Լարման չափում Arduino- ի միջոցով. 5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:50

Լարման չափումը բավականին հեշտ է ցանկացած միկրոկառավարիչի միջոցով `հոսանքի չափման համեմատ: Լարման չափումը դառնում է անհրաժեշտ, եթե դուք աշխատում եք մարտկոցներով կամ ցանկանում եք ձեր սեփական կարգավորելի էներգիայի մատակարարումը կատարել: Չնայած այս մեթոդը կիրառվում է ցանկացած uC- ի համար, բայց այս ձեռնարկում մենք կսովորենք, թե ինչպես չափել լարումը Arduino- ի միջոցով:

Շուկայում առկա են լարման տվիչներ: Բայց ձեզ իրո՞ք դրանք պետք են: Եկեք պարզենք!

Քայլ 1: Հիմունքներ

Միկրոկոնտրոլերը չի կարող ուղղակիորեն հասկանալ անալոգային լարումը: Ահա թե ինչու մենք պետք է օգտագործենք Analog to Digital Converter կամ ADC կարճ ասած: Atmega328- ը, որը Arduino Uno- ի ուղեղն է, ունի 6 ալիք (նշված է որպես A0- ից A5), 10-բիթանոց ADC: Սա նշանակում է, որ այն 0-ից 5 Վ մուտքային լարումները կդարձնի 0-ից (2^10-1) ամբողջ թվերի արժեքներ, այսինքն `հավասար է 1023-ի, որը տալիս է 4.9 մՎ թույլտվություն մեկ միավորի համար: 0 -ը կհամապատասխանի 0V- ին, 1 -ից 4.9mv- ին, 2 -ից 9.8mV- ին և այլն մինչև 1023 թ.:

Քայլ 2 ՝ 0-5 Վ չափում

Նախ, մենք կտեսնենք, թե ինչպես չափել լարումը 5 Վ առավելագույն լարման դեպքում: Դա շատ հեշտ է, քանի որ հատուկ փոփոխություններ չեն պահանջվում: Տարբեր լարման մոդելավորման համար մենք կօգտագործենք պոտենցիոմետր, որի միջին քորոցը միացված է 6 ալիքներից որևէ մեկին: Այժմ մենք կգրենք կոդը ՝ ADC- ի արժեքները կարդալու և դրանք նորից փոխարկելու օգտակար լարման ընթերցումների:

A0 անալոգային կապի ընթերցում

արժեք = analogRead (A0);

Այժմ, «արժեք» փոփոխականը պարունակում է 0 -ից 1023 -ի արժեք ՝ կախված լարումից:

լարման = արժեքը * 5.0/1023;

Ստացված արժեքը այժմ բազմապատկվում է բանաձևով (5/1023 = 4.9 մՎ մեկ միավորի համար) `իրական լարման համար:

Եվ, վերջապես, ցուցադրեք չափված լարումը Սերիական մոնիտորի վրա:

Serial.print ("Լարման =");

Serial.println (լարման);

Քայլ 3. Լարման չափում 5 Վ -ից բարձր

Բայց խնդիրը ծագում է, երբ չափվող լարումը գերազանցում է 5 վոլտը: Սա կարող է լուծվել `օգտագործելով լարման բաժանարար միացում, որը բաղկացած է 2 դիմադրից, որոնք միացված են շարքում, ինչպես ցույց է տրված: Այս շարքի միացման մի ծայրը միացված է չափվող լարման հետ (Vm), իսկ մյուս ծայրը `գետնին: Երկու ռեզիստորների հանգույցում կհայտնվի չափված լարման համամասնական լարումը (V1): Այս հանգույցը կարող է միացվել Arduino- ի անալոգային քորոցին: Լարումը կարելի է պարզել այս բանաձևի միջոցով:

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

Այնուհետեւ V1 լարումը չափվում է Arduino- ով:

Քայլ 4 Լարման բաժանարարի կառուցում

Այժմ այս լարման բաժանարարը կառուցելու համար մենք նախ պետք է պարզենք ռեզիստորների արժեքները: Հետևեք այս քայլերին ՝ դիմադրողների արժեքը հաշվարկելու համար:

1. Որոշեք առավելագույն լարումը, որը պետք է չափվի:
2. Որոշեք R1- ի համար համապատասխան և ստանդարտ արժեքը կիլո-օմ տիրույթում:
3. Օգտագործելով բանաձևը, հաշվարկեք R2:
4. Եթե R2- ի արժեքը ստանդարտ արժեք չէ (կամ մոտ է դրան), փոխեք R1- ը և կրկնեք վերը նշված քայլերը:
5. Քանի որ Arduino- ն կարող է աշխատել առավելագույնը 5 Վ, V1 = 5 Վ:

Օրինակ, Թող չափվող առավելագույն լարումը (Vm) լինի 12V, իսկ R1 = 47 կիլոօմ: Այնուհետեւ օգտագործելով R2 բանաձեւը հավասար է 33k- ի:

Այժմ, կառուցեք լարման բաժանարար միացում `օգտագործելով այս դիմադրիչները:

Այս կարգավորմամբ մենք այժմ ունենք վերին և ստորին սահման: Vm = 12V- ի համար մենք ստանում ենք V1 = 5V, իսկ Vm = 0V- ի համար `V1 = 0V: Այսինքն, 0 -ից 12 Վ -ի համար Vm- ում, կլինի V- ի 0 -ից 5 Վ -ի համաչափ լարումը, որն այնուհետև կարող է սնուցվել Arduino- ի մեջ, ինչպես նախկինում:

Քայլ 5 Լարման ընթերցում

Կոդի մի փոքր փոփոխությամբ մենք այժմ կարող ենք չափել 0 -ից մինչև 12 Վ:

Անալոգային արժեքը կարդացվում է նախկինի պես: Հետո, օգտագործելով նախկինում նշված նույն բանաձևը, չափվում է 0 -ից մինչև 12 Վ լարման լարումը:

արժեք = analogRead (A0);

լարման = արժեքը * (5.0/1023) * ((R1 + R2)/R2);

Սովորաբար մատչելի Լարման տվիչի մոդուլները ոչ այլ ինչ են, քան լարման բաժանարար միացում: Դրանք գնահատվում են 0-ից 25 Վ լարման համար `30 կիլոգրամ և 7.5 կիլո-օմ դիմադրողականությամբ:

Այսպիսով, ինչու՞ ԳՆԵԼ, երբ կարող եք DIY:

Շնորհակալ եմ մինչև վերջ հավատարիմ մնալու համար: Հուսով եմ, որ այս ձեռնարկը կօգնի ձեզ:

Բաժանորդագրվեք իմ YouTube ալիքին ՝ առաջիկա նախագծերի և ձեռնարկների համար: Եվս մեկ անգամ շնորհակալություն!