Arduino istifadə edərək gərginlik ölçülməsi: 5 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Gərginliyin ölçülməsi cərəyanın ölçülməsi ilə müqayisədə istənilən mikrokontrolördən istifadə etməklə olduqca asandır. Batareyalarla işləyirsinizsə və ya özünüz tənzimlənən enerji təchizatı etmək istəyirsinizsə, gərginliyin ölçülməsi zəruridir. Bu üsul hər hansı bir uC üçün tətbiq olunsa da, bu dərsdə Arduino istifadə edərək gərginliyi ölçməyi öyrənəcəyik.

Bazarda gərginlik sensorları mövcuddur. Ancaq həqiqətən onlara ehtiyacınız varmı? Gəlin öyrənək!

Addım 1: Əsaslar

Mikro nəzarətçi analog gərginliyi birbaşa anlaya bilməz. Buna görə bir analogdan rəqəmsal çeviriciyə və ya qısaca ADC -dən istifadə etməliyik. Arduino Uno-nun beyni olan Atmega328, 6 kanallı (A0-dan A5-ə qədər) 10 bitlik ADC-yə malikdir. Bu, 0-dan 5V-a qədər olan giriş gərginliklərini 0-dan (2^10-1), yəni vahid başına 4.9mV həll edən 1023-ə bərabər olan tam ədədlərə uyğunlaşdıracağını bildirir. 0, 1023 -ə qədər 0V, 1 ilə 4.9mv, 2 ilə 9.8mV və s.

Addım 2: 0-5V ölçmək

Birincisi, maksimum 5V gərginliyi olan gərginliyi necə ölçəcəyimizi görəcəyik. Xüsusi dəyişikliklərə ehtiyac olmadığı üçün bu çox asandır. Dəyişən gərginliyi simulyasiya etmək üçün orta pin 6 kanaldan birinə bağlı olan bir potansiometrdən istifadə edəcəyik. İndi ADC -dən dəyərləri oxumaq və yenidən faydalı gərginlik oxunuşlarına çevirmək üçün kodu yazacağıq.

Analog pin A0 oxunur

dəyər = analogRead (A0);

İndi 'dəyər' dəyişənində gərginlikdən asılı olaraq 0 ilə 1023 arasında bir dəyər var.

gərginlik = dəyər * 5.0/1023;

Alınan dəyər, faktiki gərginliyi əldə etmək üçün qətnamə ilə vurulur (vahid başına 5/1023 = 4.9mV).

Və nəhayət, ölçülmüş gərginliyi Serial monitorda göstərin.

Serial.print ("Gərginlik =");

Serial.println (gərginlik);

Addım 3: 5V -dən yuxarı gərginliyi ölçün

Ancaq ölçülməsi lazım olan gərginlik 5 voltdan artıq olduqda problem yaranır. Bu, göstərildiyi kimi ardıcıl olaraq bağlanan 2 rezistordan ibarət olan bir gərginlik bölücü dövrə istifadə edərək həll edilə bilər. Bu seriyalı əlaqənin bir ucu ölçülməli olan gərginliyə (Vm), digər ucu isə yerə bağlıdır. Ölçülmüş gərginliyə mütənasib bir gərginlik (V1) iki rezistorun qovşağında görünəcək. Bu qovşaq daha sonra Arduino analog pininə qoşula bilər. Gərginliyi bu düsturla tapmaq olar.

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

V1 gərginliyi Arduino tərəfindən ölçülür.

Addım 4: Gərginlik Bölücüsünün Qurulması

İndi bu gərginlik bölücüsünü qurmaq üçün əvvəlcə rezistorların dəyərlərini öyrənməliyik. Rezistorların dəyərini hesablamaq üçün bu addımları izləyin.

1. Ölçülməli olan maksimum gərginliyi təyin edin.
2. Kilo-ohm aralığında R1 üçün uyğun və standart dəyərə qərar verin.
3. Formuladan istifadə edərək R2 hesablayın.
4. R2 dəyəri standart bir dəyər deyilsə (və ya ona yaxın deyilsə), R1 -i dəyişdirin və yuxarıdakı addımları təkrarlayın.
5. Arduino maksimum 5V idarə edə bildiyindən V1 = 5V.

Məsələn, ölçüləsi maksimum gərginlik (Vm) 12V və R1 = 47 kilo-ohm olsun. Sonra R2 formulunu istifadə edərək 33k -ə bərabər olduğu ortaya çıxır.

İndi bu rezistorlardan istifadə edərək bir gərginlik bölücü dövrə qurun.

Bu quruluşla artıq yuxarı və aşağı həddimiz var. Vm = 12V üçün V1 = 5V, Vm = 0V üçün V1 = 0V alırıq. Yəni Vm -də 0 -dan 12V -ə qədər, V1 -də 0 -dan 5V -a qədər mütənasib bir gərginlik olacaq və bundan sonra əvvəlki kimi Arduino -ya verilə bilər.

Addım 5: Gərginliyi oxumaq

Kodda kiçik bir dəyişiklik ilə, indi 0 ilə 12V arasında ölçə bilərik.

Analog dəyər əvvəlki kimi oxunur. Daha sonra yuxarıda göstərilən eyni düsturdan istifadə edərək 0 ilə 12V arasındakı gərginlik ölçülür.

dəyər = analogRead (A0);

gərginlik = dəyər * (5.0/1023) * ((R1 + R2)/R2);

Ümumi olaraq mövcud olan Gərginlik Sensor Modulları yalnız bir gərginlik bölücü dövrədən başqa bir şey deyil. Bunlar 30 kiloohm və 7.5 kilo-ohm rezistorlu 0 ilə 25V arasında qiymətləndirilmişdir.

Beləliklə, DIY edə bildiyiniz zaman niyə satın almalısınız!

Sona qədər qaldığınız üçün təşəkkürlər. Ümid edirəm bu dərslik sizə kömək edərdi.

Daha çox gələcək layihələr və dərslər üçün YouTube kanalıma abunə olun. Bir daha təşəkkürlər!