاژ Ul

برای به دست آوردن افت ولتاژ در led ، من U2 را از ولتاژ کل U (که باید 5V باشد) جدا می کنم: Ul = U - U2

مرحله 3: کد

شناور U = 4980 ؛ // ولتاژ بین GND و arduino VCC در mV = ولتاژ کل

شناور U1 = 0 ؛ // کاوشگر 1

شناور U2 = 0 ؛ // کاوشگر 2

شناور Ur = 0 ؛ // افت ولتاژ در مقاومت شنت

شناور Ul = 0 ؛ // افت ولتاژ در led

شناور I = 0 ؛ // کل جریان در مدار

شناور R_drop = 200 ؛ // مقاومت مقاومت بسته

void setup ()

{

Serial.begin (9600)؛

pinMode (A0 ، INPUT) ؛

pinMode (A1 ، INPUT) ؛

}

حلقه خالی ()

{

U1 = float (analogRead (A0))/1023*U ؛ // دریافت ولتاژ بین GND و A0 بر حسب میلی ولت

U2 = float (analogRead (A1))/1023*U ؛ // دریافت ولتاژ بین GND و A1 بر حسب میلی ولت

Ur = U2-U1 ؛ // افت ولتاژ در مقاومت شنت

I = Ur/R_drop*1000 ؛ // کل جریان در microAmps

Ul = U-U2 ؛ // افت ولتاژ در led

Serial.print ("1") ؛

Serial.print (U1) ؛

Serial.print ("2") ؛

Serial.print (U2) ؛

Serial.print ("////") ؛

Serial.print ("افت ولتاژ در مقاومت شنت:")؛

Serial.print (Ur) ؛

Serial.print ("افت ولتاژ در led:") ؛

Serial.print (Ul) ؛

Serial.print ("کل جریان:") ؛

Serial.println (I)؛

// مکث

تأخیر (500) ؛

}

مرحله 4: آزمایش

من 2 چراغ قرمز و آبی را آزمایش می کنم. همانطور که ملاحظه می کنید ، چراغ آبی دارای ولتاژ زانو بزرگتر است ، و به همین دلیل است که چراغ آبی نیاز به شروع LED در حدود 3 ولت دارد.

مرحله 5: آزمایش مقاومت

من منحنی I - V را برای مقاومت انجام می دهم. همانطور که مشاهده می کنید نمودار خطی است. نمودارها نشان می دهد که قانون اهم فقط برای مقاومت ها کار می کند ، نه برای رهبری. من مقاومت را محاسبه می کنم ، R = U/I. اندازه گیری ها در مقدار جریانهای پایین دقیق نیستند ، زیرا مبدل آنالوگ - دیجیتال در آردوینو دارای وضوح است:

5V / 1024 = 4.8 میلی ولت و جریان -> 19.2 میکرو آمپر.

من فکر می کنم خطاهای اندازه گیری عبارتند از:

• ترکیبات ورق نازک فوق العاده نیستند و برخی از خطاها را در ولتاژ ایجاد می کنند
• مقاومت های استفاده شده دارای تنوع 5 درصدی هستند
• مقادیر ADC از خوانش آنالوگ نوسان می کند