Volteter ac menggunakan arduino

Dalam projek ini, kami akan membuat Alat Ukur Voltan AC menggunakan Arduino, yang akan mengukur voltan Bekalan Arus Bolak-balik di rumah kami. Kami akan mencetak voltan itu pada monitor bersiri Arduino IDE dan juga menunjukkan pada multimeter.

Membuat Voltmeter Digital jauh lebih mudah daripada membuat analog kerana jika voltmeter analog, anda mesti mempunyai pengetahuan yang baik mengenai parameter fizikal seperti tork, kehilangan geseran dan lain-lain. Sedangkan untuk voltmeter digital anda hanya boleh menggunakan matriks LCD atau LED malah komputer riba anda (seperti dalam kes ini) untuk mencetak nilai voltan untuk anda. Berikut adalah beberapa Projek Voltmeter Digital:

Litar Voltmeter Digital Mudah dengan PCB menggunakan ICL7107
Litar Voltmeter LM3914
0-25V Digital Voltmeter menggunakan AVR Microcontroller

Komponen yang diperlukan:

Satu pengubah 12-0-12
Diod 1N4007
Kapasitor 1uf
Perintang 10k; 4.7k.
Diod Zener (5v)
Arduino UNO
Menyambung wayar

Rajah Litar Voltmeter Arduino:

Rajah Litar untuk Arduino Voltmeter ini ditunjukkan di atas.

Sambungan:

Sambungkan sisi voltan tinggi (220V) transformer ke bekalan elektrik dan voltan rendah (12v) ke litar pembahagi voltan.
Sambungkan perintang 10k secara bersiri dengan perintang 4.7k tetapi pastikan untuk mengambil voltan sebagai input merintangi perintang 4.7k.
Sambungkan diod seperti yang ditunjukkan.
Sambungkan kapasitor dan zener diod merentasi 4.7k
Sambungkan wayar dari n-terminal diod ke pin analog A0 dari Arduino.

** Catatan: Sambungkan pin ground Arduino ke titik seperti yang ditunjukkan dalam gambar atau litar tidak akan berfungsi.

Perlukan litar pembahagi voltan?

Oleh kerana kita menggunakan transformer 220/12 v, kita mendapat 12 v di sisi lv. Oleh kerana voltan ini tidak sesuai sebagai input untuk Arduino maka kita memerlukan rangkaian pembahagi voltan yang dapat memberikan nilai voltan yang sesuai sebagai input kepada Arduino

Mengapa diod dan kapasitor disambungkan?

Oleh kerana Arduino tidak mengambil nilai voltan negatif sebagai input, pertama-tama kita perlu membuang kitaran negatif AC turun sehingga hanya nilai voltan positif yang diambil oleh Arduino. Oleh itu diod disambungkan untuk membetulkan voltan turun. Periksa penerus gelombang separuh dan litar penerus gelombang penuh kami untuk mengetahui lebih lanjut mengenai pembetulan.

Voltan yang diperbaiki ini tidak lancar kerana ia mengandungi riak besar yang tidak dapat memberi kita nilai analog yang tepat. Oleh itu kapasitor disambungkan untuk melancarkan isyarat ac.

Tujuan diod zener?

Arduino boleh mengalami kerosakan jika voltan lebih besar daripada 5v dimasukkan ke dalamnya. Oleh itu, diod zener 5v disambungkan untuk memastikan keselamatan Arduino yang mengalami kerosakan sekiranya voltan ini melebihi 5v.

Mengendalikan Voltmeter AC berasaskan Arduino:

1. Voltan turun turun diperoleh di sisi pengubah yang sesuai untuk digunakan di perintang penarafan kuasa biasa.

2. Kemudian kita mendapat nilai voltan yang sesuai di perintang 4.7k

Voltan maksimum yang dapat diukur dijumpai dengan mensimulasikan litar ini pada proteus (dijelaskan dalam bahagian simulasi).

3. Arduino mengambil voltan ini sebagai input dari pin A0 dalam bentuk nilai analog antara 0 hingga 1023. 0 menjadi 0 volt dan 1023 menjadi 5v.

4. Arduino kemudian menukar nilai analog ini menjadi voltan ac utama dengan formula. (Dijelaskan dalam bahagian kod).

Simulasi:

Litar tepat dibuat dalam proteus dan kemudian disimulasikan. Untuk mencari voltan maksimum bahawa litar ini dapat mengukur hit dan kaedah percubaan digunakan.

Semasa membuat voltan puncak alternator 440 (311 rms), voltan pada pin A0 didapati 5 volt iaitu maksimum. Oleh itu litar ini dapat mengukur voltan maksimum 311 rms.

Simulasi dilakukan untuk pelbagai voltan antara 220 rms hingga 440v.

Penjelasan Kod:

Kod ArduinoVoltmeter lengkap diberikan pada akhir projek ini dan dijelaskan dengan baik melalui komen. Di sini kami menerangkan beberapa bahagiannya.

m adalah nilai analog input yang diterima pada pin A0 iaitu, m = pinMode (A0, INPUT); // tetapkan pin a0 sebagai pin input

Untuk menetapkan pemboleh ubah n ke formula ini n = (m * . 304177), pertama beberapa jenis pengiraan dilakukan dengan menggunakan data yang diperoleh di bahagian simulasi:

Seperti yang dilihat dalam foto simulasi, nilai analog 5v atau 1023 diperoleh pada pin A0 apabila voltan ac input adalah 311volts. Oleh itu:

Jadi sebarang nilai analog rawak sepadan dengan (311/1023) * m di mana m memperoleh nilai analog.

Oleh itu kami sampai pada formula ini:

n = (311/1023) * m volt atau n = (m *.304177)

Sekarang nilai voltan ini dicetak pada monitor bersiri dengan menggunakan perintah bersiri seperti yang dijelaskan di bawah. Dan juga ditunjukkan pada multimeter seperti yang ditunjukkan dalam Video di bawah.

Nilai yang dicetak di skrin adalah:

Nilai input analog seperti yang dinyatakan dalam kod:

Serial.print ("input analog"); // ini memberikan nama yang merupakan "input analog" kepada nilai analog yang dicetak Serial.print (m); // ini hanya mencetak nilai analog input

Voltan ac yang diperlukan seperti yang dinyatakan dalam kod:

Serial.print ("voltan ac"); // ini memberikan nama "voltan ac" kepada nilai analog bercetak Serial.print (n); // ini hanya mencetak nilai voltan ac