בעזרת ידע פשוט על Arduino ו- Circuit Divider Circuit, אנו יכולים להפוך את Arduino למד מתח דיגיטלי ונוכל למדוד את מתח הכניסה באמצעות Arduino ותצוגת LCD בגודל 16x2.
ל- Arduino מספר סיכות קלט אנלוגיות המתחברות לממיר אנלוגי לדיגיטלי (ADC) בתוך הארדואינו. ה- Arduino ADC הוא ממיר של עשרה סיביות, כלומר ערך הפלט ינוע בין 0 ל 1023. נקבל ערך זה באמצעות הפונקציה analogRead () . אם אתה יודע את מתח הייחוס אתה יכול בקלות לחשב את המתח הקיים בכניסה האנלוגית. אנו יכולים להשתמש במעגל מחלק המתח לחישוב מתח הכניסה. למידע נוסף על ADC בארדואינו כאן.
המתח שנמדד מוצג בתצוגה 16x2 נוזלי קריסטל (LCD). הצגנו גם את המתח ב- Monitor Serial של Arduino IDE ואישרנו את המתח הנמדד באמצעות Multimeter.
נדרש חומרה:
- ארדואינו אונו
- LCD 16x2 (תצוגת גביש נוזלי)
- נגד 100 khm אוהם
- נגד 10 אוהם
- פוטנציומטר אוהם 10 k
- קרש לחם
- חוטי מגשר
מעגל מחלק מתח:
לפני שנכנס למעגל מד מתח זה של ארדואינו, בואו נדון אודות מעגל מפריד המתח.
מחלק מתח הוא מעגל התנגדות ומוצג באיור. ברשת התנגדות זו יש לנו שני נגדים. כפי שמוצג באיור, R1 ו- R2 שהם 10k ו- 100k אוהם. נקודת האמצע של הענף נלקחת למדידה כקלט אנולוגי לארדואינו. ירידת המתח על פני R2 נקראת Vout, זה המתח המחולק של המעגל שלנו.
נוסחאות:
באמצעות הערך הידוע (שני ערכי הנגד R1, R2 ומתח הקלט), אנו יכולים להחליף במשוואה למטה לחישוב מתח המוצא.
Vout = Vin (R2 / R1 + R2)
משוואה זו קובעת כי מתח המוצא פרופורציונלי ישירות למתח הכניסה והיחס של R1 ו- R2.
על ידי יישום משוואה זו בקוד הארדואינו ניתן בקלות להפיק את מתח הכניסה. ארדואינו יכול למדוד רק את מתח כניסת ה- DC של + 55 וולט, במילים אחרות, בעת מדידת 55 וולט, הסיכה האנלוגית של ארדואינו תהיה במתח המרבי של 5 וולט ולכן בטוח למדוד בגבול זה. כאן ערכי הנגדים R2 ו- R1 מוגדרים ל- 100000 ו- 10000 כלומר ביחס של 100: 10.
תרשים מעגלים וחיבורים:
החיבור למד מתח הדיגיטלי של Arduino זה פשוט ומוצג בתרשים המעגל להלן:
פין DB4, DB5, DB6, DB7, RS ו- EN של LCD מחוברים ישירות לפין D4, D5, D6, D7, D8, D9 של Arduino Uno
נקודת המרכז של שני נגדים R1 ו- R2, ההופכת את מעגל מחלק המתח, מחוברת ל Arduino Pin A0. בעוד ששני הקצוות האחרים מחוברים למתח הכניסה (המתח שיש למדוד) ול- GND.
הסבר קידוד:
קוד הארדואינו המלא למדידת מתח DC מופיע בחלק הקוד שלמטה. הקוד הוא פשוט וניתן להבין אותו בקלות.
החלק העיקרי של הקוד הוא להמיר ולמפות את מתח הכניסה הנתון למתח יציאה המוצג בעזרת המשוואה הנתונה לעיל Vout = Vin (R2 / R1 + R2). כפי שצוין קודם לכן ערך הפלט ADC של Arduino ינוע בין 0 ל -1023 ומתח המוצא המרבי של Arduino הוא 5v ולכן עלינו להכפיל את הקלט האנלוגי ב- A0 עד 5/1024 כדי לקבל את המתח האמיתי.
loop void () {int analogvalue = analogRead (A0); temp = (אנלוגי ערך * 5.0) / 1024.0; // נוסחה המשמשת להמרת המתח input_volt = temp / (r2 / (r1 + r2));
כאן הצגנו את ערך המתח הנמדד על צג ה- LCD והצג הטורי של Arduino. אז כאן בקוד Serial.println משמש להדפסת הערכים על צג סידורי ו- lcd.print משמש להדפסת הערכים על 16x2 LCD.
Serial.print ("v ="); // מדפיס את ערך המתח בצג הסדרתי Serial.println (input_volt); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Voltage ="); // מדפיס את ערך המתח בתצוגת LCD lcd.print (קלט_מתח);
כך אנו יכולים לחשב בקלות את מתח DC באמצעות Arduino. עיין בסרטון למטה לצורך הדגמה. קצת קשה לחשב את מתח ה- AC באמצעות Arduino, אתה יכול לבדוק את אותו כאן.