Струјни круг волтметра заснован на Ардуину - детаљи конструкције и испитивање

У овом посту ћемо конструисати једносмерни волтметар користећи Ардуино где су очитавања приказана на ЛЦД екрану од 16к2.

Предложени дизајн волтметра може очитавати до 30В са толеранцијом од +/- 0,5 волта. Видећемо како ово подешавање функционише и истражићемо друге могућности које можемо постићи осим мерења напона.

Овај пројекат је прилично једноставан, чак и почетници то могу постићи с лакоћом, али мора бити пажљив приликом израде прототипа кола, јер ћемо применити спољни напон, свако погрешно повезивање са Ардуином може довести до фаталних оштећења ваше плоче.

Нека упозорење буде страна, истражимо како функционише.

Овде користимо поступак аналогне у дигиталну конверзију. Напон из било ког извора је аналогна функција, очитања приказана на ЛЦД-у 16к2 су дигитална функција.

Изазов је претварање тих аналогних функција у дигиталне. Срећом, Ардуино има функционалност за читање аналогних функција и њихово претварање у дискретне функције.

Ардуино микроконтролер опремљен 10-битним аналогно-дигиталним претварачем (АДЦ). То значи да Ардуино може очитати 2 ^ 10 = 1024 дискретних нивоа напона.

Другим речима, напон примењен на аналогни пин Ардуина узоркује се од 1024 дискретних нивоа напона у односу на референтни напон који се узоркована вредност приказује на ЛЦД-у. Ово је принцип иза овог волтметра или готово било ког дигиталног волтметра.

Међутим, примењени спољни напон Ардуино не мери директно. Напон се смањује помоћу делитеља напона и у програму се врши рачунање како би се добило стварно очитавање напона.

Како то ради

Коло се састоји од два отпорника, једног ЛЦД екрана и Ардуина који је мозак дигиталног волтметра. Два отпорника делују као делилац напона, чвор деливача повезан је на аналогни пин # А0 Ардуина, који очитава улазни напон. Успостављена је земаљска веза између Ардуина и спољног извора напона.

Минимални напон који може мерити овај волтметар је 0,1 В, овај праг је подешен у програму, тако да очитава 0,00 волти након одспајања извора напона и не приказује очитавања због статичког наелектрисања око мерне сонде.

Ауторски прототип:

Не мењајте поларитет док мерите напон, то неће оштетити коло, али не очитава никакав напон и приказује 0,00 В, све док не исправите поларитет. Подесите контраст ЛЦД екрана на оптимални ниво окретањем потенциометра.

Уверите се да не примените ниједан извор напона који може да пређе више од 30 В и може оштетити вашу Ардуино плочу. Технички можете повећати максимални мерни напон овог кола променом вредности отпорника и модификовањем програма, али за илустровану поставку је ограничење од 30 В.

За тачно очитавање одаберите фиксне отпорнике са минималном толеранцијом, отпорници играју важну улогу у калибрацији очитања напона.

Шема кола:

Друга могућност овог волтметра је та што можемо да модификујемо програм тако да аутоматизује неке задатке.

На пример, детектујте пуни напон акумулатора и ископчајте батерију из пуњача или ископчајте батерију ако напон падне испод унапред подешеног нивоа напона и тако даље, овај задатак се може извршити чак и без ЛЦД екрана. Међутим, ово је предмет другог чланка.

Програм:

//--------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---------//

Молимо провјерите очитања добрим волтметром / мултиметром.