Arduino bāzes DC voltmetra ķēde - konstrukcijas detaļas un testēšana

Šajā ziņojumā mēs izveidosim līdzstrāvas voltmetru, izmantojot Arduino, kur rādījumi tiek parādīti 16x2 LCD.

Piedāvātā voltmetra konstrukcija var nolasīt līdz 30 V ar pielaidi +/- 0,5 volti. Mēs redzēsim, kā šī iestatīšana darbojas, un izpētīsim citas iespējas, ko mēs varam paveikt, izņemot sprieguma mērīšanu.

Šis projekts ir diezgan vienkāršs, pat iesācēji to var paveikt bez grūtībām, taču ir jāpievērš uzmanība, prototipējot ķēdi, jo mēs izmantosim ārēju spriegumu, jebkura nepareiza savienošana ar Arduino var izraisīt nāvējošu kaitējumu jūsu dēlim.

Lai brīdinājums būtu puse, izpētīsim, kā tas darbojas.

Šeit mēs izmantojam analogo ciparu pārveidošanas procesu. Spriegums no jebkura avota ir analogā funkcija. 16x2 LCD displejā redzamie rādījumi ir digitāla funkcija.

Izaicinājums ir pārveidot šīs analogās funkcijas digitālajās funkcijās. Par laimi, Arduino ir funkcionalitāte, lai lasītu analogās funkcijas un pārveidotu tās par diskrētām funkcijām.

Arduino mikrokontrolleris, kas aprīkots ar 10 bitu analogo ciparu pārveidotāju (ADC). Tas nozīmē, ka Arduino var nolasīt 2 ^ 10 = 1024 diskrētos sprieguma līmeņus.

Citiem vārdiem sakot, spriegumam, kas piemērots Arduino analogajai tapai, tiek ņemti 1024 diskrēti sprieguma līmeņi attiecībā pret atskaites spriegumu, kura parauga vērtība tiek parādīta LCD. Šis ir šī voltmetra vai gandrīz jebkura digitālā voltmetra princips.

Tomēr pielietoto ārējo spriegumu Arduino tieši nemēra. Spriegums tiek pazemināts, izmantojot sprieguma dalītājus, un programmā tiek veikta matemātika, lai iegūtu faktisko sprieguma nolasījumu.

Kā tas strādā

Shēma sastāv no diviem rezistoriem, viena LCD displeja un Arduino, kas ir digitālā voltmetra smadzenes. Abi rezistori darbojas kā sprieguma dalītājs, dalītāja mezgls ir savienots ar Arduino analogo tapu # A0, kas nolasa ieejas spriegumu. Starp Arduino un ārējo sprieguma avotu ir izveidots zemes savienojums.

Minimālais spriegums, ko var izmērīt ar šo voltmetru, ir 0,1 V, šis slieksnis ir noteikts programmā, lai pēc sprieguma avota atvienošanas tas rādītu 0,00 voltu un neparādītu rādījumus statiskā lādiņa dēļ ap mērīšanas zondi.

Autora prototips:

Mērot spriegumu, nemainiet polaritāti, tas nekaitēs ķēdei, bet tas nelasa spriegumu un parāda 0,00 V, kamēr nav izlabota polaritāte. Noregulējiet LCD displeja kontrastu līdz optimālajam līmenim, pagriežot potenciometru.

Pārliecinieties, ka nelietojat nevienu sprieguma avotu, kura smaile varētu pārsniegt 30 V, tas var sabojāt jūsu Arduino dēli. Tehniski jūs varat saspiest šīs ķēdes maksimālo mērīšanas spriegumu, mainot rezistora vērtības un modificējot programmu, taču ilustrētajam iestatījumam 30 V ir ierobežojums.

Precīzai nolasīšanai izvēlieties fiksētus rezistorus ar minimālu pielaides vērtību, rezistoriem ir svarīga loma sprieguma rādījuma kalibrēšanā.

Ķēdes shēma:

Otra šī voltmetra iespēja ir tāda, ka mēs varam modificēt programmu, lai automatizētu dažus uzdevumus.

Piemēram, atklājiet pilnu akumulatora spriegumu un atvienojiet akumulatoru no lādētāja vai atvienojiet akumulatoru, ja spriegums ir zemāks par iepriekš iestatīto sprieguma līmeni utt., Šos uzdevumus var veikt pat bez LCD displeja. Tomēr par to ir cits raksts.

Programma:

//--------Program developed by R.Girish---------//
#include
LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2)
int analogInput = 0
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000
float R2 = 10000
int value = 0
void setup()
{
pinMode(analogInput, INPUT)
lcd.begin(16, 2)
lcd.print('DC VOLTMETER')
Serial.begin(9600)
}
void loop()
{
value = analogRead(analogInput)
vout = (value * 5.0) / 1024
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin<0.10) {
vin=0.0
}
lcd.setCursor(0, 1)
lcd.print('INPUT V= ')
lcd.print(vin)
delay(500)
}
//--------Program developed by R.Girish---------//

Lūdzu, pārbaudiet rādījumus ar labu voltmetru / multimetru.