El Arduino es un microcontrolador versátil capaz de medir el voltaje utilizando su convertidor analógico a digital incorporado (ADC). Esta capacidad es esencial para aplicaciones como el monitoreo de los niveles de batería, las señales de entrada de detección y las salidas de sensores de medición. Este tutorial lo guiará a través del proceso de medición de voltaje con un Arduino.
Lo que necesitarás
- Arduino tablero (por ejemplo, Uno, Mega, Nano)
- Divisor de voltaje (Si mide el voltaje superior a 5V)
- Cables de placa y jersey
- Fuente de voltaje a medir (por ejemplo, batería, sensor o fuente de alimentación ajustable)
- Una computadora con el Arduino IDE instalado
Paso 1: Comprensión de la medición de voltaje en Arduino
El ADC de Arduino convierte los voltajes analógicos (0V a 5V en la mayoría de los tableros) a un valor digital de 10 bits. Esto significa que el ADC proporciona un valor entre 0 y 1023, donde 0 corresponde a 0V y 1023 corresponde a 5V (o el voltaje de referencia).
Fórmula clave
Para calcular el voltaje de entrada:
Voltage = (ADC_Value / 1023.0) * Reference_Voltage
Nota: Para la mayoría de los tableros Arduino, el voltaje de referencia predeterminado es 5V. Si usa la variante de 3.3V, ajuste la fórmula en consecuencia.
Paso 2: Medición de voltaje directo
Para voltajes de hasta 5V, puede conectar la fuente de voltaje directamente a un pasador analógico.
Alambrado
| Componente | Alfiler de arduino |
|---|---|
| Fuente de voltaje (+) | A0 |
| Fuente de voltaje (-) | Gnd |
Código de ejemplo
#define analogPin A0
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int adcValue = analogRead(analogPin); // Read ADC value
float voltage = (adcValue / 1023.0) * 5.0; // Convert to voltage
Serial.print("Voltage: ");
Serial.print(voltage, 2); // Print voltage with 2 decimal places
Serial.println(" V");
delay(1000); // Update every second
}
Paso 3: Medir voltajes más altos con un divisor de voltaje
Para medir voltajes superiores a 5V, use un divisor de voltaje Para escalar el voltaje de entrada.
Fórmula de divisor de voltaje
El divisor de voltaje escala el voltaje de entrada usando dos resistencias:
Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2))
Por ejemplo, para medir hasta 12V:
- R1 = 10k ohmios
- R2 = 10k ohmios
- Factor de escala = 0.5 (Vout = Vin / 2)
Alambrado
| Componente | Conexión |
|---|---|
| Fuente de voltaje (+) | Entrada de divisor de voltaje R1 |
| División de voltaje R1/R2 Junction | Arduino a0 |
| Fuente de voltaje (-) | Gnd |
Código de ejemplo
#define analogPin A0
const float R1 = 10000.0; // Resistor R1 value in ohms
const float R2 = 10000.0; // Resistor R2 value in ohms
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int adcValue = analogRead(analogPin); // Read ADC value
float voltage = (adcValue / 1023.0) * 5.0; // Voltage at A0
// Scale up to actual input voltage
float inputVoltage = voltage * ((R1 + R2) / R2);
Serial.print("Input Voltage: ");
Serial.print(inputVoltage, 2); // Print with 2 decimal places
Serial.println(" V");
delay(1000); // Update every second
}
Paso 4: usando un voltaje de referencia externo
Para mediciones más precisas, puede usar un voltaje de referencia externo conectándolo al pasador ARF.
Pasos para establecer referencia externa
- Conecte un voltaje de referencia estable (por ejemplo, 3.3V) al pin ARF.
- En el código, establezca el voltaje de referencia:
analogReference(EXTERNAL);
- Ajuste los cálculos en el código para el nuevo voltaje de referencia.
Paso 5: Mejores prácticas para medidas precisas
- Evite el ruido: Use cables cortos y conexión a tierra adecuada para reducir el ruido eléctrico.
- Calibre su configuración: Verifique las lecturas con un multímetro para garantizar la precisión.
- Proteja el Arduino: Use resistencias o diodos para proteger el pin de entrada analógica de la sobretensión.
- Filtro de señales ruidosas: Agregue un condensador a través de la entrada para suavizar las fluctuaciones de voltaje.
Aplicaciones de medición de voltaje
- Monitoreo de niveles de batería
- Deteniendo señales analógicas de los sensores
- Medición de los voltajes de la fuente de alimentación
- Proyectos multímetro de bricolaje
Solución de problemas
-
Lecturas incorrectas:
- Verifique el cableado y garantice los valores correctos de la resistencia para el divisor de voltaje.
- Verifique el voltaje de referencia en los cálculos.
-
Valores fluctuantes:
- Agregue un condensador (10 µF o 100 µF) a través de la entrada.
-
Protección de sobretensión:
- Asegúrese de que el voltaje de entrada no exceda los límites calculados del divisor de voltaje.
Conclusión
La medición del voltaje con un Arduino es directo y muy útil para muchos proyectos electrónicos. Ya sea que esté monitoreando los niveles de batería o la interfaz con los sensores, la comprensión de la medición de voltaje abre una amplia gama de posibilidades. ¡Experimente con diferentes configuraciones e integre la medición de voltaje en sus proyectos!
