使用Arduino和LM317制作一个低电阻表

　　如果您是像我这样的制造商并在网上寻找一些有趣的项目，那么毫欧表是您可以制作的一件简单而有用的东西。该电路的基本原理是基于恒流源，我们在之前的一篇文章中已经介绍过。毫欧表是一种设备，可用于确定小电阻的值、PCB 走线的电阻，如果您了解专有技术，则可以使用它来找出 PCB 中的短路。

　　互联网上有很多毫欧表和低电阻表电路，但今天我们将使用 Arduino 和流行的 LM317 线性稳压器 IC 制作一个非常简单的低电阻表，它不仅可靠而且提供了一个准确的测量。W 还将在 OLED 显示屏上显示信息，最后，我们将对我们的电路进行性能测试。在我们的测试中，该电路不仅准确，而且范围也不错。我们能够非常准确地测量 0.05R 到 22R。所以事不宜迟，让我们开始吧。

　　什么是毫欧表，它是如何工作的？

　　正如我们之前所讨论的，毫欧表是一种用于测量低电阻的设备，如果您问为什么测量低电阻很重要，让我告诉您它可以用于许多不同类型的应用，而不是测量反抗。一个例子可能是；假设您的电路板显示电源部分短路，大多数情况下，问题可能是电容器损坏。如果您可以使用低电阻表，您可以检查电路板的不同部分，以查明电阻最低的特定区域，然后您可以从那里开始调试。这是一个简单的例子，如果你想你可以做的不仅仅是这个。

　　电阻可以定义为阻碍电子流动的成分；电阻的单位是欧姆。毫欧表是一种非常简单的仪器，用于测量未知/低值电阻。市场上有许多欧姆表，它们可以测量各种电阻，但这些仪表有一个共同点，一开始它们非常昂贵。

　　我们的毫欧表根据欧姆定律工作。工作原理和电路很简单，从标题就知道了，我们要用一个Arduino来处理电流信息，但是Arduino不知道如何测量电流，它只知道如何测量电压，要将电流值转换为电压值，我们将结合欧姆定律使用恒流源，并且我们将使用流行的LM317 稳压器作为恒流源。

　　构建基于 Arduino 的低电阻表所需的组件

　　您需要一些组件来构建这个项目，因为它们非常通用，您可以在当地的爱好商店中找到所有这些组件。下面给出了具有值的组件列表。

　　Arduino 纳米 - 1

　　LM317T - 1

　　128 X 64 OLED - 1

　　10 R 电阻 - 1

　　测试电阻器

　　基于 Arduino 的低电阻表示意图

　　基于 Arduino 的低电阻表的完整电路图如下所示。

　　该电路的连接图和工作原理非常简单，如上图所示，我们有一个Arduino Nano负责数据采集、计算和处理。我们有一个 OLED 显示屏，可以显示计算出的电阻值。最后，我们使用的是恒流源 LM317T。通过恒流源和一点欧姆定律，我们可以很容易地计算出电阻值。

　　在原理图中，您可以看到用于计算 LM317 稳压器 IC 的电流限制的公式。您还可以在原理图中看到，我们在电路中使用了一个 10R 电阻器来计算 0.125A 或 125mA 的恒定电流。现在，由于我们有电流值，我们只需将其除以电压即可得到电阻 V=IR，因此 R =V/I，我们将得到电阻。

代码：基于 Arduino 的低电阻表

此项目中使用的完整代码可在此页面底部找到。添加所需的头文件和源文件后，应该可以直接编译Arduino代码了。您可以从下面给出的链接下载库，或者您可以使用板管理器方法安装库。

下载 Adafruit 的 SSD1306 OLED 库

代码非常简单，如下所示。我们首先包含所有必需的库。由于我们使用的是 OLED 显示器，所以我们必须包含 SSD1306 库和 Wire 库，SSD1306 库使用 Wire 库。

 

#include 
#include  // OLED 线库

 

接下来，我们将定义显示器的屏幕宽度和屏幕高度。此外，我们将定义 LM317 稳压器 IC 的电阻值和参考值。这是必需的，因为我们将使用这些值计算恒定电流。一旦我们这样做，我们将定义平均 ADC 值所需的所有必要变量。此外，我们将声明引脚号和其他变量。

 

常量 int numReadings = 50; // 用于平均/我们将取 50 个样本并平均得到 ADC 值
整数读数[numReadings]；// 存储来自模拟输入的读数
int readIndex = 0; // 当前读数的索引
整数 = 0; // 运行总和
int ADC平均值 = 0; // 平均值
浮动R；// 存储电阻值
整数输入引脚 = A0；// A0 被选为输入

 

接下来，我们为 SSD1306 显示器创建一个实例并传入线对象。

 

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

 

接下来，在 setup() 部分，我们将初始化显示并检查显示是否可用。我们在 if 语句的帮助下做到这一点。如果显示可用，我们继续执行我们的代码，否则我们打印一个错误语句。

 

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

 

接下来，我们设置 OLED 显示屏的文本颜色，如果不设置，则显示屏可能会显示黑色段。然后我们在display.setRotation(2)方法的帮助下旋转显示，因为这是这个项目的要求。 完成后，我们定义 for 循环。在 for 循环中，我们将数组的所有元素初始化为零。这很重要，因为数组中可能存在垃圾值，这可能会在我们的计算中引入错误。

 

display.setTextColor（白色）；//设置液晶颜色
  display.setRotation(2); // 它有模式 1,2,3,4
  //
  for (int thisReading = 0; thisReading < numReadings; thisReading++) {
    读数[thisReading] = 0;
  }
延迟（500）；
}

 

接下来，我们有我们的循环（）部分。在本节中，我们将进行平均 ADC 值所需的所有必要计算，以平滑输出 ADC 读数。您在下面看到的代码用于平均 ADC 值。

 

总计 = 总计 - 读数 [readIndex]；//减去最后一个读数：
 读数[readIndex] = 模拟读数（输入引脚）；// 从传感器读取：
  总计 = 总计 + 读数[readIndex]；// 将读数加到总数中：
  读取索引 = 读取索引 + 1；// 前进到数组中的下一个位置：
  if (readIndex >= numReadings) {
    // 如果我们在数组的末尾...
    // ...绕到开头：
    读取索引 = 0;
  }

 

一旦 ADC 值被平均，我们打印平均值仅用于调试。接下来，我们将 ADC 值转换为电压值，因为这是计算所需的。此后，我们打印电压值进行调试。一旦我们有了电压，我们就知道我们的电流值是固定的。现在，在欧姆定律的帮助下，我们计算电阻值并将其打印在串行监视器窗口中。此外，我们在 OLED 显示屏上打印这些值。

 

ADCaverage = 总数 / numReadings；// 计算平均值：
  Serial.print("AVG:");
  Serial.print(ADCaverage);
  浮动电压 = ADCaverage * (5.0 / 1024.0)；// 将 ADCaverage 转换为电压
  序列号.print("\t\t"); // 给我一点TAb好吗
  Serial.print（电压，3）；// 将电压打印到串行监视器
  Serial.print(" \t \t");// 再给我一个小TAb好吗
  R = 电压 / (LM317_REF / LM317_Resistance)；
  Serial.print("阻力：");
  序列号.println(R);
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(10, 10);
  显示.打印（R，3）；
  display.print("R");
  显示.显示（）；
  延迟（50）；

 

　　这标志着我们编码过程的结束，现在我们可以开始测试我们的仪表了。

　　基于 Arduino 的低电阻表的测试

　　为了测试该电路，使用了以下设置。该设置是在面包板上进行的，仅用于测试目的，强烈建议将此电路制作在合适的 PCB 板上。

　　正如您在图片中看到的那样，我们在面包板上制作了电路，因为它是一个测试电路，结果证明这是一个坏主意，因为接触电阻和阻抗对电路造成了很大的影响。这就是为什么在最后一刻，我们决定直接在电路板上焊接一些电线，我们还将10R电阻和鳄鱼夹的电线直接焊接到LM317 IC本身上。

　　完成后，我们用这个仪表测量了一些电阻并观察了结果，结果非常好。正如您在上图中所看到的，该值非常准确。

　　为了验证结果，我们决定在 MECHO 450B+ 万用表的帮助下再次测试电路，结果非常糟糕。万用表给了我们非常奇怪的值，可能是一个错误。为了验证，我们再次测试了不同的电阻值，结果几乎相同。在这一点上，我们确信 Meco 万用表无法测量如此低的电阻值。您可以查看描述中的视频以获取更多详细信息。

　　进一步增强

　　这个电路并不完美，还有很大的改进空间。首先，电路需要在穿孔板或一块PCB板上，否则我们会遇到各种各样的问题。我们使用 LM317 IC 制作了恒流源，可以升级为专门为此目的设计的特定恒流源。我们使用公差为 5% 的电阻，但使用公差为 1% 或更低的电阻会大大改善结果。

#include
#include // OLED 线库
#define SCREEN_WIDATA_PINH 128 // OLED 显示宽度，以像素为单位
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED 显示高度，以像素为单位
#define LM317_REF 1.25
#define LM317_Resistance 10.1
常量 int numReadings = 50; // 用于平均/我们将取 50 个样本并平均得到 ADC 值
整数读数[numReadings]；//来自模拟输入的读数
int readIndex = 0; // 当前读数的索引
整数 = 0; // 运行总和
int ADC平均值 = 0; // 平均值
浮动R；
整数输入引脚 = A0；
Adafruit_SSD1306 显示（SCREEN_WIDATA_PINH，SCREEN_HEIGHT，&Wire，-1）；
无效设置（）{
// 把你的设置代码放在这里，运行一次：
序列号.开始（9600）；
if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) { // 地址 0x3D 为 128x64
Serial.println(F("SSD1306 分配失败"));
为了 （;;）;
}
display.setTextColor（白色）；//设置液晶颜色
display.setRotation(2); // 它有模式 1,2,3,4
//
for (int thisReading = 0; thisReading < numReadings; thisReading++) {
读数[thisReading] = 0;
}
延迟（500）；
}
无效循环（）{
总计 = 总计 - 读数 [readIndex]；//减去最后一个读数：
读数[readIndex] = 模拟读数（输入引脚）；// 从传感器读取：
总计 = 总计 + 读数[readIndex]；// 将读数加到总数中：
读取索引 = 读取索引 + 1；// 前进到数组中的下一个位置：
if (readIndex >= numReadings) {
// 如果我们在数组的末尾...
// ...绕到开头：
读取索引 = 0;
}
ADCaverage = 总数 / numReadings；// 计算平均值：
Serial.print("AVG:");
Serial.print(ADCaverage);
浮动电压 = ADCaverage * (5.0 / 1024.0)；// 转换 ADCaverage t0 电压
序列号.print("\t\t"); // 给我一点TAb好吗
Serial.print（电压，3）；// 将电压打印到串行监视器
Serial.print(" \t \t");// 再给我一个小TAb好吗
R = 电压 / (LM317_REF / LM317_Resistance)；
Serial.print("阻力：");
序列号.println(R);
display.clearDisplay();
display.setTextSize(2);
display.setCursor(10, 10);
显示.打印（R，3）；
display.print("R");
显示.显示（）；
延迟（50）；
}