使用Arduino和LM317制作一個低電阻表

　　如果您是像我這樣的制造商并在網(wǎng)上尋找一些有趣的項目，那么毫歐表是您可以制作的一件簡單而有用的東西。該電路的基本原理是基于恒流源，我們在之前的一篇文章中已經(jīng)介紹過。毫歐表是一種設(shè)備，可用于確定小電阻的值、PCB 走線的電阻，如果您了解專有技術(shù)，則可以使用它來找出 PCB 中的短路。

　　互聯(lián)網(wǎng)上有很多毫歐表和低電阻表電路，但今天我們將使用 Arduino 和流行的 LM317 線性穩(wěn)壓器 IC 制作一個非常簡單的低電阻表，它不僅可靠而且提供了一個準確的測量。W 還將在 OLED 顯示屏上顯示信息，最后，我們將對我們的電路進行性能測試。在我們的測試中，該電路不僅準確，而且范圍也不錯。我們能夠非常準確地測量 0.05R 到 22R。所以事不宜遲，讓我們開始吧。

　　什么是毫歐表，它是如何工作的？

　　正如我們之前所討論的，毫歐表是一種用于測量低電阻的設(shè)備，如果您問為什么測量低電阻很重要，讓我告訴您它可以用于許多不同類型的應(yīng)用，而不是測量反抗。一個例子可能是；假設(shè)您的電路板顯示電源部分短路，大多數(shù)情況下，問題可能是電容器損壞。如果您可以使用低電阻表，您可以檢查電路板的不同部分，以查明電阻最低的特定區(qū)域，然后您可以從那里開始調(diào)試。這是一個簡單的例子，如果你想你可以做的不僅僅是這個。

　　電阻可以定義為阻礙電子流動的成分；電阻的單位是歐姆。毫歐表是一種非常簡單的儀器，用于測量未知/低值電阻。市場上有許多歐姆表，它們可以測量各種電阻，但這些儀表有一個共同點，一開始它們非常昂貴。

　　我們的毫歐表根據(jù)歐姆定律工作。工作原理和電路很簡單，從標題就知道了，我們要用一個Arduino來處理電流信息，但是Arduino不知道如何測量電流，它只知道如何測量電壓，要將電流值轉(zhuǎn)換為電壓值，我們將結(jié)合歐姆定律使用恒流源，并且我們將使用流行的LM317 穩(wěn)壓器作為恒流源。

　　構(gòu)建基于 Arduino 的低電阻表所需的組件

　　您需要一些組件來構(gòu)建這個項目，因為它們非常通用，您可以在當(dāng)?shù)氐膼酆蒙痰曛姓业剿羞@些組件。下面給出了具有值的組件列表。

　　Arduino 納米 - 1

　　LM317T - 1

　　128 X 64 OLED - 1

　　10 R 電阻 - 1

　　測試電阻器

　　基于 Arduino 的低電阻表示意圖

　　基于 Arduino 的低電阻表的完整電路圖如下所示。

　　該電路的連接圖和工作原理非常簡單，如上圖所示，我們有一個Arduino Nano負責(zé)數(shù)據(jù)采集、計算和處理。我們有一個 OLED 顯示屏，可以顯示計算出的電阻值。最后，我們使用的是恒流源 LM317T。通過恒流源和一點歐姆定律，我們可以很容易地計算出電阻值。

　　在原理圖中，您可以看到用于計算 LM317 穩(wěn)壓器 IC 的電流限制的公式。您還可以在原理圖中看到，我們在電路中使用了一個 10R 電阻器來計算 0.125A 或 125mA 的恒定電流?，F(xiàn)在，由于我們有電流值，我們只需將其除以電壓即可得到電阻 V=IR，因此 R =V/I，我們將得到電阻。

代碼：基于 Arduino 的低電阻表

此項目中使用的完整代碼可在此頁面底部找到。添加所需的頭文件和源文件后，應(yīng)該可以直接編譯Arduino代碼了。您可以從下面給出的鏈接下載庫，或者您可以使用板管理器方法安裝庫。

下載 Adafruit 的 SSD1306 OLED 庫

代碼非常簡單，如下所示。我們首先包含所有必需的庫。由于我們使用的是 OLED 顯示器，所以我們必須包含 SSD1306 庫和 Wire 庫，SSD1306 庫使用 Wire 庫。

?

#include 
#include  // OLED 線庫

?

接下來，我們將定義顯示器的屏幕寬度和屏幕高度。此外，我們將定義 LM317 穩(wěn)壓器 IC 的電阻值和參考值。這是必需的，因為我們將使用這些值計算恒定電流。一旦我們這樣做，我們將定義平均 ADC 值所需的所有必要變量。此外，我們將聲明引腳號和其他變量。

?

常量 int numReadings = 50; // 用于平均/我們將取 50 個樣本并平均得到 ADC 值
整數(shù)讀數(shù)[numReadings]；// 存儲來自模擬輸入的讀數(shù)
int readIndex = 0; // 當(dāng)前讀數(shù)的索引
整數(shù) = 0; // 運行總和
int ADC平均值 = 0; // 平均值
浮動R；// 存儲電阻值
整數(shù)輸入引腳 = A0；// A0 被選為輸入

?

接下來，我們?yōu)?SSD1306 顯示器創(chuàng)建一個實例并傳入線對象。

?

Adafruit_SSD1306 顯示（SCREEN_WIDATA_PINH，SCREEN_HEIGHT，&Wire，-1）；

?

接下來，在 setup() 部分，我們將初始化顯示并檢查顯示是否可用。我們在 if 語句的幫助下做到這一點。如果顯示可用，我們繼續(xù)執(zhí)行我們的代碼，否則我們打印一個錯誤語句。

?

if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) { // 地址 0x3D 為 128x64
    Serial.println(F("SSD1306 分配失敗"));
    為了 （;;）;
  }

?

接下來，我們設(shè)置 OLED 顯示屏的文本顏色，如果不設(shè)置，則顯示屏可能會顯示黑色段。然后我們在display.setRotation(2)方法的幫助下旋轉(zhuǎn)顯示，因為這是這個項目的要求。?完成后，我們定義 for 循環(huán)。在 for 循環(huán)中，我們將數(shù)組的所有元素初始化為零。這很重要，因為數(shù)組中可能存在垃圾值，這可能會在我們的計算中引入錯誤。

?

display.setTextColor（白色）；//設(shè)置液晶顏色
  display.setRotation(2); // 它有模式 1,2,3,4
  //
  for (int thisReading = 0; thisReading < numReadings; thisReading++) {
    讀數(shù)[thisReading] = 0;
  }
延遲（500）；
}

?

接下來，我們有我們的循環(huán)（）部分。在本節(jié)中，我們將進行平均 ADC 值所需的所有必要計算，以平滑輸出 ADC 讀數(shù)。您在下面看到的代碼用于平均 ADC 值。

?

總計 = 總計 - 讀數(shù) [readIndex]；//減去最后一個讀數(shù)：
 讀數(shù)[readIndex] = 模擬讀數(shù)（輸入引腳）；// 從傳感器讀?。?  總計 = 總計 + 讀數(shù)[readIndex]；// 將讀數(shù)加到總數(shù)中：
  讀取索引 = 讀取索引 + 1；// 前進到數(shù)組中的下一個位置：
  if (readIndex >= numReadings) {
    // 如果我們在數(shù)組的末尾...
    // ...繞到開頭：
    讀取索引 = 0;
  }

?

一旦 ADC 值被平均，我們打印平均值僅用于調(diào)試。接下來，我們將 ADC 值轉(zhuǎn)換為電壓值，因為這是計算所需的。此后，我們打印電壓值進行調(diào)試。一旦我們有了電壓，我們就知道我們的電流值是固定的?，F(xiàn)在，在歐姆定律的幫助下，我們計算電阻值并將其打印在串行監(jiān)視器窗口中。此外，我們在 OLED 顯示屏上打印這些值。

?

ADCaverage = 總數(shù) / numReadings；// 計算平均值：
  Serial.print("AVG:");
  Serial.print(ADCaverage);
  浮動電壓 = ADCaverage * (5.0 / 1024.0)；// 將 ADCaverage 轉(zhuǎn)換為電壓
  序列號.print("\t\t"); // 給我一點TAb好嗎
  Serial.print（電壓，3）；// 將電壓打印到串行監(jiān)視器
  Serial.print(" \t \t");// 再給我一個小TAb好嗎
  R = 電壓 / (LM317_REF / LM317_Resistance)；
  Serial.print("阻力：");
  序列號.println(R);
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(10, 10);
  顯示.打?。≧，3）；
  display.print("R");
  顯示.顯示（）；
  延遲（50）；

?

　　這標志著我們編碼過程的結(jié)束，現(xiàn)在我們可以開始測試我們的儀表了。

　　基于 Arduino 的低電阻表的測試

　　為了測試該電路，使用了以下設(shè)置。該設(shè)置是在面包板上進行的，僅用于測試目的，強烈建議將此電路制作在合適的 PCB 板上。

　　正如您在圖片中看到的那樣，我們在面包板上制作了電路，因為它是一個測試電路，結(jié)果證明這是一個壞主意，因為接觸電阻和阻抗對電路造成了很大的影響。這就是為什么在最后一刻，我們決定直接在電路板上焊接一些電線，我們還將10R電阻和鱷魚夾的電線直接焊接到LM317 IC本身上。

　　完成后，我們用這個儀表測量了一些電阻并觀察了結(jié)果，結(jié)果非常好。正如您在上圖中所看到的，該值非常準確。

　　為了驗證結(jié)果，我們決定在 MECHO 450B+ 萬用表的幫助下再次測試電路，結(jié)果非常糟糕。萬用表給了我們非常奇怪的值，可能是一個錯誤。為了驗證，我們再次測試了不同的電阻值，結(jié)果幾乎相同。在這一點上，我們確信 Meco 萬用表無法測量如此低的電阻值。您可以查看描述中的視頻以獲取更多詳細信息。

　　進一步增強

　　這個電路并不完美，還有很大的改進空間。首先，電路需要在穿孔板或一塊PCB板上，否則我們會遇到各種各樣的問題。我們使用 LM317 IC 制作了恒流源，可以升級為專門為此目的設(shè)計的特定恒流源。我們使用公差為 5% 的電阻，但使用公差為 1% 或更低的電阻會大大改善結(jié)果。

#include
#include // OLED 線庫
#define SCREEN_WIDATA_PINH 128 // OLED 顯示寬度，以像素為單位
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED 顯示高度，以像素為單位
#define LM317_REF 1.25
#define LM317_Resistance 10.1
常量 int numReadings = 50; // 用于平均/我們將取 50 個樣本并平均得到 ADC 值
整數(shù)讀數(shù)[numReadings]；//來自模擬輸入的讀數(shù)
int readIndex = 0; // 當(dāng)前讀數(shù)的索引
整數(shù) = 0; // 運行總和
int ADC平均值 = 0; // 平均值
浮動R；
整數(shù)輸入引腳 = A0；
Adafruit_SSD1306 顯示（SCREEN_WIDATA_PINH，SCREEN_HEIGHT，&Wire，-1）；
無效設(shè)置（）{
// 把你的設(shè)置代碼放在這里，運行一次：
序列號.開始（9600）；
if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) { // 地址 0x3D 為 128x64
Serial.println(F("SSD1306 分配失敗"));
為了 （;;）;
}
display.setTextColor（白色）；//設(shè)置液晶顏色
display.setRotation(2); // 它有模式 1,2,3,4
//
for (int thisReading = 0; thisReading < numReadings; thisReading++) {
讀數(shù)[thisReading] = 0;
}
延遲（500）；
}
無效循環(huán)（）{
總計 = 總計 - 讀數(shù) [readIndex]；//減去最后一個讀數(shù)：
讀數(shù)[readIndex] = 模擬讀數(shù)（輸入引腳）；// 從傳感器讀?。?br /> 總計 = 總計 + 讀數(shù)[readIndex]；// 將讀數(shù)加到總數(shù)中：
讀取索引 = 讀取索引 + 1；// 前進到數(shù)組中的下一個位置：
if (readIndex >= numReadings) {
// 如果我們在數(shù)組的末尾...
// ...繞到開頭：
讀取索引 = 0;
}
ADCaverage = 總數(shù) / numReadings；// 計算平均值：
Serial.print("AVG:");
Serial.print(ADCaverage);
浮動電壓 = ADCaverage * (5.0 / 1024.0)；// 轉(zhuǎn)換 ADCaverage t0 電壓
序列號.print("\t\t"); // 給我一點TAb好嗎
Serial.print（電壓，3）；// 將電壓打印到串行監(jiān)視器
Serial.print(" \t \t");// 再給我一個小TAb好嗎
R = 電壓 / (LM317_REF / LM317_Resistance)；
Serial.print("阻力：");
序列號.println(R);
display.clearDisplay();
display.setTextSize(2);
display.setCursor(10, 10);
顯示.打印（R，3）；
display.print("R");
顯示.顯示（）；
延遲（50）；
}