Feszültségmérés Arduino használatával: 5 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

A feszültség mérése minden mikrokontroller használatával meglehetősen egyszerű az áram méréséhez képest. A feszültség mérése szükségessé válik, ha elemekkel dolgozik, vagy saját állítható tápegységet szeretne készíteni. Bár ez a módszer minden uC -re vonatkozik, ebben az oktatóanyagban megtanuljuk, hogyan kell mérni a feszültséget az Arduino segítségével.

A piacon kaphatók feszültségérzékelők. De tényleg szükség van rájuk? Találjuk ki!

1. lépés: Alapok

A mikrokontroller nem érti közvetlenül az analóg feszültséget. Ezért röviden analóg -digitális átalakítót vagy ADC -t kell használnunk. Az Atmega328, amely az Arduino Uno agya, 6 csatornás (A0-tól A5-ig jelölve), 10 bites ADC. Ez azt jelenti, hogy a 0 és 5 V közötti bemeneti feszültségeket 0 és (2^10-1) közötti egész számokra fogja leképezni, azaz 1023-nak, ami egységnyi 4,9 mV felbontást eredményez. 0 0V, 1-4,9 mv, 2-9,8 mV és így tovább 1023 -ig.

2. lépés: 0-5V mérése

Először is megnézzük, hogyan mérjük a feszültséget legfeljebb 5 V feszültséggel. Ez nagyon egyszerű, mivel nincs szükség speciális módosításokra. A változó feszültség szimulálásához egy potenciométert fogunk használni, amelynek középső csapja a 6 csatorna bármelyikéhez van csatlakoztatva. Most megírjuk a kódot, hogy kiolvassa az értékeket az ADC -ből, és konvertálja vissza hasznos feszültségértékekké.

Az A0 analóg érintkező leolvasása

érték = analogRead (A0);

Most az "érték" változó a feszültségtől függően 0 és 1023 közötti értéket tartalmaz.

feszültség = érték * 5,0/1023;

A kapott értéket megszorozzuk a felbontással (5/1023 = 4,9 mV/egység), hogy megkapjuk a tényleges feszültséget.

Végül jelenítse meg a mért feszültséget a soros monitoron.

Serial.print ("Feszültség =");

Soros.println (feszültség);

3. lépés: A feszültség mérése 5V felett

De a probléma akkor merül fel, amikor a mérendő feszültség meghaladja az 5 voltot. Ez megoldható egy feszültségosztó áramkör használatával, amely 2 sorban csatlakoztatott ellenállásból áll, az ábrán látható módon. Ennek a soros csatlakozásnak az egyik vége a mérendő feszültséghez (Vm), a másik vége pedig a földhöz van csatlakoztatva. Két ellenállás találkozásánál megjelenik a mért feszültséggel arányos feszültség (V1). Ezt a csomópontot az Arduino analóg érintkezőjéhez lehet csatlakoztatni. A feszültséget ezen képlet segítségével lehet megállapítani.

V1 = Vm * (R2/(R1+R2))

A V1 feszültséget ezután az Arduino méri.

4. lépés: A feszültségosztó felépítése

Ennek a feszültségosztónak a felépítéséhez először meg kell találnunk az ellenállások értékeit. Kövesse ezeket a lépéseket az ellenállások értékének kiszámításához.

1. Határozza meg a mérni kívánt maximális feszültséget.
2. Határozza meg az R1 megfelelő és szabványos értékét kiló-ohmos tartományban.
3. Képlet segítségével számítsa ki az R2 értéket.
4. Ha az R2 értéke nem (vagy közel) a standard értékhez, módosítsa az R1 értéket, és ismételje meg a fenti lépéseket.
5. Mivel az Arduino maximum 5V -ot képes kezelni, V1 = 5V.

Például legyen a mérendő maximális feszültség (Vm) 12V és R1 = 47 kilo-ohm. Ekkor az R2 képlet használatával 33k egyenlő lesz.

Most építsen feszültségosztó áramkört ezekkel az ellenállásokkal.

Ezzel a beállítással most van felső és alsó korlátunk. Vm = 12V esetén V1 = 5V, Vm = 0V esetén V1 = 0V értéket kapunk. Vagyis 0–12 V -nál Vm -nél 0–5 V arányos feszültség lesz V1 -en, amelyet ezután az Arduino -hoz lehet táplálni, mint korábban.

5. lépés: A feszültség leolvasása

A kód enyhe módosításával most 0-12 V -ot tudunk mérni.

Az analóg értéket a korábbiak szerint olvassuk le. Ezután az előzőekben említett képlet segítségével mérjük a 0 és 12 V közötti feszültséget.

érték = analogRead (A0);

feszültség = érték * (5,0/1023) * ((R1 + R2)/R2);

Az általánosan elérhető feszültségérzékelő modulok nem más, mint egy feszültségosztó áramkör. Ezek 0 és 25 V között vannak, 30 kilométeres és 7,5 kilométeres ellenállással.

Szóval, Miért VÁSÁROLJ, ha barkácsolhatsz!

Köszönöm, hogy kitartottál a végéig. Remélem, hogy ez az oktatóanyag segített neked.

Iratkozz fel YouTube -csatornámra, ha további projekteket és oktatóanyagokat szeretnél látni. Köszönöm még egyszer!