Arduino pagrindu sukurta nuolatinės įtampos matuoklio grandinė - konstrukcijos detalės ir bandymai

Šiame įraše mes sukursime nuolatinės srovės voltmetrą naudodami „Arduino“, kur rodmenys rodomi 16x2 LCD ekrane.

Siūloma voltmetro konstrukcija gali parodyti iki 30 V, kai tolerancija +/- 0,5 voltai. Pažiūrėsime, kaip veikia ši sąranka, ir ištirsime kitas galimybes, kurias galime pasiekti, išskyrus įtampos matavimą.

Šis projektas yra gana paprastas, net pradedantieji gali lengvai pasiekti, tačiau prototipus gaminant grandinę reikia būti atsargiems, nes mes ketiname naudoti išorinę įtampą, bet koks neteisingas „Arduino“ prijungimas gali sukelti mirtiną žalą jūsų plokštei.

Tegul įspėjimas būna šalutinis, panagrinėkime, kaip jis veikia.

Čia mes naudojame analoginį į skaitmeninį konversijos procesą. Bet kurio šaltinio įtampa yra analoginė funkcija. 16x2 LCD ekrane rodomi rodmenys yra skaitmeninė funkcija.

Iššūkis yra konvertuoti tas analogines funkcijas į skaitmenines. Laimei, „Arduino“ turi funkcionalumą nuskaityti analogines funkcijas ir paversti jas atskiromis funkcijomis.

„Arduino“ mikrovaldiklis su 10 bitų analoginiu – skaitmeniniu keitikliu (ADC). Tai reiškia, kad „Arduino“ gali nuskaityti 2 ^ 10 = 1024 atskirus įtampos lygius.

Kitaip tariant, įtampa, naudojama „Arduino“ analoginiam kaiščiui, yra atrenkama 1024 atskirais įtampos lygiais, atsižvelgiant į etaloninę įtampą, kurios mėginio vertė bus rodoma LCD. Tai yra šio voltmetro ar beveik bet kokio skaitmeninio voltmetro principas.

Tačiau „Arduino“ tiesiogiai nematuoja pritaikytos išorinės įtampos. Įtampa mažinama naudojant įtampos daliklius, o programoje atliekama tam tikra matematika, siekiant gauti faktinį įtampos rodmenį.

Kaip tai veikia

Grandinę sudaro du rezistoriai, vienas LCD ekranas ir „Arduino“, kuris yra skaitmeninio voltmetro smegenys. Du rezistoriai veikia kaip įtampos daliklis, daliklio mazgas yra prijungtas prie „Arduino“ analoginio kaiščio # A0, kuris nuskaito įėjimo įtampą. Tarp „Arduino“ ir išorinio įtampos šaltinio yra nustatytas antžeminis ryšys.

Minimali įtampa, kurią galima išmatuoti šiuo voltmetru, yra 0,1 V, ši riba yra nustatyta programoje, kad atjungus įtampos šaltinį ji rodytų 0,00 voltų ir nerodytų rodmenų dėl statinio krūvio aplink matavimo zondą.

Autoriaus prototipas:

Nenukreipkite poliškumo, matuodami įtampą, tai nepakenks grandinei, tačiau ji nenuskaito jokios įtampos ir rodo 0,00 V, kol neištaisysite poliškumo. Reguliuokite LCD ekrano kontrastą iki optimalaus lygio sukdami potenciometrą.

Įsitikinkite, kad nenaudojate jokio įtampos šaltinio, kuris gali pakelti didesnę nei 30 V įtampą, tai gali sugadinti jūsų „Arduino“ plokštę. Techniškai galite padidinti maksimalią šios grandinės matavimo įtampą, pakeisdami rezistoriaus vertes ir modifikuodami programą, tačiau iliustruotoje sąrankoje 30 V yra riba.

Norėdami tiksliai nuskaityti, pasirinkite fiksuotus rezistorius su minimalia tolerancijos verte, rezistoriai vaidina svarbų vaidmenį kalibruojant įtampos rodmenis.

Grandinės schema:

Kita šio voltmetro galimybė yra ta, kad galime modifikuoti programą, kad automatizuotume kai kurias užduotis.

Pvz., Nustatykite visą akumuliatoriaus įtampą ir atjunkite akumuliatorių nuo įkroviklio arba atjunkite akumuliatorių, jei įtampa neviršija nustatyto įtampos lygio ir pan., Šią užduotį galima atlikti net ir be LCD ekrano. Tačiau tai yra kito straipsnio tema.

Programa:

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

Patikrinkite rodmenis geru voltmetru / multimetru.