Arduino көмегімен кернеуді өлшеу: 5 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Кез келген микроконтроллер көмегімен кернеуді өлшеу ток өлшеуге қарағанда өте оңай. Егер сіз батареямен жұмыс жасасаңыз немесе реттелетін қуат көзін өзіңіз жасағыңыз келсе, кернеуді өлшеу қажет болады. Бұл әдіс кез келген UC -ге қатысты болса да, бірақ бұл оқулықта біз Arduino көмегімен кернеуді өлшеуді үйренеміз.

Нарықта кернеу сенсорлары бар. Бірақ олар сізге шынымен керек пе? Білейік!

1 -қадам: негіздері

Микроконтроллер аналогты кернеуді тікелей түсіне алмайды. Сондықтан біз аналогты цифрлық түрлендіргішті немесе ADC қысқаша қолдануға мәжбүрміз. Arduino Uno-ның миы Atmega328-де 6 каналы бар (A0-дан A5-ке дейін белгіленген), 10-биттік ADC. Бұл 0-ден 5В дейінгі кернеулерді 0-ден (2^10-1) дейінгі бүтін мәндерге салыстырады, яғни бірлікке 4,9 мВ ажыратымдылық беретін 1023-ке тең болады. 0 0V -ге сәйкес келеді, 1 -ден 4.9мв -қа дейін, 2 -ден 9.8мВ -қа дейін және 1023 дейін.

2-қадам: 0-5В өлшеу

Алдымен біз кернеуді 5В максималды кернеумен қалай өлшеуге болатынын көреміз. Бұл өте оңай, себебі арнайы өзгертулер қажет емес. Өзгермелі кернеуді модельдеу үшін біз ортаңғы істікшесі 6 арнаның кез келгеніне қосылған потенциометрді қолданамыз. Біз енді кодты ADC мәндерін оқу үшін жазамыз және оларды кернеудің пайдалы көрсеткіштеріне қайта түрлендіреміз.

А0 аналогты істікті оқу

мән = analogRead (A0);

Енді «мән» айнымалысы кернеуге байланысты 0 -ден 1023 -ке дейінгі мәнді қамтиды.

кернеу = мән * 5,0/1023;

Алынған мән енді нақты кернеуді алу үшін рұқсатқа көбейтіледі (бірлікке 5/1023 = 4,9мВ).

Ақырында, өлшенген кернеуді сериялық мониторда көрсетіңіз.

Serial.print («Кернеу =»);

Serial.println (кернеу);

3 -қадам: 5В жоғары кернеуді өлшеу

Бірақ мәселе өлшенетін кернеу 5 вольттан асқанда пайда болады. Мұны кернеу бөлгіш тізбегінің көмегімен шешуге болады, ол суретте көрсетілгендей тізбектей қосылған 2 резистордан тұрады. Бұл сериялы қосылудың бір ұшы өлшенетін кернеуге (Вм), екінші шеті жерге қосылады. Өлшенген кернеуге пропорционалды кернеу (V1) екі резистордың түйіскен жерінде пайда болады. Содан кейін бұл түйін Arduino аналогтық түйреуішіне қосылуы мүмкін. Кернеуді осы формуланың көмегімен білуге болады.

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

Содан кейін V1 кернеуін Arduino өлшейді.

4 -қадам: кернеу бөлгішті құру

Енді кернеу бөлгішті құру үшін алдымен резисторлардың мәндерін білуіміз керек. Резисторлардың мәнін есептеу үшін мына қадамдарды орындаңыз.

1. Өлшеу керек максималды кернеуді анықтаңыз.
2. R1 кило-ом диапазонында қолайлы және стандартты мәнді таңдаңыз.
3. Формуланы пайдаланып, R2 есептеңіз.
4. Егер R2 мәні стандартты емес (немесе оған жақын) болса, R1 -ді өзгертіңіз және жоғарыдағы әрекеттерді қайталаңыз.
5. Arduino максимум 5В жұмыс істей алатындықтан, V1 = 5V.

Мысалы, өлшенетін максималды кернеу (Вм) 12В және R1 = 47 кило-Ом болсын. Содан кейін R2 формуласы 33к тең болады.

Енді осы резисторлардың көмегімен кернеу бөлгіш тізбегін құрыңыз.

Бұл баптаумен бізде енді жоғарғы және төменгі шектер бар. Vm = 12V үшін біз V1 = 5V аламыз, ал Vm = 0V үшін V1 = 0V аламыз. Яғни, Вм -де 0 -ден 12 В -қа дейін, V1 -де 0 -ден 5 В -қа дейінгі пропорционалды кернеу болады, содан кейін оны бұрынғыдай Arduino -ға беруге болады.

5 -қадам: кернеуді оқу

Кодқа сәл өзгеріс енгізе отырып, біз енді 0 -ден 12В -қа дейін өлшей аламыз.

Аналогтық мән бұрынғыдай оқылады. Содан кейін, жоғарыда көрсетілген формуланың көмегімен 0 мен 12В арасындағы кернеу өлшенеді.

мән = analogRead (A0);

кернеу = мән * (5.0/1023) * ((R1 + R2)/R2);

Жалпыға қол жетімді кернеу сенсорлық модульдері кернеуді бөлетін тізбектен басқа ештеңе емес. Олар 30 килоомм және 7,5 кило-Ом резисторлары бар 0-ден 25 В-қа дейін есептелген.

Сонымен, DIY жасай алатын кезде, неге сатып алу керек!

Соңына дейін ұстағандарыңызға рахмет. Бұл оқулық сізге көмектеседі деп үміттенемін.

Болашақ жобалар мен оқулықтар үшін менің YouTube каналыма жазылыңыз. Тағы да рахмет!