Тестер диодов с использованием MATLAB на базе GUI | Проект электроники

Тестирование цифровой или аналоговой электроники В системах обычно требуется подать набор тестовых стимулов на входы тестируемого устройства (DUT) и проанализировать выходные ответы с помощью анализатора ответов. Если ИУ генерирует правильный выходной отклик (также называемый золотым откликом) для всех входных стимулов, ИУ считается безошибочным. Те тестируемые устройства, которые не соответствуют золотому ответу, считаются неисправными или дефектными. Блок-схема проведения тестирования ИУ представлена на рис. 1.

В этом проекте представлено тестирование кремниевого диода с использованием подхода графического пользовательского интерфейса на основе MATLAB (GUI). Arduino действует как генератор тестовых стимулов для диода, который является тестируемым устройством. GUI инициирует связь с Arduino и обеспечивает удобный и интерактивный подход для проведения этого теста. Исходная программа MATLAB (diode_test.m) действует как анализатор ответа и отображает результаты теста на передней панели GUI.

Авторский прототип диодного тестера и лицевая панель GUI на базе MATLAB показаны на рисунках 2 и 3 соответственно.

Цепь и работа

Принципиальная схема тестера диодов показана на рис. 4. Для хорошего практического кремниевого диода с p-n переходом прямое падение напряжения составляет около 0,7 В. Диод с p-n переходом проводит ток только в одном направлении. В прямосмещенном состоянии диод действует как путь с очень низким сопротивлением; в состоянии обратного смещения он действует как путь с очень высоким сопротивлением (в идеале бесконечный).
Неисправности диода могут быть двух типов: короткое замыкание или обрыв. В этом проекте мы проверяем, исправен ли диод или неисправен. Кроме того, на GUI также отображается тип неисправности (обрыв цепи или короткое замыкание).

Программное обеспечение

В этом проекте используются два разных программных инструмента: Arduino IDE и MATLAB. Следуйте инструкциям ниже, чтобы установить оба программного обеспечения:

Для программирования Arduino Uno мы используем Arduino IDE. Последнюю версию IDE можно бесплатно загрузить с официального сайта Arduino. После загрузки Arduino IDE установите его. Обратите внимание на каталог установки Arduino IDE.

Загрузите пакет Legacy MATLAB и Simulink Support для Arduino с веб-сайта MathWorks. Извлеките сжатую папку с именем ArduinoIO. Из папки ArduinoIO скопируйте папку pde и вставьте ее в C:\Program Files (или Program files x86)\Arduino\libraries. (Путь может отличаться в зависимости от каталога установки IDE.) После вставки папки pde в правильное место откройте Arduino IDE. Если вы вставили папку в правильное место, вы найдете ее в разделе «Файл» → «Примеры» → pde. Откройте код из меню «Файл» → «Примеры» → «pde» → «adioes».

Подключите плату Arduino Uno к компьютеру. В диспетчере устройств обратите внимание на COM-порт, на котором установлена ​​плата Arduino Uno. В меню «Инструменты» в Arduino IDE выберите плату как Arduino Uno и выберите номер COM-порта, указанный ранее. Загрузите код adioes на плату Arduino Uno, выбрав «Загрузить» в IDE.

Скопируйте все содержимое извлеченной папки ArduinoIO в папку «Мои документы» (для ПК с Windows).

Наша прикладная программа GUI была разработана в версии MATLAB R2014a. После установки этой версии MATLAB на ваш компьютер откройте файл install_arduino.m, находящийся в папке ArduinoIO. Теперь запустите файл install_arduino.m. Этот код правильно установит и сохранит путь к пакету поддержки Arduino.

Откройте файл исходного кода этого проекта под названием diode_test.m. Отредактируйте строку a=arduino('COM19'), заменив 19 номером COM-порта вашего компьютера, на котором установлена ​​плата Arduino Uno. Выберите Connect на GUI, чтобы соединить Arduino с MATLAB. После успешного подключения правильно подключите диод (в данном случае case, 1N4007), как показано на рис. 4. Нажмите «Тест». Если диод в хорошем состоянии, на экране GUI отобразится сообщение «Диод в порядке». Если он неисправен, на экране GUI отобразится тип неисправности: короткозамкнутый диод или разомкнутый диод. Нажмите «Отключить», чтобы завершить тестовый сеанс.

Шибенду Махата — магистр технических наук (золотой медалист) в области приборостроения и электроники Университета Джадавпура. В настоящее время он получает докторскую степень в NIT, Дургапур. Его интересуют встроенные системы обработки сигналов и управления процессами реального времени на базе MCU

Сайкат Патра увлечен электроникой и встраиваемыми системными приложениями на основе MCU