S jednoduchou znalosťou obvodu Arduino a Voltage Divider Circuit dokážeme z Arduina urobiť digitálny voltmetr a môžeme merať vstupné napätie pomocou Arduina a 16x2 LCD displeja.
Arduino má niekoľko analógových vstupných pinov, ktoré sa pripájajú k analógovo-digitálnemu prevodníkovi (ADC) vo vnútri Arduina. Arduino ADC je desaťbitový prevodník, čo znamená, že výstupná hodnota sa bude pohybovať od 0 do 1023. Túto hodnotu získame pomocou funkcie analogRead () . Ak poznáte referenčné napätie, môžete ľahko vypočítať napätie na analógovom vstupe. Na výpočet vstupného napätia môžeme použiť obvod deliča napätia. Viac informácií o ADC v Arduine sa dozviete tu.
Merané napätie je zobrazené na 16x2 displeji z tekutých kryštálov (LCD). Napätie sme zobrazili aj na Serial Monitoru Arduino IDE a namerané napätie potvrdili pomocou multimetra.
Požadovaný hardvér:
- Arduino uno
- 16 x 2 LCD (displej z tekutých kryštálov)
- 100 k ohmový odpor
- 10 k ohmový odpor
- 10 k ohm potenciometer
- nepájivá doska
- štartovacie vodiče
Obvod deliča napätia:
Pred vstupom do tohto obvodu voltmetra Arduino si povieme niečo o obvode deliča napätia.
Delič napätia je odporový obvod a je znázornený na obrázku. V tejto odporovej sieti máme dva odpory. Ako je znázornené na obrázku, R1 a R2 majú 10 k a 100 k ohmov. Stred vetvy sa prevedie na meranie ako anologický vstup do Arduina. Pokles napätia na R2 sa nazýva Vout, to je rozdelené napätie nášho obvodu.
Vzorce:
Pomocou známej hodnoty (dve hodnoty odporu R1, R2 a vstupné napätie) môžeme v nasledujúcej rovnici dosadiť výstupné napätie.
Vout = Vin (R2 / R1 + R2)
Táto rovnica uvádza, že výstupné napätie je priamo úmerné vstupnému napätiu a pomeru R1 a R2.
Aplikáciou tejto rovnice v kóde Arduino možno ľahko odvodiť vstupné napätie. Arduino dokáže merať iba vstupné napätie DC + 55 V. Inými slovami, pri meraní 55 V bude analógový kolík Arduino na maximálnom napätí 5 V, takže je bezpečné merať v rámci tohto limitu. Tu sú hodnoty rezistorov R2 a R1 nastavené na 100000 a 10 000, tj v pomere 100: 10.
Schéma zapojenia a zapojenia:
Pripojenie k tomuto digitálnemu voltmetru Arduino je jednoduché a je znázornené na schéme zapojenia nižšie:
Pin DB4, DB5, DB6, DB7, RS a EN na LCD displeji sú priamo pripojené k pinom D4, D5, D6, D7, D8, D9 spoločnosti Arduino Uno
Stredový bod dvoch rezistorov R1 a R2, ktorý vytvára obvod deliča napätia, je pripojený k pinu Arduino Pin A0. Zatiaľ čo ďalšie 2 konce sú pripojené k vstupnému voltu (napätie, ktoré sa má merať) a GND.
Vysvetlenie kódovania:
Celý Arduino kód na meranie jednosmerného napätia je uvedený v časti Kód nižšie. Kód je jednoduchý a dá sa ľahko pochopiť.
Hlavnou časťou kódu je prevod a zmapovanie daného vstupného napätia na zobrazené výstupné napätie pomocou vyššie uvedenej rovnice Vout = Vin (R2 / R1 + R2). Ako už bolo spomenuté, výstupná hodnota Arduino ADC sa bude pohybovať od 0 do 1023 a max. Výstupné napätie Arduino je 5 V, aby sme dostali skutočné napätie, musíme vynásobiť analógový vstup od A0 do 5/1024.
void loop () {int analogvalue = analogRead (A0); teplota = (analógová hodnota * 5,0) / 1024,0; // FORMULA POUŽITÁ NA PREVEDENIE NAPÄTIA input_volt = temp / (r2 / (r1 + r2));
Tu sme zobrazili nameranú hodnotu napätia na LCD a sériovom monitore Arduina. Takže tu v kóde sa Serial.println používa na tlač hodnôt na Serial monitore a lcd.print sa používa na tlač hodnôt na 16x2 LCD.
Serial.print ("v ="); // vypíše hodnotu napätia na sériovom monitore Serial.println (input_volt); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Napätie ="); // vypíše hodnotu napätia na LCD displej lcd.print (input_voltage);
Takto môžeme ľahko vypočítať jednosmerné napätie pomocou Arduina. Skontrolujte video na demonštrácii. Je ťažké vypočítať striedavé napätie pomocou Arduina, tu môžete skontrolovať to isté.