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multimetro con arduino uno...
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MULTIMETRO CON PLACA ARDUINO
Un multímetro es la unión de distintos instrumentos como ser: el ó hmetro, el voltímetro y Amperímetro. En este proyecto se realizara el armado de un multímetro, usando al Arduino Genuino Genuino UNO y una comunicación serial con un módulo Bluetooth. También se usara distintos materiales e instrumentos de precisión.
FUNDAMENTO TEORICO Arduino Genuino Genuino UNO El Arduino Genuino Uno es una placa electrónica basada en el ATmega328P. Cuenta con 14 pines digitales de entrada / salida (de los cuales 6 se podrán utilizar como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un cristal de cuarzo de 16 MHz, una conexión USB, un conector de alimentación, una jefe de ICSP y un botón de reinicio. Contiene todo lo necesario para apoyar e l microcontrolador; basta con conectarlo a un ordenador con un cable USB o la corriente con un adaptador de CA a CC o una batería para empezar.
Multímetro Digital El multímetro digital es un instrumento electrónico de medición que ge neralmente calcula voltaje, resistencia y corriente, aunque dependiendo del modelo de multímetro puede medir otras magnitudes como capacitancia y temperatura. Gracias al multímetro podemos comprobar el co rrecto funcionamiento de los componentes y circuitos electrónicos.
Amperímetro El Amperímetro es un aparato que, intercalado en un hilo conductor, mide la intensidad de la corriente eléctrica que circula por él. Consta de un imán fijo entre cuyos extremos se e ncuentra una bobina móvil capaz de girar alrededor de un eje. Al pasar la corr iente por la bobina, se crea un campo magnét ico que hace moverse a la bobina. Una aguja unida a esta señala en una escala las desviaciones de la bobina, que son proporcionales a la intensidad de corriente. Un amperímetro se hace midiendo voltaje sobre una resistencia. La corriente a medir se hace pasar a través de esa resistencia y se mide el voltaje, vo ltaje, aplicando la ley de Ohms se calcula el amperaje am peraje (I=V/R). Pero cuidado con la disipación de calor! Si la r esistencia se
rompe el voltaje subirá mucho, tienes que proteger la entrada del micro ante valores superiores a 5v, y protegerlo del calor que pueda disipar esa re sistencia. Se calcula muy bien el valor de potencia de la resistencia, y el valor en Ohms tiene que ser lo más bajo posible, porque un amperíme tro ideal tendría que tener 0 Ohms, para no alterar mucho el circuito que estas midiendo.
Voltímetro Un voltímetro mide la tensión entre dos puntos de un circuito, y con la electrónica digital actual, podemos realizar un verdadero voltímetro que podemos instalar en nuestra fuente de alimentación. Los voltímetros digitales funcionan mediante la conversión del valor analógico leído, a un valor digital mediante un convertidor analógico a digital (ADC). Nosotros vamos a utilizar un Arduino típico tiene varios de estos convertidores en él, con una precisión que será suficiente para este cometido, en este tutorial veremos cómo leer voltajes de e ntradas analógicas en Arduino y construir un voltímetro que mide voltajes (DC) en corriente continua.
Ohmetro El ohmetro es un instrumento que nos permite m edir la resistencia de un circuito electrico, la unida de medida es el ohm.
Materiales Para la elaboración de este Multímetro Digital con Arduino UNO se utilizara los siguientes materiales: - Placa virgen - Conectores o Jumper`s - Placa Arduino UNO - módulo blutooth - celular con android - regulador de voltaje 7805 - Cautín y estaño - Alicates de precisión, etc. - 6 Relay de 5v - 9 pulsadores - 9 leds - Resistencias 1 de
1 k[Ω]
- Resistencias 2 de
3.3 k[Ω]
- Resistencias 3 de
8.2 k[Ω]
- Resistencias 4 de
1 k[Ω]
- Resistencias 5 de
270 k[Ω]
- Resistencias 6 de
2.7 k[Ω]
- Resistencias 7 de
270 k[Ω]
- Resistencias 8 de
1 k[Ω]
- Resistencias 9 de
1 k[Ω]
- Resistencias 10 de
1 k[Ω]
- Resistencias 11 de
1 k[Ω]
- Resistencias 12 de
1 k[Ω]
- Resistencias 13 de
1 k[Ω]
- Resistencias 14 de
220[Ω]
- Resistencias 15 de
220[Ω]
- Resistencias 16 de
220[Ω]
- Resistencias 17 de
220[Ω]
- Resistencias 18 de
220[Ω]
- Resistencias 19 de
220[Ω]
- Resistencias 20 de
220[Ω]
- Resistencias 21 de
220[Ω]
- Resistencias 22 de
220[Ω]
- Resistencias 23 de
1k[Ω]
- Resistencias 24 de
1k [Ω]
- Resistencias 25 de
1k [Ω]
Metodo Experimental
- Para la elaboración de nuestro multimetro comenzaremos con los calculos para el ohmetro, voltimetro y amperimetro
Para voltímetro
Aux
V=I∗R = + = ∗ ∗ ∗ = ( + ) =
Para :
I=
= 5[]
∗ (
= ∗ = ∗ =
∗
∗ = = = ( ) = ( )
Para 10[] = 1 = 10[] = 5[]
=
( )
=
100 (10[ ] 5[ ]) 5[ ] = 1000
Para 20[] = 1 = 20[] = 5[]
=
=
( )
1000 (20[ ] 5[ ]) 5[ ]
= 3000 = 3 Como 3 no es un valor comercial entonces usaremos de 3,3 ya que es el mas aproximado a lo requerido. Entonces: = 3,3
Para 45[] = 1 = 45[] = 5[]
=
=
1000 5[]
( )
(45[] 5[])
= 8000 = 8 Como 8 no es un valor comercial entonces usaremos de 8,2 ya que es el mas aproximado a lo requerido. Entonces: = 8,2
¿Con que potencia necesitamos los resistores? Para 10 V
P=V∗I = + = = 20 + 5 = 15[] I=
R
=
+
=
10 1000 + 1000
= 5 []
= ∗ = 5[] ∗ 510−[ ] = Por tanto como usaremos de
1 40
[]
[ ] no es comercial
[ ] o
[ ] ya que son
de potencia mas aproximado a lo requerido.
Entonces: = [ ] o = [ ]
como los valores de = y como la I es la misma, entonces =
Entonces: = [] o = []
Para 20 V
P=V∗I I=
R
=
+
=
20 3300 + 1000
= 4,65 []
= + = = 20 + 5 = 15[] = ∗ = 15[ ] ∗ 4,6510−[ ] = 0,069[ ] Por tanto como 0,069 [] no es comercial usaremos de
[ ] o
[ ] ya que son de potencia mas aproximado
a lo requerido.
Entonces: = [ ] o = [ ]
= ∗ = 5[] ∗ 4,6510− [ ] = 0,023[ ]
Como el valor de 0,023 [] no es comercial usaremos de
[] o
[]
Entonces: = [] o = [] Para 45 V
P=V∗I I=
R
=
+
=
45 8200 + 1000
= 4,89 []
= + = = 45 + 5 = 40[] = ∗ = 40[] ∗ 4,8910−[ ] = 0,2[]
Entonces: = [ ] o = [ ]
= ∗ = 5[] ∗ 4,8910− [ ] = 0,024[ ]
Entonces: = [] o = [] Circuito para voltímetro:
OHMETRO
=
=
( )
∗
Para: 2400 = 2400 = 5[] = 0,5[] =?
=
2400 ∗ 0,5 50,5
= 267
Nota: como 267 no es comercial por tanto usaremos El valor más aproximado que sea comercial. Entonces: = 270
Para: 24000 = 24 = 24000 = 5[] = 0,5[] =?
=
24000 ∗ 0,5 50,5
= 2667
Nota: como 2667 no es comercial por tanto usaremos El valor más aproximado que sea comercial. Entonces: = 2,7 K
Para: 890 = 2000000 = 5[] = 0,5[] =?
=
890000 ∗ 0,5 50,5
= 98889
Nota: como 98889 no es comercial por tanto usaremos El valor más aproximado que sea comercial. Entonces: = 100 K
Circuito para óhmetro:
Diseño del ohmetro, voltimetro y amperimetro para el arduino.
- Después de los cálculos y nuestro diseño empezaremos a probar nuestro multímetro en un protoboard y a cargar los programas del amperímetro, óhmetro y voltímetro en el arduino para posteriormente ver los resultados que este nos da.
Resultados
Ahora se procede a realizar los cálculos con el Multímetro digital y el Multímetro con Arduino, para ver los respectivos errores en la medición, codificación o los diferentes factores que pueden afec tar una medición exacta.
Medición del voltaje Se medirá con una batería de 9 voltios, entre un multímetro digital y el multímetro con el arduino.
Medición del Amperímetro Para la medición del amperímetro, mediremos la intensidad de corriente con una batería de 9 voltios, los datos lo comprobamos de ambos Multímetros.
Medición del Óhmetro Para la medición del óhmetro se medirá una resistencia de 1.2 k[Ω] tanto con el multímetro digital y el multímetro con el arduino.
CONCLUSIONES Al terminar las diferentes mediciones se observa que nuestro multímetro con el arduino presenta una margen de error a comparación al multímetro digital. Y también se pudo observar que al realizar un multímetro con arduino es un poco complicado en la parte de programar, pero practicando y analizando más al detalle se puede mejorar este trabajo.
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