Arduino-baserad DC Voltmeter Circuit - Konstruktionsdetaljer och testning

I det här inlägget ska vi konstruera en likspänningsmätare med Arduino där avläsningarna visas i 16x2 LCD.

Den föreslagna voltmeterdesignen kan läsa upp till 30 V med en tolerans på +/- 0,5 volt. Vi ska se hur denna inställning fungerar och utforska andra möjligheter vi kan åstadkomma än att mäta spänning.

Det här projektet är ganska enkelt, även nybörjare kan åstadkomma med lätthet, men försiktighet måste iakttas när man prototyper kretsen eftersom vi ska tillämpa extern spänning, eventuell felanslutning till Arduino kan leda till dödlig skada på brädet.

Låt varningen vara en sida, låt oss utforska hur den fungerar.

Här använder vi analog till digital konverteringsprocess. Spänningen från vilken källa som helst är analog funktion avläsningarna som visas på 16x2 LCD är en digital funktion.

Utmaningen är att konvertera dessa analoga funktioner till digital funktion. Lyckligtvis har Arduino funktionalitet för att läsa analoga funktioner och konvertera dem till diskret funktion.

Arduino mikrokontroller utrustad med 10-bitars analog till digital omvandlare (ADC). Detta betyder att Arduino kan läsa 2 ^ 10 = 1024 diskreta spänningsnivåer.

Med andra ord samplas spänningen som appliceras på den analoga stiftet i Arduino 1024 diskreta spänningsnivåer med avseende på en referensspänning som det samplade värdet visas i LCD-skärmen. Detta är principen bakom denna voltmeter eller nästan vilken digital voltmeter som helst.

Den applicerade externa spänningen mäts dock inte direkt av Arduino. Spänningen trappas ner med hjälp av spänningsdelare och lite matematik görs i programmet för att få den faktiska spänningsavläsningen.

Hur det fungerar

Kretsen består av två motstånd, en LCD-skärm och en Arduino som är hjärnan hos den digitala voltmätaren. De två motstånden fungerar som spänningsdelare, delarens nod är ansluten till det analoga stiftet # A0 på Arduino, som läser ingångsspänningen. Jordförbindelse upprättas mellan Arduino och extern spänningskälla.

Den minsta spänningen som kan mäta med denna voltmeter är 0,1 V, denna tröskel är inställd i programmet, så att den läser 0,00 volt efter att spänningen har kopplats bort och inte visar avläsningar på grund av statisk laddning runt mätsonden.

Författarens prototyp:

Vänd inte polariteten medan du mäter spänningen, det kommer inte att skada kretsen, men den läser ingen spänning och visar 0,00 V tills du korrigerar polariteten. Justera LCD-skärmens kontrast till optimal nivå genom att vrida potentiometern.

Se till att du inte använder någon spänningskälla som kan spika högre än 30V, det kan skada ditt Arduino-kort. Tekniskt kan du stöta upp den maximala mätspänningen för denna krets genom att ändra motståndsvärden och modifiera programmet, men för den illustrerade installationen är 30V gräns.

För korrekt avläsning, välj fasta motstånd med minsta toleransvärde, motstånd spelar en viktig roll vid kalibrering av spänningsavläsningen.

Kretsschema:

Den andra möjligheten för denna voltmeter är att vi kan modifiera programmet för att automatisera vissa uppgifter.

Till exempel, upptäcka full batterispänning och koppla bort batteriet från laddaren eller koppla bort batteriet om spänningen går under förinställd spänningsnivå och så vidare. Dessa uppgifter kan utföras även utan LCD-display. Detta är dock föremål för en annan artikel.

Program:

//--------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---------//

Kontrollera avläsningarna med en bra voltmeter / multimeter.