بسيط اردوينو الفولتميتر الرقمي

من خلال معرفة بسيطة بدائرة Arduino و Voltage Divider ، يمكننا تحويل Arduino إلى Digital Voltmeter ويمكننا قياس جهد الإدخال باستخدام Arduino وشاشة LCD مقاس 16 × 2.

يحتوي Arduino على العديد من دبابيس الإدخال التناظرية التي تتصل بمحول تناظري إلى رقمي (ADC) داخل Arduino. Arduino ADC عبارة عن محول من عشرة بتات ، مما يعني أن قيمة الإخراج ستتراوح من 0 إلى 1023. سنحصل على هذه القيمة باستخدام وظيفة analogRead () . إذا كنت تعرف الجهد المرجعي ، يمكنك بسهولة حساب الجهد الموجود عند الإدخال التناظري. يمكننا استخدام دائرة مقسم الجهد لحساب جهد الدخل. تعرف على المزيد حول ADC في Arduino هنا.

يتم عرض الجهد المقاس على شاشة عرض كريستالية سائلة (LCD) مقاس 16 × 2. لقد عرضنا أيضًا الجهد في Serial Monitor الخاص بـ Arduino IDE وأكدنا الجهد المقاس باستخدام Multimeter.

الأجهزة المطلوبة:

• اردوينو أونو
• 16x2 LCD (شاشة الكريستال السائل)
• 100 كيلو أوم المقاوم
• 10 كيلو أوم المقاوم
• 10 كيلو أوم مقياس الجهد
• اللوح
• أسلاك العبور

دائرة مقسم الجهد:

قبل الدخول في دائرة Arduino Voltmeter هذه ، دعنا نناقش حول دائرة مقسم الجهد.

مقسم الجهد عبارة عن دائرة مقاومة ويظهر في الشكل. في هذه الشبكة المقاومة لدينا مقاومان. كما هو موضح في الشكل ، R1 و R2 وهما 10 كيلو أوم و 100 كيلو أوم يتم أخذ نقطة المنتصف للفرع للقياس كمدخل تناظري في Arduino. انخفاض الجهد عبر R2 يسمى Vout ، وهذا هو الجهد المقسم لدائرتنا.

الصيغ:

باستخدام القيمة المعروفة (قيمتان للمقاوم R1 و R2 و جهد الدخل) ، يمكننا استبدالها في المعادلة أدناه لحساب جهد الخرج.

صوت = فين (R2 / R1 + R2)

تنص هذه المعادلة على أن جهد الخرج يتناسب طرديًا مع جهد الدخل ونسبة R1 و R2.

من خلال تطبيق هذه المعادلة في كود Arduino ، يمكن اشتقاق جهد الدخل بسهولة. يمكن لـ Arduino قياس جهد دخل التيار المستمر فقط + 55 فولت ، وبعبارة أخرى ، عند قياس 55 فولت ، سيكون دبوس Arduino التناظري عند أقصى جهد يبلغ 5 فولت ، لذلك من الآمن القياس ضمن هذا الحد. هنا يتم ضبط قيمة المقاومات R2 و R1 على 100000 و 10000 أي بنسبة 100: 10.

مخطط الدائرة والتوصيلات:

اتصال Arduino Digital Voltmeter بسيط ويظهر في مخطط الدائرة أدناه:

يتم توصيل Pin DB4 و DB5 و DB6 و DB7 و RS و EN لشاشات الكريستال السائل مباشرة بـ Pin D4 و D5 و D6 و D7 و D8 و D9 من Arduino Uno

النقطة المركزية لمقاومين R1 و R2 ، والتي تجعل دائرة مقسم الجهد ، متصلة بـ Arduino Pin A0. بينما الطرفان الآخران متصلان بجهد الإدخال (الجهد المراد قياسه) و gnd.

شرح الترميز:

يرد رمز Arduino الكامل لقياس جهد التيار المستمر في جزء الكود أدناه. الكود بسيط ويمكن فهمه بسهولة.

الجزء الرئيسي من الكود هو تحويل وتعيين جهد الدخل المحدد إلى جهد خرج معروض بمساعدة المعادلة المذكورة أعلاه Vout = Vin (R2 / R1 + R2). كما ذكرنا سابقًا ، ستتراوح قيمة خرج Arduino ADC من 0 إلى 1023 ويكون جهد الخرج الأقصى من Arduino 5 فولت لذلك يتعين علينا مضاعفة الإدخال التناظري عند A0 إلى 5/1024 للحصول على الجهد الحقيقي.

حلقة فارغة () {int analogvalue = analogRead (A0) ؛ درجة الحرارة = (القيمة التناظرية * 5.0) / 1024.0 ؛ // الصيغة المستخدمة لتحويل الفولتية input_volt = temp / (r2 / (r1 + r2)) ؛

هنا قمنا بعرض قيمة الجهد المقاس على شاشة LCD وشاشة Arduino التسلسلية. لذلك هنا في الكود ، يتم استخدام Serial.println لطباعة القيم على Serial monitor و lcd.print لطباعة القيم على 16x2 LCD.

Serial.print ("v =") ؛ // يطبع قيمة الجهد في الشاشة التسلسلية Serial.println (input_volt) ؛ lcd.setCursor (0 ، 1) ؛ lcd.print ("الجهد =") ؛ // يطبع قيمة الجهد في شاشة LCD بصمة lcd (input_voltage) ؛

هذه هي الطريقة التي يمكننا بها بسهولة حساب جهد التيار المستمر باستخدام Arduino. تحقق من الفيديو أدناه للتوضيح. من الصعب بعض الشيء حساب جهد التيار المتردد باستخدام Arduino ، يمكنك التحقق من ذلك هنا.