Pagsukat ng Boltahe Gamit ang Arduino: 5 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang pagsukat ng boltahe ay medyo madali gamit ang anumang microcontroller kumpara sa pagsukat ng kasalukuyang. Ang pagsukat ng mga boltahe ay kinakailangan kung nagtatrabaho ka sa mga baterya o nais mong gumawa ng iyong sariling naaayos na suplay ng kuryente. Bagaman nalalapat ang pamamaraang ito sa anumang uC ngunit sa tutorial na ito, matututunan namin kung paano sukatin ang boltahe gamit ang Arduino.

May magagamit na mga sensor ng boltahe sa merkado. Ngunit kailangan mo ba talaga sila? Alamin Natin!

Hakbang 1: Mga Pangunahing Kaalaman

Ang isang microcontroller ay hindi maaaring maunawaan nang direkta ang analog boltahe. Iyon ang dahilan kung bakit kailangan naming gumamit ng isang Analog sa Digital Converter o ADC sa maikling salita. Ang Atmega328 na utak ng Arduino Uno ay mayroong 6 na channel (minarkahan bilang A0 hanggang A5), 10-bit ADC. Nangangahulugan ito na mai-map ang mga voltages ng pag-input mula 0 hanggang 5V sa mga halaga ng integer mula 0 hanggang (2 ^ 10-1) ibig sabihin katumbas ng 1023 na nagbibigay ng isang resolusyon na 4.9mV bawat yunit. 0 ay tumutugma sa 0V, 1 hanggang 4.9mv, 2 hanggang 9.8mV at iba pa hanggang 1023.

Hakbang 2: Pagsukat sa 0-5V

Una, makikita natin kung paano sukatin ang boltahe na may maximum na boltahe na 5V. Napakadali nito dahil walang kinakailangang mga espesyal na pagbabago. Upang gayahin ang iba't ibang boltahe, gagamit kami ng isang potensyomiter na ang gitnang pin ay konektado sa alinman sa 6 na mga channel. Isusulat namin ngayon ang code upang basahin ang mga halaga mula sa ADC at ibabalik ito sa mga kapaki-pakinabang na pagbasa ng boltahe.

Pagbasa ng analog pin na A0

halaga = analogRead (A0);

Ngayon, ang variable na 'halaga' ay naglalaman ng isang halaga sa pagitan ng 0 hanggang 1023 depende sa boltahe.

boltahe = halaga * 5.0 / 1023;

Ang nakuha na halaga ay pinarami ng resolusyon (5/1023 = 4.9mV bawat yunit) upang makuha ang aktwal na boltahe.

At sa wakas, ipakita ang sinusukat na boltahe sa Serial monitor.

Serial.print ("Boltahe =");

Serial.println (boltahe);

Hakbang 3: Pagsukat ng Boltahe sa Itaas 5V

Ngunit ang problema ay lumitaw kapag ang boltahe na susukat ay lumampas sa 5 volts. Maaari itong malutas gamit ang isang boltahe divider circuit na binubuo ng 2 resistors na konektado sa serye tulad ng ipinakita. Ang isang dulo ng koneksyon sa serye na ito ay konektado sa boltahe na susukat (Vm) at sa kabilang dulo sa lupa. Ang isang boltahe (V1) na proporsyonal sa sinusukat na boltahe ay lilitaw sa kantong ng dalawang resistors. Ang koneksyon na ito ay maaaring konektado sa analog pin ng Arduino. Ang boltahe ay maaaring matagpuan gamit ang formula na ito.

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

Ang boltahe V1 ay sinusukat ng Arduino.

Hakbang 4: Pagbuo ng Divider ng Boltahe

Ngayon upang maitayo ang divider ng boltahe na ito, kailangan muna nating alamin ang mga halaga ng resistors. Sundin ang mga hakbang na ito upang makalkula ang halaga ng mga resistors.

1. Tukuyin ang maximum na boltahe na susukat.
2. Magpasya ng angkop at karaniwang halaga para sa R1 sa saklaw na kilo-ohm.
3. Gamit ang formula, kalkulahin ang R2.
4. Kung ang halaga ng R2 ay hindi (o malapit sa) isang karaniwang halaga, baguhin ang R1 at ulitin ang mga hakbang sa itaas.
5. Dahil ang Arduino ay maaaring hawakan ang isang maximum ng 5V, V1 = 5V.

Halimbawa, Hayaan ang maximum na boltahe (Vm) na sinusukat na 12V at R1 = 47 kilo-ohms. Pagkatapos ang paggamit ng pormulang R2 ay lalabas upang maging katumbas ng 33k.

Ngayon, Bumuo ng isang boltahe divider circuit gamit ang mga resistors na ito.

Sa setup na ito, mayroon na kaming isang mas mataas at mas mababang limitasyon. Para sa Vm = 12V nakakakuha kami ng V1 = 5V at para sa Vm = 0V nakakakuha kami ng V1 = 0V. Iyon ay, para sa 0 hanggang 12V sa Vm, magkakaroon ng proporsyonal na boltahe mula 0 hanggang 5V sa V1 na maaaring mapakain sa Arduino tulad ng dati.

Hakbang 5: Pagbasa ng Boltahe

Sa isang bahagyang pagbabago sa code, maaari na nating sukatin ang 0 hanggang 12V.

Ang halaga ng analog ay binabasa tulad ng dati. Pagkatapos, gamit ang parehong pormula na nabanggit dati, ang boltahe sa pagitan ng 0 at 12V ay sinusukat.

halaga = analogRead (A0);

boltahe = halaga * (5.0 / 1023) * ((R1 + R2) / R2);

Ang karaniwang magagamit na Mga Module ng Boltahe ng Sensor ay walang iba kundi isang boltahe na divider circuit. Na-rate ito para sa 0 hanggang 25V na may 30 kiloohm at 7.5 kilo-ohm resistors.

Kaya, Bakit BUMILI, kung maaari kang DIY!

Salamat sa pagdikit hanggang sa katapusan. Inaasahan kong makakatulong sa iyo ang tutorial na ito.

Mag-subscribe sa aking channel sa YouTube para sa higit pang mga paparating na proyekto at tutorial. Salamat ulit!