Istosmjerni voltmetarni krug zasnovan na Arduinu - detalji konstrukcije i ispitivanje

U ovom ćemo postu konstruirati istosmjerni voltmetar pomoću Arduina gdje su očitanja prikazana na LCD-u 16x2.

Predloženi dizajn voltmetra može očitavati do 30 V s tolerancijom od +/- 0,5 volta. Vidjet ćemo kako funkcionira ovo postavljanje i istražiti druge mogućnosti koje možemo postići osim mjerenja napona.

Ovaj je projekt prilično jednostavan, čak ga i početnici mogu postići s lakoćom, ali treba biti oprezan prilikom izrade prototipa kruga jer ćemo primijeniti vanjski napon, svako pogrešno povezivanje s Arduinom može dovesti do fatalnih oštećenja vaše ploče.

Neka upozorenje bude strana, istražimo kako funkcionira.

Ovdje koristimo analogni u digitalni postupak pretvorbe. Napon iz bilo kojeg izvora analogna je funkcija, očitanja prikazana na LCD-u 16x2 su digitalna funkcija.

Izazov je pretvoriti te analogne funkcije u digitalne. Srećom, Arduino ima funkcionalnost za čitanje analognih funkcija i njihovo pretvaranje u diskretne funkcije.

Arduino mikrokontroler opremljen 10-bitnim analogno-digitalnim pretvaračem (ADC). To znači da Arduino može očitati 2 ^ 10 = 1024 diskretne razine napona.

Drugim riječima, napon primijenjen na analogni pin Arduina uzorkuje se od 1024 diskretne razine napona s obzirom na referentni napon koji se uzorkovana vrijednost prikazuje na LCD-u. To je princip iza ovog voltmetra ili gotovo bilo kojeg digitalnog voltmetra.

Međutim, primijenjeni vanjski napon Arduino ne mjeri izravno. Napon se smanjuje pomoću razdjelnika napona, a u programu se vrši računanje kako bi se dobilo stvarno očitanje napona.

Kako radi

Krug se sastoji od dva otpora, jednog LCD zaslona i Arduina koji je mozak digitalnog voltmetra. Dva otpora djeluju kao razdjelnik napona, čvor razdjelnika spojen je na analogni pin # A0 Arduina, koji očitava ulazni napon. Uspostavljena je zemaljska veza između Arduina i vanjskog izvora napona.

Minimalni napon koji ovaj voltmetar može izmjeriti je 0,1 V, taj je prag postavljen u programu, tako da očitava 0,00 volt nakon odspajanja izvora napona i ne prikazuje očitanja zbog statičkog naboja oko mjerne sonde.

Autorski prototip:

Nemojte mijenjati polaritet dok mjerite napon, to neće štetiti krugu, ali ne očitava nikakav napon i prikazuje 0,00 V, sve dok ne ispravite polaritet. Podesite kontrast LCD zaslona na optimalnu razinu okretanjem potenciometra.

Pazite da ne primijenite bilo koji izvor napona koji bi mogao skočiti više od 30 V i mogao bi oštetiti vašu Arduino ploču. Tehnički možete povećati maksimalni mjerni napon ovog kruga promjenom vrijednosti otpora i modificiranjem programa, ali za ilustriranu postavku ograničenje je 30 V.

Za točno očitavanje odaberite fiksne otpore s minimalnom tolerancijskom vrijednošću, otpornici igraju važnu ulogu u kalibriranju očitanja napona.

Kružni dijagram:

Druga mogućnost ovog voltmetra je ta da možemo izmijeniti program za automatizaciju nekih zadataka.

Na primjer, otkrijte puni napon akumulatora i odvojite bateriju od punjača ili odvojite bateriju ako napon padne ispod unaprijed zadane razine napona i tako dalje, taj se zadatak može izvršiti čak i bez LCD zaslona. Međutim, ovo je predmet drugog 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---------//

Molimo provjerite očitanja dobrim voltmetrom / multimetrom.