Voltímetre digital arduino senzill

Amb un simple coneixement d’Arduino i del circuit divisor de tensió, podem convertir l’Arduino en voltímetre digital i mesurar la tensió d’entrada mitjançant Arduino i una pantalla LCD de 16x2.

Arduino té diversos pins d'entrada analògics que es connecten a un convertidor analògic a digital (ADC) dins de l'Arduino. L'Arduino ADC és un convertidor de deu bits, el que significa que el valor de sortida oscil·larà entre 0 i 1023. Obtenirem aquest valor mitjançant la funció analogRead () . Si coneixeu la tensió de referència, podeu calcular fàcilment la tensió present a l'entrada analògica. Podem utilitzar un circuit divisor de tensió per calcular la tensió d’entrada. Obteniu més informació sobre ADC a Arduino aquí.

El voltatge mesurat es mostra a la pantalla de cristall líquid (LCD) 16x2. També hem mostrat la tensió al monitor sèrie de l'IDE Arduino i hem confirmat la tensió mesurada mitjançant el multímetre.

Maquinari necessari:

• Arduino uno
• LCD de 16 x 2 (pantalla de cristall líquid)
• Resistència de 100 k ohm
• Resistència de 10 k ohm
• Potenciòmetre de 10 k ohmis
• taulell de pa
• cables de pont

Circuit divisor de tensió:

Abans d’entrar en aquest circuit de voltímetre Arduino, debatem sobre el circuit divisor de tensió.

El divisor de tensió és un circuit resistiu que es mostra a la figura. En aquesta xarxa resistiva tenim dues resistències. Com es mostra a la figura, R1 i R2, que són de 10k i 100k ohm. El punt mitjà de la branca es pren a mesura com a entrada d'anòleg a l'Arduino. La caiguda de tensió a través de R2 s’anomena Vout, que és la tensió dividida del nostre circuit.

Fórmules:

Utilitzant el valor conegut (dos valors de resistència R1, R2 i la tensió d’entrada), podem substituir a l’equació següent per calcular la tensió de sortida.

Vout = Vin (R2 / R1 + R2)

Aquesta equació estableix que la tensió de sortida és directament proporcional a la tensió d'entrada i la proporció de R1 i R2.

Aplicant aquesta equació al codi Arduino es pot derivar fàcilment la tensió d’entrada. Arduino només pot mesurar la tensió d’entrada de CC de + 55 v, és a dir, quan mesura 55 V, el pin analògic Arduino tindrà el voltatge màxim de 5 V, de manera que és segur mesurar-lo dins d’aquest límit. Aquí el valor de les resistències R2 i R1 s'estableix en 100000 i 10000, és a dir, en la proporció de 100: 10.

Diagrama de circuit i connexions:

La connexió d’aquest voltímetre digital Arduino és senzilla i es mostra al diagrama del circuit següent:

Els pins DB4, DB5, DB6, DB7, RS i EN de la pantalla LCD es connecten directament als pins D4, D5, D6, D7, D8, D9 d’Arduino Uno

El punt central de dues resistències R1 i R2, que fa el circuit divisor de tensió, està connectat al pin A0 d'Arduino. Mentre que els altres 2 extrems estan connectats a la tensió d'entrada (tensió a mesurar) i gnd.

Explicació de la codificació:

El codi Arduino complet per mesurar la tensió CC es dóna a la part del codi següent. El codi és senzill i es pot entendre fàcilment.

La part principal del codi és convertir i assignar la tensió d’entrada donada a la tensió de sortida visualitzada amb l’ajut de l’equació donada anteriorment Vout = Vin (R2 / R1 + R2). Com es va esmentar anteriorment, el valor de sortida Arduino ADC oscil·larà entre 0 i 1023 i el voltatge de sortida màxim Arduino és de 5v, de manera que hem de multiplicar l'entrada analògica a A0 a 5/1024 per obtenir la tensió real.

bucle buit () {int analogvalue = analogRead (A0); temp = (valor analògic * 5,0) / 1024,0; // FMRMULA QUE S'utilitza per convertir la tensió input_volt = temp / (r2 / (r1 + r2));

Aquí hem mostrat el valor de la tensió mesurada a la pantalla LCD i al monitor sèrie d’Arduino. Així doncs, aquí al codi Serial.println s’utilitza per imprimir els valors al monitor sèrie i lcd.print s’utilitza per imprimir els valors en un LCD 16x2.

Serial.print ("v ="); // imprimeix el valor de tensió al monitor sèrie Serial.println (input_volt); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Voltatge ="); // imprimeix el valor de la tensió a la pantalla LCD lcd.print (input_voltage);

Així és com podem calcular fàcilment la tensió de CC mitjançant Arduino. Consulteu el vídeo següent per obtenir una demostració. És difícil calcular la tensió de corrent altern mitjançant Arduino, podeu comprovar-ho aquí.