Pengukuran Voltan Menggunakan Arduino: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Mengukur voltan agak mudah dengan menggunakan mikrokontroler berbanding dengan pengukuran arus. Mengukur voltan menjadi mustahak jika anda bekerja dengan bateri atau anda ingin membuat bekalan kuasa anda sendiri yang boleh disesuaikan. Walaupun kaedah ini berlaku untuk uC mana pun tetapi dalam tutorial ini, kita akan belajar bagaimana mengukur voltan menggunakan Arduino.

Terdapat sensor voltan yang terdapat di pasaran. Tetapi adakah anda benar-benar memerlukannya? Mari kita ketahui!

Langkah 1: Asas

Pengawal mikro tidak dapat memahami voltan analog secara langsung. Itulah sebabnya kita harus menggunakan Analog to Digital Converter atau ADC secara ringkas. Atmega328 yang merupakan otak Arduino Uno mempunyai 6 saluran (ditandai sebagai A0 hingga A5), 10-bit ADC. Ini bermaksud bahawa ia akan memetakan voltan input dari 0 hingga 5V menjadi nilai integer dari 0 hingga (2 ^ 10-1) iaitu sama dengan 1023 yang memberikan resolusi 4.9mV per unit. 0 akan sesuai dengan 0V, 1 hingga 4.9mv, 2 hingga 9.8mV dan seterusnya sehingga 1023.

Langkah 2: Mengukur 0-5V

Pertama, kita akan melihat cara mengukur voltan dengan voltan maksimum 5V. Ini sangat mudah kerana tidak memerlukan pengubahsuaian khas. Untuk mensimulasikan voltan yang berbeza-beza, kita akan menggunakan potensiometer yang pin tengahnya disambungkan ke salah satu daripada 6 saluran. Kami sekarang akan menulis kod untuk membaca nilai dari ADC dan mengubahnya kembali menjadi bacaan voltan yang berguna.

Membaca pin analog A0

nilai = analogRead (A0);

Sekarang, pemboleh ubah 'value' mengandungi nilai antara 0 hingga 1023 bergantung pada voltan.

voltan = nilai * 5.0 / 1023;

Nilai yang diperoleh kini dikalikan dengan resolusi (5/1023 = 4.9mV per unit) untuk mendapatkan voltan sebenar.

Dan akhirnya, paparkan voltan yang diukur pada monitor Serial.

Serial.print ("Voltage =");

Serial.println (voltan);

Langkah 3: Mengukur Voltan Di Atas 5V

Tetapi masalahnya timbul apabila voltan yang hendak diukur melebihi 5 volt. Ini dapat diselesaikan dengan menggunakan rangkaian pembahagi voltan yang terdiri daripada 2 perintang yang dihubungkan secara bersiri seperti yang ditunjukkan. Satu hujung sambungan siri ini disambungkan ke voltan yang akan diukur (Vm) dan hujung yang lain ke tanah. Voltan (V1) berkadar dengan voltan yang diukur akan muncul di persimpangan dua perintang. Persimpangan ini kemudian boleh disambungkan ke pin analog Arduino. Voltan dapat diketahui dengan menggunakan formula ini.

V1 = Vm * (R2 / (R1 + R2))

Voltan V1 kemudian diukur oleh Arduino.

Langkah 4: Membina Voltage Divider

Sekarang untuk membina pembahagi voltan ini, pertama kita perlu mengetahui nilai perintang. Ikuti langkah-langkah ini untuk mengira nilai perintang.

1. Tentukan voltan maksimum yang hendak diukur.
2. Tentukan nilai yang sesuai dan standard untuk R1 dalam julat kilo-ohm.
3. Dengan menggunakan formula, hitung R2.
4. Sekiranya nilai R2 bukan (atau hampir) nilai standard, ubah R1 dan ulangi langkah di atas.
5. Oleh kerana Arduino dapat menangani maksimum 5V, V1 = 5V.

Sebagai contoh, Biarkan voltan maksimum (Vm) yang akan diukur ialah 12V dan R1 = 47 kilo-ohm. Kemudian menggunakan formula R2 keluar sama dengan 33k.

Sekarang, Bina litar pembahagi voltan menggunakan perintang ini.

Dengan persediaan ini, kita kini mempunyai had atas dan bawah. Untuk Vm = 12V kita mendapat V1 = 5V dan untuk Vm = 0V kita mendapat V1 = 0V. Maksudnya, untuk 0 hingga 12V pada Vm, akan ada voltan berkadar dari 0 hingga 5V pada V1 yang kemudian dapat dimasukkan ke Arduino seperti sebelumnya.

Langkah 5: Membaca Voltan

Dengan sedikit pengubahsuaian dalam kod, kita sekarang dapat mengukur 0 hingga 12V.

Nilai analog dibaca seperti sebelumnya. Kemudian, dengan menggunakan formula yang sama yang disebutkan sebelumnya, voltan antara 0 dan 12V diukur.

nilai = analogRead (A0);

voltan = nilai * (5.0 / 1023) * ((R1 + R2) / R2);

Modul Sensor Voltan yang biasa terdapat hanyalah litar pembahagi voltan. Ini dinilai untuk 0 hingga 25V dengan perintang 30 kiloohm dan 7.5 kilo-ohm.

Jadi, Mengapa BELI, apabila anda dapat DIY!

Terima kasih kerana melekat hingga akhir. Saya harap tutorial ini dapat membantu anda.

Langgan saluran YouTube saya untuk lebih banyak projek dan tutorial yang akan datang. Terima kasih sekali lagi!