Ampermetar se koristi za mjerenje protoka struje kroz bilo koje opterećenje ili uređaj. Ovdje u ovom Arduino ampermetru objasnit ćemo mjerenje struje pomoću ohmovog zakona. Bit će prilično zanimljivo, kao i dobra primjena osnovne znanosti koju smo proučavali u školskim danima.
Svima nam je dobro poznat ohmov zakon, on kaže da je " razlika potencijala između dva pola ili terminala vodiča izravno proporcionalna količini struje koja prolazi kroz isti vodič " za konstantu proporcionalnosti koristimo otpor, pa ovdje dolazi jednadžba ohmovog zakona.
V = IR
- V = napon na vodiču u Volt (v).
- I = struja koja prolazi kroz vodič u Amperu (A).
- R = konstanta proporcionalnosti otpora u Ohm (Ω).
Da bismo pronašli trenutni prolazak kroz uređaj, samo preuredimo jednadžbu kao dolje, ili možemo izračunati pomoću ohmovog kalkulatora zakona.
I = V / R
Dakle, da bismo saznali trenutno, trebaju nam neki podaci:
- napon
- Otpornost
Izgradit ćemo serijski otpor zajedno s uređajem. Kako trebamo pronaći pad napona na uređaju, za to su nam potrebna očitanja napona prije i nakon pada napona, što je moguće u otporu zbog nepolarnosti.
Kao na gornjem dijagramu, i mi moramo pronaći dva napona koja teku preko otpora. Razlika između napona (V1-V2) na dva kraja otpornika daje nam pad napona na otporu (R) i pad napona dijelimo na vrijednost otpornika kroz koji dobivamo strujni tok (I) kroz uređaj. Na taj način možemo izračunati trenutnu vrijednost koja prolazi kroz nju, krenimo u praktičnu primjenu.
Potrebne komponente:
- Arduino Uno.
- Otpornik 22Ω.
- LCD 16x2.
- LED.
- 10K lonac.
- Breadboard.
- Multimetar.
- Džemper kabeli.
Kružni dijagram i veze:
Shematski dijagram Arduino ampermetar Projekt je sljedeći
Shematski dijagram prikazuje vezu Arduino Uno s LCD-om, otpornikom i LED-om. Arduino Uno izvor je napajanja svih ostalih komponenata.
Arduino ima analogne i digitalne igle. Krug senzora povezan je s analognim ulazima odakle dobivamo vrijednost napona. LCD je povezan s digitalnim iglama (7,8,9,10,11,12).
LCD ima 16 pinova, prva dva pina (VSS, VDD) i posljednja dva pina (Anode, Cathode) spojeni su na gnd i 5v. Pribadače za resetiranje (RS) i omogućavanje (E) spojene su na Arduino digitalne pinove 7 i 8. Podatkovne igle D4-D7 spojene su na digitalne pinove Arduina (9,10,11,12). V0 zatik je povezan sa srednjim zatičem lonca. Crvena i crna žica su 5v i gnd.
Strujni krug osjetnika:
Ovaj krug ampermetra sastoji se od otpora i LED kao opterećenje. Otpornik je serijski povezan s LED diodom koja struja prolazi kroz teret, a padovi napona određuju se iz otpornika. Terminali V1, V2 povezat će se s analognim ulazom Arduina.
U ADC-u Arduino koji pokriva napon u 10-bitne brojeve razlučivosti od 0-1023. Dakle, moramo ga prikriti u vrijednosti napona pomoću programiranja. Prije toga moramo znati minimalni napon koji ADC Arduino može otkriti, ta vrijednost iznosi 4,88mV. Množimo vrijednost iz ADC-a s 4,88mV i dobivamo stvarni napon u ADC-u. Ovdje saznajte više o ADC-u Arduino.
Izračuni:
Vrijednost napona iz ADC-a Arduino kreće se između 0-1023, a referentni napon između 0-5v.
Na primjer:
Vrijednost V1 = 710, V2 = 474 i R = 22Ω, razlika između napona je 236. Pretvaramo ga u napon množenjem s 0,00488, a zatim dobivamo 1,15v. Dakle, razlika napona je 1,15v, dijeljenjem s 22 ovdje dobivamo trenutnu vrijednost 0,005A. Ovdje smo koristili otpornik male vrijednosti 22 ohma kao trenutni senzor. Na ovaj način možemo mjeriti struju pomoću Arduina.
Arduino kôd:
Potpuni kod ampermetra za mjerenje struje zasnovan na arduinu dat je na kraju ovog članka.
Arduino programiranje gotovo je isto kao i programiranje c, prvo deklariramo datoteke zaglavlja. Datoteke zaglavlja pozivaju datoteku u spremištu, kao za izračun, vrijednosti napona dobivam pomoću funkcije analognog čitanja .
int voltage_value0 = analogRead (A0); int voltage_value1 = analogRead (A1);
Privremena varijabla float deklarirana je za zadržavanje vrijednosti napona poput float temp_val. Vrijednost se pomnoži s 0,00488 da bi se dobila stvarna razlika napona, a zatim se dijeli s vrijednošću otpora da bi se pronašao trenutni protok. 0,00488v je minimalni napon koji ADC Arduino može otkriti.
int subraction_value = (vrijednost_napona0 - vrijednost_napona1); plutajuće temp_val = (subraction_value * 0,00488); plutajuća tekuća_vrijednost = (temp_val / 22);
U nastavku pogledajte cijeli demonstracijski video, a također i Arduino digitalni voltmetar.