Merjenje napetosti z uporabo Arduina: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Merjenje napetosti je precej enostavno z uporabo katerega koli mikrokrmilnika v primerjavi z merjenjem toka. Merjenje napetosti je potrebno, če delate z baterijami ali če želite sami izdelati nastavljiv napajalnik. Čeprav ta metoda velja za kateri koli uC, v tej vadnici pa se bomo naučili meriti napetost z uporabo Arduina.

Na trgu so na voljo senzorji napetosti. Ali jih res potrebujete? Pa ugotovimo!

1. korak: Osnove

Mikrokrmilnik ne more neposredno razumeti analogne napetosti. Zato moramo na kratko uporabiti analogno -digitalni pretvornik ali ADC. Atmega328, ki je možgani Arduino Uno, ima 6-kanalni (označeni kot A0 do A5), 10-bitni ADC. To pomeni, da bo preslikal vhodne napetosti od 0 do 5V v celoštevilčne vrednosti od 0 do (2^10-1), to je enako 1023, kar daje ločljivost 4,9 mV na enoto. 0 bo ustrezalo 0V, 1 do 4.9mV, 2 do 9.8mV in tako naprej do 1023.

2. korak: Merjenje 0-5V

Najprej bomo videli, kako izmeriti napetost z največjo napetostjo 5 V. To je zelo enostavno, saj posebne spremembe niso potrebne. Za simulacijo spreminjajoče se napetosti bomo uporabili potenciometer, katerega srednji zatič je priključen na katerega koli od 6 kanalov. Zdaj bomo napisali kodo za branje vrednosti iz ADC -ja in jih pretvorili nazaj v koristne odčitke napetosti.

Branje analognega zatiča A0

value = analogRead (A0);

Zdaj spremenljivka "vrednost" vsebuje vrednost med 0 in 1023, odvisno od napetosti.

napetost = vrednost * 5,0/1023;

Dobljeno vrednost zdaj pomnožimo z ločljivostjo (5/1023 = 4,9 mV na enoto), da dobimo dejansko napetost.

In končno, izmerjeno napetost prikažite na serijskem monitorju.

Serial.print ("Napetost =");

Serial.println (napetost);

3. korak: Merjenje napetosti nad 5V

Toda problem nastane, ko merjena napetost preseže 5 voltov. To je mogoče rešiti z vezjem delilnika napetosti, ki je sestavljeno iz 2 zaporedno povezanih uporov, kot je prikazano. En konec te serijske povezave je priključen na merjeno napetost (Vm), drugi konec pa na ozemljitev. Na stiku dveh uporov se bo pojavila napetost (V1), sorazmerna z izmerjeno napetostjo. Ta priključek lahko nato priključite na analogni pin Arduina. Napetost lahko ugotovite s to formulo.

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

Napetost V1 nato izmeri Arduino.

4. korak: Izdelava razdelilnika napetosti

Zdaj za izdelavo tega delilnika napetosti moramo najprej ugotoviti vrednosti uporov. Za izračun vrednosti uporov sledite tem korakom.

1. Določite največjo napetost, ki jo želite izmeriti.
2. Odločite se za primerno in standardno vrednost za R1 v kilo-ohmskem območju.
3. Z uporabo formule izračunajte R2.
4. Če vrednost R2 ni (ali blizu) standardne vrednosti, spremenite R1 in ponovite zgornje korake.
5. Ker Arduino zmore največ 5V, je V1 = 5V.

Naj bo na primer merjena največja napetost (Vm) 12V in R1 = 47 kilo-ohmov. Nato se po formuli R2 izkaže, da je enaka 33k.

Zdaj zgradite vezje delilnika napetosti s temi upori.

S to nastavitvijo imamo zdaj zgornjo in spodnjo mejo. Za Vm = 12V dobimo V1 = 5V in za Vm = 0V dobimo V1 = 0V. To pomeni, da bo za 0 do 12 V pri Vm obstajala sorazmerna napetost od 0 do 5 V pri V1, ki se lahko nato napaja v Arduino kot prej.

5. korak: Odčitavanje napetosti

Z rahlo spremembo kode lahko zdaj merimo od 0 do 12V.

Analogna vrednost se bere kot prej. Nato z isto formulo, ki smo jo omenili prej, izmerimo napetost med 0 in 12V.

value = analogRead (A0);

napetost = vrednost * (5,0/1023) * ((R1 + R2)/R2);

Splošno na voljo moduli senzorja napetosti niso nič drugega kot vezje delilnika napetosti. Ti so ocenjeni za 0 do 25V s 30 kiloohmskimi in 7,5 kilo-ohmskimi upori.

Torej, zakaj KUPITI, ko lahko DIY!

Hvala, ker ste vztrajali do konca. Upam, da bi vam ta vadnica pomagala.

Naročite se na moj YouTube kanal za več prihajajočih projektov in vaj. Hvala še enkrat!