Arduino ашиглан хүчдэлийн хэмжилт: 5 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Хүчдэлийг хэмжих нь гүйдлийн хэмжилттэй харьцуулахад аливаа микроконтроллерийг ашиглахад маш хялбар байдаг. Хэрэв та батерейтай ажиллаж байгаа эсвэл өөрөө тохируулах тэжээлийн хангамж хийхийг хүсч байвал хүчдэлийг хэмжих шаардлагатай болно. Хэдийгээр энэ арга нь ямар ч UC -д хамааралтай боловч энэ заавар дээр бид Arduino ашиглан хүчдэлийг хэрхэн хэмжих талаар сурах болно.

Зах зээл дээр хүчдэлийн мэдрэгч байдаг. Гэхдээ тэдэнд үнэхээр хэрэгтэй байна уу? Үүнийг олж мэдье!

Алхам 1: Үндсэн ойлголтууд

Микроконтроллер нь аналог хүчдэлийг шууд ойлгодоггүй. Тийм учраас бид товчхондоо аналоги тоон хөрвүүлэгч эсвэл ADC ашиглах ёстой. Arduino Uno-ийн тархи болох Atmega328 нь 6 сувагтай (A0-аас A5 хүртэл тэмдэглэгдсэн), 10 битийн ADC. Энэ нь 0-ээс 5V хүртэлх оролтын хүчдэлийг 0-ээс (2^10-1) хүртэлх бүхэл тоон утгад, өөрөөр хэлбэл 1023-тэй тэнцүү бөгөөд энэ нь нэгж тутамд 4.9мВ нарийвчлалыг өгдөг гэсэн үг юм. 0 нь 10V хүртэл 0V, 1 -ээс 4.9mv, 2 -оос 9.8мВ хүртэл байх болно.

Алхам 2: 0-5В хэмжих

Нэгдүгээрт, хамгийн их хүчдэл 5V -тэй хүчдэлийг хэрхэн хэмжихийг бид харах болно. Үүнийг хийх нь маш энгийн, учир нь тусгай өөрчлөлт хийх шаардлагагүй болно. Янз бүрийн хүчдэлийг дуурайхын тулд бид дунд зүү нь 6 сувгийн аль нэгэнд холбогдсон потенциометрийг ашиглах болно. Одоо бид ADC -ээс утгыг уншиж, хүчдэлийн ашигтай уншилт болгон хөрвүүлэх кодыг бичих болно.

А0 аналог зүүг уншиж байна

утга = analogRead (A0);

Одоо 'утга' хувьсагч нь хүчдэлээс хамаарч 0 -ээс 1023 хүртэлх утгыг агуулдаг.

хүчдэл = утга * 5.0/1023;

Одоо олж авсан утгыг нарийвчлалтай үржүүлж (нэгж тутамд 5/1023 = 4.9mV) бодит хүчдэлийг авна.

Эцэст нь хэмжсэн хүчдэлийг цуваа дэлгэц дээр харуулна.

Serial.print ("Хүчдэл =");

Serial.println (хүчдэл);

Алхам 3: 5В -оос дээш хүчдэлийг хэмжих

Гэхдээ хэмжих хүчдэл 5 вольтоос хэтэрсэн тохиолдолд асуудал үүсдэг. Үүнийг хүчдэл хуваагч хэлхээг ашиглан шийдэж болно. Энэ цувралын холболтын нэг үзүүрийг хэмжих хүчдэл (Vm), нөгөө үзүүрийг газардуулгатай холбодог. Хэмжсэн хүчдэлтэй пропорциональ хүчдэл (V1) нь хоёр резисторын уулзвар дээр гарч ирнэ. Дараа нь энэ уулзварыг Arduino -ийн аналог зүүтэй холбож болно. Энэ томъёог ашиглан хүчдэлийг олж мэдэх боломжтой.

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

Дараа нь V1 хүчдэлийг Arduino хэмждэг.

Алхам 4: Хүчдэл хуваагчийг бий болгох

Одоо хүчдэл хуваагчийг бий болгохын тулд эхлээд резисторуудын утгыг олж мэдэх хэрэгтэй. Резисторын утгыг тооцоолохын тулд эдгээр алхмуудыг дагана уу.

1. Хэмжих хамгийн их хүчдэлийг тодорхойлно уу.
2. R1-ийн хувьд тохиромжтой, стандарт утгыг кило-омын мужид тодорхойлно уу.
3. Томъёог ашиглан R2 -ийг тооцоолно уу.
4. Хэрэв R2 -ийн утга нь стандарт утга биш (эсвэл ойролцоо) байвал R1 -ийг өөрчилж, дээрх алхмуудыг давтана уу.
5. Arduino нь хамгийн ихдээ 5V ажиллах чадвартай тул V1 = 5V байна.

Жишээлбэл, хэмжих хамгийн их хүчдэлийг (Vm) 12V ба R1 = 47 кило-ом гэж үзье. Дараа нь томъёог ашиглавал R2 нь 33k -тай тэнцүү болно.

Эдгээр резисторуудыг ашиглан хүчдэл хуваагч хэлхээг байгуулна уу.

Энэхүү тохиргоог хийснээр бид дээд ба доод хязгаартай боллоо. Vm = 12V -ийн хувьд бид V1 = 5V, Vm = 0V -ийн хувьд V1 = 0V болно. Өөрөөр хэлбэл Vm -д 0 -ээс 12V -ийн хувьд V1 -д 0 -ээс 5V хүртэл пропорциональ хүчдэл байх бөгөөд үүнийг урьдын адил Arduino руу оруулах боломжтой болно.

Алхам 5: Хүчдэлийг уншина уу

Кодод бага зэрэг өөрчлөлт оруулснаар бид 0 -ээс 12 В хүртэл хэмжих боломжтой боллоо.

Аналог утгыг өмнөх шиг уншдаг. Дараа нь өмнө дурдсан ижил томъёог ашиглан 0 -ээс 12 В хүртэлх хүчдэлийг хэмжинэ.

утга = analogRead (A0);

хүчдэл = утга * (5.0/1023) * ((R1 + R2)/R2);

Нийтлэг хэрэглэгддэг хүчдэл мэдрэгчийн модулиуд нь хүчдэл хуваах хэлхээнээс өөр зүйл биш юм. Эдгээр нь 30 килоомм ба 7.5 кило-ом эсэргүүцэлтэй 0-ээс 25 В хүртэл хүчдэлтэй.

Тиймээс, хэрэв та DIY хийх боломжтой бол яагаад худалдаж авах ёстой вэ!

Эцсээ хүртэл наалдсанд баярлалаа. Энэ заавар танд тусалсан гэж найдаж байна.

Миний YouTube сувагт бүртгүүлээрэй, удахгүй болох бусад төсөл, хичээлүүдийг үзнэ үү. Дахин нэг удаа баярлалаа!