مقياس التيار الكهربائي الرقمي القائم على اردوينو

يستخدم Ammeter لقياس التدفق الحالي من خلال أي حمل أو جهاز. هنا في مقياس Arduino Ammeter هذا ، سنشرح كيفية قياس التيار باستخدام قانون أوم. سيكون من المثير للاهتمام وكذلك تطبيق جيد للعلوم الأساسية التي درسناها في أيام المدرسة.

كل منا معروف جيدًا بقانون أوم ، فهو ينص على أن " فرق الجهد بين قطبين أو طرفي موصل يتناسب طرديًا مع مقدار التيار الذي يمر عبر نفس الموصل " من أجل ثابت التناسب نستخدم المقاومة ، لذلك هنا هو تأتي معادلة قانون أوم.

V = IR

• V = الجهد عبر الموصل في Volt (v).
• أنا = يمر التيار عبر الموصل في أمبير (أ).
• R = مقاومة التناسب الثابت بالأوم (Ω).

من أجل العثور على التيار المار عبر الجهاز ، نعيد ترتيب المعادلة على النحو التالي ، أو يمكننا الحساب باستخدام حاسبة قانون أوم.

أنا = V / R.

من أجل معرفة التيار ، نحتاج إلى بعض البيانات:

1. الجهد االكهربى
2. مقاومة

سنقوم ببناء مقاومة متسلسلة مع الجهاز. نظرًا لأننا نحتاج إلى إيجاد انخفاض الجهد عبر الجهاز ، فنحن بحاجة إلى قراءات الجهد قبل وبعد انخفاض الجهد ، وهذا ممكن في المقاومة بسبب عدم وجود قطبية.

كما هو الحال في الرسم البياني أعلاه ، علينا أن نجد الفولتية التي تتدفق عبر المقاوم. يعطينا الفرق بين الفولتية (V1-V2) عند طرفي المقاومات انخفاضًا في الجهد عبر المقاوم (R) ونقسم انخفاض الجهد على قيمة المقاوم نحصل على تدفق التيار (I) عبر الجهاز. هذه هي الطريقة التي يمكننا بها حساب القيمة الحالية التي تمر عبرها ، دعنا ندخلها في التنفيذ العملي.

المكونات المطلوبة:

• اردوينو اونو.
• المقاوم 22Ω.
• شاشة LCD مقاس 16x2.
• يؤدى.
• 10 كيلو وعاء.
• اللوح.
• المقياس المتعدد.
• كابلات توصيل.

مخطط الدائرة والتوصيلات:

الرسم التخطيطي لل مشروع مقياس التيار الكهربائي اردوينو هو التالي

يوضح الرسم التخطيطي اتصال Arduino Uno بشاشة LCD ومقاوم ومصباح LED. Arduino Uno هو مصدر الطاقة لجميع المكونات الأخرى.

يحتوي Arduino على دبابيس تمثيلية ورقمية. دائرة المستشعر متصلة بالمدخلات التناظرية التي نحصل منها على قيمة الجهد. يتم توصيل شاشة LCD بالدبابيس الرقمية (7،8،9،10،11،12).

تحتوي شاشة LCD على 16 دبوسًا ، أول دبابيس (VSS ، VDD) وآخر دبابيس (الأنود ، الكاثود) متصلان بـ gnd و 5 v. يتم توصيل دبابيس إعادة الضبط (RS) والتمكين (E) بدبابيس Arduino الرقمية 7 و 8. تتصل دبابيس البيانات D4-D7 بالدبابيس الرقمية في Arduino (9،10،11،12). دبوس V0 متصل بالدبوس الأوسط للوعاء. الأسلاك الحمراء والسوداء هي 5v و gnd.

دائرة الاستشعار الحالية:

تتكون دائرة Ammeter هذه من المقاوم و LED كحمل. يتم توصيل المقاوم في سلسلة بمصباح LED الذي يتدفق التيار خلال الحمل ويتم تحديد انخفاض الجهد من المقاوم. سوف يتصل الطرفان V1 و V2 بالإدخال التناظري لاردوينو.

في ADC من Arduino الذي يغطي الجهد إلى أرقام دقة 10 بت من 0-1023. لذلك نحن بحاجة إلى إخفائها في قيمة الجهد باستخدام البرمجة. قبل ذلك نحتاج إلى معرفة الحد الأدنى من الجهد الذي يمكن لـ ADC من Arduino اكتشافه ، وهذه القيمة هي 4.88mV. نضرب القيمة من ADC مع 4.88mV ونحصل على الجهد الفعلي في ADC. تعرف على المزيد حول ADC الخاص بـ Arduino هنا.

العمليات الحسابية:

تتراوح قيمة الجهد من ADC في Arduino بين 0-1023 ويتراوح الجهد المرجعي بين 0-5 فولت.

فمثلا:

قيمة V1 = 710 ، V2 = 474 ، R = 22Ω ، الفرق بين الفولتية هو 236. نقوم بتحويله إلى جهد بضربه بـ 0.00488 ، ثم نحصل على 1.15v. لذا فإن فرق الجهد هو 1.15 فولت ، وبتقسيمه على 22 نحصل على القيمة الحالية 0.005A. هنا استخدمنا المقاوم 22ohm منخفض القيمة كمستشعر حالي. هذه هي الطريقة التي يمكننا بها قياس التيار باستخدام Arduino.

كود اردوينو:

كود كامل لمقياس اردوينو لقياس التيار ، موضح في نهاية هذه المقالة.

تشبه برمجة Arduino تقريبًا برمجة c ، أولاً نعلن عن ملفات الرأس. تستدعي ملفات الرأس الملف الموجود في التخزين ، مثل الحساب أحصل على قيم الجهد باستخدام وظيفة analogread .

int voltage_value0 = analogRead (A0) ؛ int voltage_value1 = analogRead (A1) ؛

يتم الإعلان عن متغير تعويم مؤقت لعقد قيمة الجهد مثل تعويم temp_val. يتم ضرب القيمة بـ 0.00488 للحصول على فرق الجهد الفعلي ثم يتم تقسيمها على قيمة المقاوم للعثور على التدفق الحالي. 0.00488v هو الحد الأدنى من الجهد الذي يمكن أن تكتشفه ADC في Arduino.

int subraction_value = (voltage_value0 - voltage_value1) ؛ تعويم temp_val = (subraction_value * 0.00488) ؛ تعويم current_value = (temp_val / 22) ؛

تحقق من الفيديو التوضيحي الكامل أدناه وتحقق أيضًا من Arduino Digital Voltmeter.