Jednostavnim poznavanjem kruga Arduino i razdjelnika napona, možemo pretvoriti Arduino u digitalni voltmetar i možemo mjeriti ulazni napon pomoću Arduina i LCD zaslona 16x2.
Arduino ima nekoliko analognih ulaznih pinova koji se povezuju s analogno-digitalnim pretvaračem (ADC) unutar Arduina. Arduino ADC je deset-bitni pretvarač, znači da će se izlazna vrijednost kretati od 0 do 1023. Tu ćemo vrijednost dobiti uporabom funkcije analogRead () . Ako znate referentni napon, lako možete izračunati napon prisutan na analognom ulazu. Za izračunavanje ulaznog napona možemo koristiti krug djelitelja napona. Ovdje saznajte više o ADC-u u Arduinu.
Izmjereni napon prikazuje se na zaslonu s tekućim kristalima 16x2 (LCD). Također smo prikazali napon u serijskom monitoru Arduino IDE-a i potvrdili izmjereni napon pomoću Multimetra.
Potreban hardver:
- Arduino uno
- LCD 16x2 (zaslon s tekućim kristalima)
- Otpornik od 100 k ohma
- Otpornik od 10 k ohma
- Potenciometar od 10 k ohma
- ploča za kruh
- kratkospojne žice
Krug djelitelja napona:
Prije ulaska u ovaj krug Arduino voltmetra, razgovarajmo o krugu djelitelja napona.
Razdjelnik napona je otporni krug i prikazan je na slici. U ovoj otpornoj mreži imamo dva otpornika. Kao što je prikazano na slici, R1 i R2 koji imaju 10k i 100k ohma. Srednja točka grane uzima se za mjerenje kao anolog ulaz za Arduino. Pad napona na R2 naziva se Vout, to je podijeljeni napon našeg kruga.
Formule:
Koristeći poznatu vrijednost (dvije vrijednosti otpora R1, R2 i ulazni napon), u donjoj jednadžbi možemo zamijeniti izračun izlaznog napona.
Vout = Vin (R2 / R1 + R2)
Ova jednadžba navodi da je izlazni napon izravno proporcionalan ulaznom naponu i omjeru R1 i R2.
Primjenom ove jednadžbe u Arduino kodu može se lako izvesti ulazni napon. Arduino može izmjeriti samo ulazni napon istosmjerne struje od + 55v. Drugim riječima, pri mjerenju 55V, analogni pin Arduina bit će na svom maksimalnom naponu od 5V, tako da je sigurno mjeriti unutar te granice. Ovdje je vrijednost otpornika R2 i R1 postavljena na 100000 i 10000, odnosno u omjeru 100: 10.
Kružni dijagram i veze:
Priključak za ovaj Arduino digitalni voltmetar jednostavan je i prikazan je na shemi dolje:
Pin DB4, DB5, DB6, DB7, RS i EN LCD-a izravno su povezani s pinovima D4, D5, D6, D7, D8, D9 Arduino Uno
Središnja točka dva otpora R1 i R2, koja čine krug djelitelja napona, spojena je na Arduino pin A0. Dok su druga 2 kraja spojena na ulazni volt (napon koji se mjeri) i gnd.
Objašnjenje kodiranja:
Potpuni Arduino kôd za mjerenje istosmjernog napona dan je u donjem dijelu Koda. Kod je jednostavan i lako se može razumjeti.
Glavni dio koda je pretvoriti i preslikati zadani ulazni napon u prikazani izlazni napon uz pomoć gore navedene jednadžbe Vout = Vin (R2 / R1 + R2). Kao što je ranije spomenuto, Arduino ADC izlazna vrijednost kretat će se od 0 do 1023, a maksimalan izlazni napon Arduino je 5v, tako da moramo pomnožiti analogni ulaz na A0 do 5/1024 da bismo dobili stvarni napon.
void loop () {int analogvalue = analogRead (A0); temp = (analogna vrijednost * 5,0) / 1024,0; // FORMULA KORISTENA ZA PRETVARANJE NAPONA input_volt = temp / (r2 / (r1 + r2));
Ovdje smo prikazali izmjerenu vrijednost napona na LCD-u i serijskom monitoru Arduina. Dakle, ovdje se u kodu Serial.println koristi za ispis vrijednosti na serijskom monitoru, a lcd.print koristi se za ispis vrijednosti na LCD zaslonu 16x2.
Serial.print ("v ="); // ispisuje vrijednost napona u serijskom monitoru Serial.println (input_volt); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("Napon ="); // ispisuje vrijednost napona na LCD zaslonu lcd.print (input_voltage);
Na ovaj način možemo lako izračunati istosmjerni napon pomoću Arduina. Pogledajte video u nastavku za demonstraciju. Teško je izračunati izmjenični napon pomoću Arduina, to možete provjeriti ovdje.