Enosmerni voltmetrski tokokrog na osnovi Arduina - konstrukcijske podrobnosti in preskušanje

V tem prispevku bomo izdelali enosmerni voltmeter z uporabo Arduina, kjer bodo odčitki prikazani na 16x2 LCD.

Predlagana zasnova voltmetra lahko odčitava do 30 V z dovoljenim odstopanjem +/- 0,5 volta. Bomo videli, kako deluje ta nastavitev, in raziskali druge možnosti, ki jih lahko dosežemo, razen merjenja napetosti.

Ta projekt je dokaj preprost, tudi začetniki ga lahko dosežejo z lahkoto, vendar je treba pri izdelavi prototipov vezja biti previden, saj bomo uporabili zunanjo napetost, vsaka napačna povezava z Arduinom lahko povzroči usodno škodo na vaši plošči.

Naj bo opozorilo stran, raziščimo, kako deluje.

Tu uporabljamo postopek pretvorbe analognega v digitalno. Napetost iz katerega koli vira je analogna funkcija, odčitki, prikazani na LCD 16x2, so digitalne funkcije.

Izziv je pretvorba teh analognih funkcij v digitalno funkcijo. Na srečo ima Arduino funkcionalnost za branje analognih funkcij in njihovo pretvorbo v diskretne funkcije.

Arduino mikrokrmilnik, opremljen z 10-bitnim analogno-digitalnim pretvornikom (ADC). To pomeni, da lahko Arduino bere 2 ^ 10 = 1024 diskretnih nivojev napetosti.

Z drugimi besedami, napetost, ki se uporabi na analognem zatiču Arduino, vzorči 1024 diskretnih nivojev napetosti glede na referenčno napetost, ki jo vzorčena vrednost prikaže na LCD-prikazovalniku. To je načelo tega voltmetra ali skoraj katerega koli digitalnega voltmetra.

Vendar uporabljene zunanje napetosti Arduino ne meri neposredno. Napetost se s pomočjo delilnikov napetosti zniža in v programu se opravi nekaj matematike, da dobimo dejansko odčitavanje napetosti.

Kako deluje

Vezje je sestavljeno iz dveh uporov, enega LCD zaslona in Arduina, ki je možgan digitalnega voltmetra. Upor deluje kot delilnik napetosti, vozlišče delilnika je povezano z analognim zatičem # A0 Arduina, ki bere vhodno napetost. Vzpostavljena je zemeljska povezava med Arduino in zunanjim napetostnim virom.

Najnižja napetost, ki jo lahko meri ta voltmeter, je 0,1 V, ta prag je nastavljen v programu, tako da po odklopu napetostnega vira odčita 0,00 voltov in ne prikaže odčitkov zaradi statičnega naboja okoli merilne sonde.

Avtorjev prototip:

Med merjenjem napetosti ne spreminjajte polarnosti, to ne bo škodilo vezju, vendar ne odčita napetosti in prikaže 0,00 V, dokler ne popravite polarnosti. Z zasukom potenciometra prilagodite kontrast LCD zaslona na optimalno raven.

Prepričajte se, da ne uporabljate nobenega napetostnega vira, ki bi lahko povzpel več kot 30 V, saj lahko poškoduje vašo ploščo Arduino. Tehnično lahko povečate največjo merilno napetost tega vezja s spreminjanjem vrednosti upora in spreminjanjem programa, vendar je za prikazano nastavitev 30 V mejna vrednost.

Za natančno odčitavanje izberite fiksne upore z minimalno tolerančno vrednostjo, upori imajo pomembno vlogo pri kalibraciji odčitka napetosti.

Shema vezja:

Druga možnost tega voltmetra je, da lahko program prilagodimo za avtomatizacijo nekaterih nalog.

Zaznajte na primer polno napetost akumulatorja in odklopite akumulator iz polnilnika ali odklopite akumulator, če napetost pade pod prednastavljeno raven napetosti in tako naprej, to nalogo lahko opravite tudi brez LCD zaslona. Vendar je to predmet drugega članka.

Program:

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

Prosimo, preverite odčitke z dobrim voltmetrom / multimetrom.