Matja e tensionit duke përdorur Arduino: 5 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:25

Matja e tensionit është mjaft e lehtë duke përdorur çdo mikrokontrollues në krahasim me matjen e rrymës. Matja e tensioneve bëhet e nevojshme nëse punoni me bateri ose dëshironi të bëni furnizimin tuaj me energji të rregullueshme. Megjithëse kjo metodë vlen për çdo uC, por në këtë tutorial, ne do të mësojmë se si të matim tensionin duke përdorur Arduino.

Ekzistojnë sensorë të tensionit në dispozicion në treg. Por a keni vërtet nevojë për to? Le ta zbulojmë!

Hapi 1: Bazat

Një mikrokontrollues nuk mund të kuptojë drejtpërdrejt tensionin analog. Kjo është arsyeja pse ne duhet të përdorim një Analog to Digital Converter ose ADC me pak fjalë. Atmega328 që është truri i Arduino Uno ka 6 kanale (të shënuara si A0 në A5), ADC 10-bit. Kjo do të thotë se do të hartojë tensionet hyrëse nga 0 në 5V në vlera të plota nga 0 në (2^10-1) dmth të barabartë me 1023 që jep një rezolutë prej 4.9mV për njësi. 0 do të korrespondojë me 0V, 1 në 4.9mv, 2 në 9.8mV dhe kështu me radhë deri në 1023.

Hapi 2: Matja 0-5V

Së pari, ne do të shohim se si të matim tensionin me një tension maksimal prej 5V. Kjo është shumë e lehtë pasi nuk kërkohen modifikime të veçanta. Për të simuluar tensionin e ndryshëm, ne do të përdorim një potenciometër, kunja e mesit e të cilit është e lidhur me ndonjë nga 6 kanalet. Tani do të shkruajmë kodin për të lexuar vlerat nga ADC dhe për t'i kthyer ato përsëri në lexime të dobishme të tensionit.

Leximi i pinit analog A0

vlera = analogRead (A0);

Tani, variabli 'vlerë' përmban një vlerë midis 0 dhe 1023 në varësi të tensionit.

tension = vlerë * 5.0/1023;

Vlera e fituar tani shumëzohet me rezolucionin (5/1023 = 4.9mV për njësi) për të marrë tensionin aktual.

Dhe së fundi, shfaqni tensionin e matur në monitorin Serial.

Serial.print ("Tensioni =");

Serial.println (tension);

Hapi 3: Matja e Tensionit Mbi 5V

Por problemi lind kur tensioni që duhet matur tejkalon 5 volt. Kjo mund të zgjidhet duke përdorur një qark ndarës të tensionit i cili përbëhet nga 2 rezistorë të lidhur në seri siç tregohet. Një fund i kësaj lidhjeje serike lidhet me tensionin që do të matet (Vm) dhe skaji tjetër me tokën. Një tension (V1) proporcional me tensionin e matur do të shfaqet në kryqëzimin e dy rezistencave. Ky kryqëzim mund të lidhet më pas me pin analog të Arduino. Tensioni mund të zbulohet duke përdorur këtë formulë.

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

Tensioni V1 pastaj matet nga Arduino.

Hapi 4: Ndërtimi i ndarësit të tensionit

Tani për të ndërtuar këtë ndarës të tensionit, së pari duhet të zbulojmë vlerat e rezistorëve. Ndiqni këto hapa për të llogaritur vlerën e rezistorëve.

1. Përcaktoni tensionin maksimal i cili do të matet.
2. Vendosni një vlerë të përshtatshme dhe standarde për R1 në intervalin kilo-ohm.
3. Duke përdorur formulën, llogaritni R2.
4. Nëse vlera e R2 nuk është (ose afër) një vlerë standarde, ndryshoni R1 dhe përsëritni hapat e mësipërm.
5. Meqenëse Arduino mund të trajtojë një maksimum prej 5V, V1 = 5V.

Për shembull, Le të jetë tensioni maksimal (Vm) që do të matet të jetë 12V dhe R1 = 47 kilo-ohms. Pastaj duke përdorur formulën R2 del të jetë e barabartë me 33k.

Tani, Ndërtoni një qark të ndarjes së tensionit duke përdorur këto rezistorë.

Me këtë konfigurim, ne tani kemi një kufi të sipërm dhe të poshtëm. Për Vm = 12V marrim V1 = 5V dhe për Vm = 0V marrim V1 = 0V. Kjo do të thotë, për 0 deri në 12V në Vm, do të ketë një tension proporcional nga 0 në 5V në V1 i cili më pas mund të futet në Arduino si më parë.

Hapi 5: Leximi i Tensionit

Me një modifikim të vogël në kod, tani mund të masim 0 deri në 12V.

Vlera analoge lexohet si më parë. Pastaj, duke përdorur të njëjtën formulë të përmendur më parë, matet tensioni midis 0 dhe 12V.

vlera = analogRead (A0);

tension = vlerë * (5.0/1023) * ((R1 + R2)/R2);

Modulet e zakonshme të Sensorit të Tensionit nuk janë gjë tjetër veçse një qark ndarës i tensionit. Këto janë vlerësuar nga 0 në 25V me rezistencë 30 kiloohm dhe 7.5 kilo-ohm.

Pra, pse të blini, kur mund të bëni DIY!

Faleminderit që qëndruat deri në fund. Shpresoj se ky mësim do t'ju kishte ndihmuar.

Regjistrohuni në kanalin tim në YouTube për më shumë projekte dhe mësime të ardhshme. Faleminderit edhe një herë!