Dengan pengetahuan ringkas Arduino dan Voltage Divider Circuit, kita dapat mengubah Arduino menjadi Digital Voltmeter dan dapat mengukur voltan input menggunakan Arduino dan paparan LCD 16x2.
Arduino mempunyai beberapa pin input analog yang menyambung ke penukar Analog-ke-Digital (ADC) di dalam Arduino. Arduino ADC adalah penukar sepuluh bit, yang bermaksud bahawa nilai output akan berkisar antara 0 hingga 1023. Kami akan memperoleh nilai ini dengan menggunakan fungsi analogRead () . Sekiranya anda mengetahui voltan rujukan, anda boleh mengira voltan yang terdapat pada input analog dengan mudah. Kita boleh menggunakan litar pembahagi voltan untuk mengira voltan masukan. Ketahui lebih lanjut mengenai ADC di Arduino di sini.
Voltan yang diukur dipaparkan pada Paparan Kristal Cecair 16x2 (LCD). Kami juga telah menunjukkan voltan di Serial Monitor Arduino IDE dan mengesahkan voltan yang diukur menggunakan Multimeter.
Perkakasan Diperlukan:
- Arduino uno
- LCD 16x2 (Paparan Kristal Cecair)
- Perintang 100 k ohm
- Perintang 10 k ohm
- Potensiometer 10 k ohm
- papan roti
- wayar pelompat
Litar Pembahagi Voltan:
Sebelum memasuki rangkaian Arduino Voltmeter ini, mari kita bincangkan mengenai Voltage Divider Circuit.
Pembahagi voltan adalah litar resistif dan ditunjukkan dalam rajah. Dalam rangkaian resistif ini kita mempunyai dua perintang. Seperti ditunjukkan dalam rajah, R1 dan R2 adalah 10k dan 100k ohm. Titik tengah cabang dibawa ke pengukuran sebagai input anolog ke Arduino. Penurunan voltan merentasi R2 disebut Vout, itulah voltan terbahagi litar kita.
Rumusan:
Dengan menggunakan nilai yang diketahui (dua nilai perintang R1, R2, dan voltan masukan), kita dapat menggantikan dalam persamaan di bawah ini untuk mengira voltan keluaran.
Vout = Vin (R2 / R1 + R2)
Persamaan ini menyatakan bahawa voltan output berkadar terus dengan voltan masukan dan nisbah R1 dan R2.
Dengan menerapkan persamaan ini dalam kod Arduino voltan masukan dapat diperoleh dengan mudah. Arduino hanya dapat mengukur voltan input DC + 55v, Dengan kata lain, apabila mengukur 55V, pin analog Arduino akan berada pada voltan maksimum 5V sehingga selamat untuk diukur dalam had ini. Di sini nilai perintang R2 dan R1 ditetapkan ke 100000 dan 10000 iaitu dalam nisbah 100: 10.
Diagram dan Sambungan Litar:
Sambungan untuk Voltmeter Digital Arduino ini mudah dan ditunjukkan dalam rajah litar di bawah:
Pin DB4, DB5, DB6, DB7, RS dan EN LCD disambungkan terus ke Pin D4, D5, D6, D7, D8, D9 dari Arduino Uno
Titik tengah dua perintang R1 dan R2, yang menjadikan litar pembahagi voltan, disambungkan ke Arduino Pin A0. Sementara 2 hujung yang lain disambungkan ke volt input (voltan yang akan diukur) dan gnd.
Penjelasan Pengekodan:
Kod Arduino penuh untuk mengukur voltan DC diberikan di bahagian Kod di bawah. Kodnya ringkas dan mudah difahami.
Bahagian utama kod adalah menukar dan memetakan voltan input yang diberikan menjadi voltan keluaran yang ditunjukkan dengan bantuan persamaan yang diberikan di atas Vout = Vin (R2 / R1 + R2). Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, nilai output Arduino ADC akan berkisar antara 0 hingga 1023 dan voltan keluaran maksimum Arduino adalah 5v jadi kita harus mengalikan input analog pada A0 hingga 5/1024 untuk mendapatkan voltan sebenar.
gelung void () {int analogvalue = analogRead (A0); temp = (nilai analog * 5.0) / 1024.0; // FORMULA DIGUNAKAN UNTUK MENGUBAH TEGANGAN input_volt = temp / (r2 / (r1 + r2));
Di sini kami telah menunjukkan nilai voltan yang diukur pada LCD dan monitor bersiri Arduino. Jadi di sini dalam kod Serial.println digunakan untuk mencetak nilai pada Serial monitor dan lcd.print digunakan untuk mencetak nilai pada 16x2 LCD.
Serial.print ("v ="); // mencetak nilai voltan dalam monitor bersiri Serial.println (input_volt); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Voltan ="); // mencetak nilai voltan dalam lcd.print paparan LCD (input_voltage);
Ini adalah bagaimana kita dapat mengira voltan DC dengan mudah menggunakan Arduino. Lihat Video di bawah untuk demonstrasi. Agak sukar untuk mengira voltan AC menggunakan Arduino, anda boleh memeriksa yang sama di sini.