מעגל מד מתח DC מבוסס ארדואינו - פרטי בנייה ובדיקה

בהודעה זו אנו הולכים לבנות מד מתח DC באמצעות ארדואינו, שם הקריאות מוצגות ב- LCD בגודל 16x2.

תכנון מד המתח המוצע יכול לקרוא עד 30 וולט עם סובלנות של +/- 0.5 וולט. אנו הולכים לראות כיצד הגדרה זו פועלת ולחקור אפשרויות אחרות שנוכל להשיג למעט מדידת מתח.

פרויקט זה הוא פשוט למדי, אפילו למתחילים יכולים לבצע זאת בקלות, אך יש לנקוט בזהירות בעת יצירת טיפוס במעגל מכיוון שאנו הולכים להפעיל מתח חיצוני, כל חיבור שגוי לארדואינו עלול להוביל לפגיעה אנושה בלוח שלך.

שיהיה האזהרה צד, בואו נחקור כיצד היא מתפקדת.

כאן אנו משתמשים בתהליך המרה אנלוגי לדיגיטלי. מתח מכל מקור שהוא הוא פונקציה אנלוגית הקריאות המוצגות על גבי LCD 16x2 הן פונקציה דיגיטלית.

האתגר הוא להמיר את הפונקציות האנלוגיות לפונקציה דיגיטלית. למרבה המזל, ל- Arduino יש פונקציונליות לקרוא פונקציות אנלוגיות ולהמיר אותן לפונקציה נפרדת.

מיקרו-בקר Arduino מצויד בממיר אנלוגי לדיגיטלי 10 ביט (ADC). פירוש הדבר שארדואינו יכול לקרוא 2 ^ 10 = 1024 רמות מתח בדידות.

במילים אחרות, המתח המופעל על הסיכה האנלוגית של ארדואינו נדגם 1024 רמות מתח בדידות ביחס למתח התייחסות שהערך המדגם מוצג על גבי LCD. זה העיקרון שעומד מאחורי מד המתח הזה או כמעט כל מד מתח דיגיטלי.

עם זאת, המתח החיצוני המופעל אינו נמדד ישירות על ידי ארדואינו. המתח יורד בעזרת מחלקי מתח ומתמטיקה מסוימת נעשית בתוכנית על מנת לקבל קריאת מתח בפועל.

איך זה עובד

המעגל מורכב משני נגדים, תצוגת LCD אחת וארדואינו שהוא מוחו של המתח הדיגיטלי. שני הנגד משמש כמחלק מתח, הצומת של המחלק מחובר לסיכה האנלוגית # A0 של הארדואינו, הקוראת את מתח הכניסה. חיבור קרקע נוצר בין ארדואינו למקור מתח חיצוני.

המתח המינימלי שיכול למדוד באמצעות מד מתח זה הוא 0.1 וולט, סף זה נקבע בתוכנית, כך שהוא קורא 0.00 וולט לאחר ניתוק מקור המתח ולא מציג קריאות בגלל מטען סטטי סביב הגשוש המדידה.

אב הטיפוס של המחבר:

אל תהפוך את הקוטביות בזמן מדידת המתח, זה לא יפגע במעגל, אבל הוא לא קורא שום מתח ומציג 0.00 וולט, עד שתתקן את הקוטביות. כוונן את הניגודיות של תצוגת LCD לרמה מיטבית על ידי סיבוב הפוטנציומטר.

וודא שאינך מחיל שום מקור מתח שעשוי לעלות גבוה יותר מ -30 וולט. מבחינה טכנית ניתן להקפיץ את מתח המדידה המרבי של מעגל זה על ידי שינוי ערכי הנגד ושינוי התוכנית, אך עבור ההתקנה המוצגת 30V הוא מגבלה.

לקריאה מדויקת, בחר נגדים קבועים בעלי ערך סובלנות מינימלי, נגדים ממלאים תפקיד חשוב בכיול קריאת המתח.

תרשים מעגל:

האפשרות האחרת של מד מתח זה היא שנוכל לשנות את התוכנית כדי להפוך כמה משימות לאוטומטיות.

לדוגמה, זיהוי מתח סוללה מלא ונתק את הסוללה מהמטען שלה או נתק את הסוללה אם המתח יורד מתחת לרמת המתח המוגדרת מראש וכן הלאה, ניתן לבצע משימה זו גם ללא תצוגת LCD. עם זאת זה נושא למאמר אחר.

תכנית:

//--------Program developed by R.Girish---------//
#include
LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2)
int analogInput = 0
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000
float R2 = 10000
int value = 0
void setup()
{
pinMode(analogInput, INPUT)
lcd.begin(16, 2)
lcd.print('DC VOLTMETER')
Serial.begin(9600)
}
void loop()
{
value = analogRead(analogInput)
vout = (value * 5.0) / 1024
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin<0.10) {
vin=0.0
}
lcd.setCursor(0, 1)
lcd.print('INPUT V= ')
lcd.print(vin)
delay(500)
}
//--------Program developed by R.Girish---------//

אנא בדוק את הקריאות בעזרת מד מתח / מולטימטר טוב.