Pinge mõõtmine Arduino abil: 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Pinge mõõtmine on voolu mõõtmisega võrreldes üsna lihtne mis tahes mikrokontrolleri abil. Pingete mõõtmine on vajalik, kui töötate patareidega või soovite ise reguleeritavat toiteallikat teha. Kuigi see meetod kehtib mis tahes uC kohta, kuid selles õpetuses õpime, kuidas Arduino abil pinget mõõta.

Turul on saadaval pingeandurid. Aga kas teil on neid tõesti vaja? Uurime välja!

Samm: põhitõed

Mikrokontroller ei saa analoogpingest otse aru. Seetõttu peame lühidalt kasutama analoog -digitaalmuundurit või ADC -d. Atmega328, mis on Arduino Uno aju, on 6 kanaliga (tähistatud kui A0 kuni A5), 10-bitine ADC. See tähendab, et see kaardistab sisendpinged vahemikus 0 kuni 5 V täisarvudeks vahemikus 0 kuni (2^10-1), st võrdne 1023-ga, mis annab eraldusvõime 4,9 mV ühiku kohta. 0 vastab väärtusele 0V, 1 kuni 4,9 mv, 2 kuni 9,8 mV ja nii kuni 1023.

2. samm: mõõtmine 0-5V

Esiteks näeme, kuidas mõõta pinget maksimaalse pingega 5 V. See on väga lihtne, kuna ei vaja erilisi muudatusi. Erineva pinge simuleerimiseks kasutame potentsiomeetrit, mille keskmine tihvt on ühendatud ükskõik millise 6 kanaliga. Nüüd kirjutame koodi, et lugeda väärtusi ADC -st ja teisendada need tagasi kasulikeks pingenäideteks.

Analoogpistiku A0 lugemine

väärtus = analogRead (A0);

Nüüd sisaldab muutuja „väärtus” väärtust vahemikus 0–1023, sõltuvalt pingest.

pinge = väärtus * 5,0/1023;

Saadud väärtus korrutatakse nüüd eraldusvõimega (5/1023 = 4,9 mV ühiku kohta), et saada tegelik pinge.

Ja lõpuks, näidake jadamonitoril mõõdetud pinget.

Serial.print ("Pinge =");

Serial.println (pinge);

Samm: pinge mõõtmine üle 5 V

Kuid probleem tekib siis, kui mõõdetav pinge ületab 5 volti. Seda saab lahendada pingejaotusahela abil, mis koosneb kahest järjestikku ühendatud takistusest, nagu näidatud. Selle jadaühenduse üks ots on ühendatud mõõdetava pingega (Vm) ja teine ots maandusega. Kahe takisti ristmikul kuvatakse mõõdetud pingega võrdeline pinge (V1). Selle ristmiku saab seejärel ühendada Arduino analoogpistikuga. Pinge saab teada selle valemi abil.

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

Seejärel mõõdab Arduino pinget V1.

4. samm: pingejaguri ehitamine

Selle pingejaguri ehitamiseks peame kõigepealt välja selgitama takistite väärtused. Takistite väärtuse arvutamiseks järgige neid samme.

1. Määrake maksimaalne mõõdetav pinge.
2. Otsustage R1 jaoks sobiv ja standardne väärtus kilo-oomi vahemikus.
3. Arvutage valemi abil R2.
4. Kui R2 väärtus ei ole standardväärtus (või selle lähedal), muutke R1 ja korrake ülaltoodud samme.
5. Kuna Arduino saab hakkama maksimaalselt 5V, siis V1 = 5V.

Näiteks olgu maksimaalne mõõdetav pinge (Vm) 12V ja R1 = 47 kilo-oomi. Siis valemit R2 kasutades saab 33k.

Nüüd ehitage nende takistite abil pingejaguri ahel.

Selle seadistusega on meil nüüd ülemine ja alumine piir. Vm = 12V korral saame V1 = 5V ja Vm = 0V korral V1 = 0V. See tähendab, et 0 kuni 12 V Vm juures on V1 -l proportsionaalne pinge vahemikus 0 kuni 5 V, mida saab seejärel Arduinole sisestada nagu varem.

Samm: pinge lugemine

Koodi kergete muudatustega saame nüüd mõõta 0 kuni 12 V.

Analoogväärtust loetakse nagu varem. Seejärel mõõdetakse sama valemi abil pinget vahemikus 0 kuni 12 V.

väärtus = analogRead (A0);

pinge = väärtus * (5,0/1023) * ((R1 + R2)/R2);

Üldiselt saadaval olevad pingeandurimoodulid pole midagi muud kui lihtsalt pingejaotusahel. Nende võimsus on 0 kuni 25 V, 30 kilo oomi ja 7, 5 kilo oomi takistitega.

Niisiis, miks osta, kui saate ise teha!

Aitäh, et lõpuni vastu pidasid. Loodan, et see õpetus oleks teid aidanud.

Tellige minu YouTube'i kanal, et saada rohkem eelseisvaid projekte ja õpetusi. Tänan veel kord!