ძაბვის გაზომვა არდუინოს გამოყენებით: 5 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

ძაბვის გაზომვა საკმაოდ ადვილია ნებისმიერი მიკროკონტროლის გამოყენებით დენის გაზომვასთან შედარებით. ძაბვის გაზომვა აუცილებელი ხდება, თუ თქვენ მუშაობთ ბატარეებთან ან გსურთ შექმნათ თქვენი საკუთარი რეგულირებადი კვების წყარო. მიუხედავად იმისა, რომ ეს მეთოდი ვრცელდება ნებისმიერ uC– ზე, ამ სახელმძღვანელოში ჩვენ ვისწავლით თუ როგორ გავზომოთ ძაბვა Arduino– ს გამოყენებით.

ბაზარზე არსებობს ძაბვის სენსორები. მაგრამ მართლა გჭირდებათ ისინი? მოდით გავარკვიოთ!

ნაბიჯი 1: საფუძვლები

მიკროკონტროლერს არ შეუძლია პირდაპირ გაიგოს ანალოგური ძაბვა. ამიტომ ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ ანალოგური ციფრული გადამყვანი ან მოკლედ ADC. Atmega328, რომელიც არის Arduino Uno– ს ტვინი, აქვს 6 არხი (აღინიშნება A0– დან A5– მდე), 10 ბიტიანი ADC. ეს ნიშნავს, რომ იგი შეყვანის ძაბვებს 0-დან 5 ვ-მდე ასახავს მთელ მნიშვნელობებად 0-დან (2^10-1), ანუ 1023-ის ტოლი, რაც იძლევა რეზოლუციას 4.9 მვ ერთეულზე. 0 შეესაბამება 0V- ს, 1 -დან 4.9mv- მდე, 2 -დან 9.8mV- მდე და ასე შემდეგ 1023 წლამდე.

ნაბიჯი 2: გაზომვა 0-5V

პირველი, ჩვენ ვნახავთ, თუ როგორ გავზომოთ ძაბვა მაქსიმალური ძაბვით 5 ვ. ეს ძალიან ადვილია, რადგან სპეციალური ცვლილებები არ არის საჭირო. განსხვავებული ძაბვის სიმულაციისთვის ჩვენ გამოვიყენებთ პოტენომეტრს, რომლის შუა პინი დაკავშირებულია რომელიმე 6 არხიდან რომელიმეზე. ჩვენ ახლა დავწერთ კოდს, რომ წავიკითხოთ მნიშვნელობები ADC– დან და გადავაქციოთ ისინი ძაბვის სასარგებლო მაჩვენებლებად.

კითხულობს ანალოგურ პინს A0

მნიშვნელობა = analogRead (A0);

ახლა, ცვლადი 'მნიშვნელობა' შეიცავს მნიშვნელობას 0 -დან 1023 -მდე ძაბვის მიხედვით.

ძაბვა = მნიშვნელობა * 5.0/1023;

მიღებული მნიშვნელობა ახლა გამრავლებულია რეზოლუციით (5/1023 = 4.9 მვ ერთეულზე) ფაქტობრივი ძაბვის მისაღებად.

დაბოლოს, აჩვენეთ გაზომილი ძაბვა სერიულ მონიტორზე.

Serial.print ("ძაბვა =");

Serial.println (ძაბვა);

ნაბიჯი 3: ძაბვის გაზომვა 5 ვ -ზე ზემოთ

მაგრამ პრობლემა ჩნდება მაშინ, როდესაც გასაზომი ძაბვა აღემატება 5 ვოლტს. ეს შეიძლება მოგვარდეს ძაბვის გამყოფი სქემის გამოყენებით, რომელიც შედგება 2 რეზისტორისგან, რომლებიც დაკავშირებულია სერიაში, როგორც ნაჩვენებია. ამ სერიის კავშირის ერთი ბოლო უკავშირდება შესაფასებელ ძაბვას (Vm) და მეორე ბოლო მიწას. ძაბვა (V1) პროპორციული გაზომილი ძაბვისას გამოჩნდება ორი რეზისტორის შეერთებაზე. შემდეგ ეს შეერთება შეიძლება დაუკავშირდეს არდუინოს ანალოგურ პინს. ძაბვის დადგენა შესაძლებელია ამ ფორმულის გამოყენებით.

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

შემდეგ ძაბვა V1 იზომება არდუინოს საშუალებით.

ნაბიჯი 4: ძაბვის გამყოფის მშენებლობა

ამ ძაბვის გამყოფის ასაშენებლად, ჩვენ ჯერ უნდა გავარკვიოთ რეზისტორების მნიშვნელობები. მიყევით ამ ნაბიჯებს რეზისტორების მნიშვნელობის გამოსათვლელად.

1. განსაზღვრეთ მაქსიმალური ძაბვა, რომელიც უნდა გაიზომოს.
2. გადაწყვიტეთ R1– ის შესაფერისი და სტანდარტული მნიშვნელობა კილო-ომის დიაპაზონში.
3. ფორმულის გამოყენებით გამოთვალეთ R2.
4. თუ R2 მნიშვნელობა არ არის (ან ახლოს) სტანდარტულ მნიშვნელობასთან, შეცვალეთ R1 და გაიმეორეთ ზემოაღნიშნული ნაბიჯები.
5. ვინაიდან არდუინოს შეუძლია გაუმკლავდეს მაქსიმუმ 5 ვ, V1 = 5 ვ.

მაგალითად, ნებადართული მაქსიმალური ძაბვა (Vm) იყოს 12V და R1 = 47 კილო-ომი. შემდეგ ფორმულის გამოყენებით R2 ტოლია 33k.

ახლა, შექმენით ძაბვის გამყოფი წრე ამ რეზისტორების გამოყენებით.

ამ კონფიგურაციით, ჩვენ ახლა გვაქვს ზედა და ქვედა ზღვარი. Vm = 12V– სთვის ვიღებთ V1 = 5V და Vm = 0V– სთვის ვიღებთ V1 = 0V. ანუ, 0 -დან 12 ვ -მდე Vm– ზე, იქნება პროპორციული ძაბვა 0 – დან 5 ვ – მდე V1– ზე, რომელიც შემდგომში შეიძლება შევიდეს არდუინოში, როგორც ადრე.

ნაბიჯი 5: ძაბვის კითხვა

კოდში მცირედი ცვლილებით, ჩვენ შეგვიძლია გავზომოთ 0 -დან 12 ვ -მდე.

ანალოგური მნიშვნელობა იკითხება, როგორც ადრე. შემდეგ, ზემოთ ნახსენები ფორმულის გამოყენებით, იზომება ძაბვა 0 -დან 12 ვ -მდე.

მნიშვნელობა = analogRead (A0);

ძაბვა = მნიშვნელობა * (5.0/1023) * ((R1 + R2)/R2);

საყოველთაოდ ხელმისაწვდომი ძაბვის სენსორის მოდულები სხვა არაფერია, თუ არა მხოლოდ ძაბვის გამყოფი წრე. ეს არის შეფასებული 0-დან 25 ვ-მდე 30 კილოოჰამი და 7.5 კილო-ოჰმიანი რეზისტენტებით.

ასე რომ, რატომ უნდა იყიდოთ, როდესაც შეგიძლიათ ხელნაკეთი გააკეთოთ!

გმადლობთ, რომ ბოლომდე იყავით. ვიმედოვნებ, რომ ეს გაკვეთილი დაგეხმარებოდათ.

გამოიწერეთ ჩემი YouTube არხი მეტი მომავალი პროექტებისა და გაკვეთილებისთვის. მადლობა კიდევ ერთხელ!