Litar Voltmeter DC berasaskan Arduino - Butiran dan Ujian Pembinaan

Dalam catatan ini, kita akan membina voltmeter DC menggunakan Arduino di mana bacaannya dipaparkan dalam LCD 16x2.

Reka bentuk voltmeter yang dicadangkan boleh membaca hingga 30V dengan toleransi +/- 0.5 volt. Kami akan melihat bagaimana penyediaan ini berfungsi dan meneroka kemungkinan lain yang dapat kita capai selain mengukur voltan.

Projek ini cukup mudah, walaupun pemula dapat menyelesaikannya dengan mudah, tetapi berhati-hati harus dilakukan semasa membuat prototaip litar kerana kita akan menggunakan voltan luaran, salah sambungan ke Arduino boleh menyebabkan kerosakan yang teruk pada papan anda.

Biarkan peringatan itu menjadi sisi, mari kita selidiki bagaimana fungsinya.

Di sini, kami menggunakan proses penukaran analog ke digital. Voltan dari mana-mana sumber adalah fungsi analog bacaan yang dipaparkan pada LCD 16x2 adalah fungsi digital.

Cabarannya adalah menukar fungsi analog tersebut menjadi fungsi digital. Nasib baik, Arduino mempunyai fungsi untuk membaca fungsi analog dan menukarnya menjadi fungsi diskrit.

Mikrokontroler Arduino dilengkapi dengan penukar analog ke digital (ADC) 10-bit. Ini bermaksud Arduino dapat membaca 2 ^ 10 = 1024 tahap voltan diskrit.

Dengan kata lain, voltan yang dikenakan pada pin analog Arduino adalah sampel 1024 tahap voltan diskrit berkenaan dengan voltan rujukan nilai sampel akan dipaparkan di LCD. Inilah prinsip di sebalik voltmeter ini atau hampir semua voltmeter digital.

Walau bagaimanapun, voltan luaran yang digunakan tidak diukur secara langsung oleh Arduino. Voltan diturunkan dengan bantuan pembahagi voltan dan beberapa matematik dilakukan dalam program untuk mendapatkan bacaan voltan sebenar.

Bagaimana ia berfungsi

Litar ini terdiri daripada dua perintang, satu paparan LCD dan Arduino yang merupakan otak voltmeter digital. Kedua-dua perintang bertindak sebagai pembahagi voltan, simpul pembahagi disambungkan ke pin analog # A0 dari Arduino, yang membaca voltan masukan. Sambungan tanah dibuat antara Arduino dan sumber voltan luaran.

Voltan minimum yang dapat diukur dengan voltmeter ini ialah 0.1V, ambang ini ditetapkan dalam program, sehingga ia membaca 0,00 volt setelah memutuskan sumber voltan dan tidak memaparkan bacaan kerana muatan statik di sekitar probe pengukur.

Prototaip pengarang:

Jangan membalikkan kekutuban semasa mengukur voltan, ia tidak akan membahayakan litar tetapi, ia tidak membaca voltan apa pun dan memaparkan 0.00 V, sehingga anda membetulkan kekutuban. Laraskan kontras paparan LCD ke tahap optimum dengan memutar potensiometer.

Pastikan anda tidak menggunakan sumber voltan yang boleh melonjak lebih tinggi daripada 30V, ia boleh merosakkan papan Arduino anda. Secara teknikal anda dapat menaikkan voltan pengukuran maksimum litar ini dengan mengubah nilai perintang dan mengubah program, tetapi untuk penyediaan yang digambarkan 30V adalah had.

Untuk bacaan yang tepat, pilih perintang tetap dengan nilai toleransi minimum, perintang memainkan peranan penting dalam menentukur bacaan voltan.

Gambarajah litar:

Kemungkinan lain dari voltmeter ini ialah kita dapat mengubahsuai program untuk mengotomatisasi beberapa tugas.

Sebagai contoh, mengesan voltan bateri penuh dan memutuskan bateri dari pengecasnya atau memutuskan bateri jika voltan berada di bawah paras voltan yang telah ditetapkan dan seterusnya, tugas ini dapat diselesaikan walaupun tanpa paparan LCD. Walau bagaimanapun, ini adalah subjek artikel lain.

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---------//

Sila periksa pembacaan dengan voltmeter / multimeter yang baik.