Mittajännite Arduinon kanssa

Arduino on monipuolinen mikrokontrolleri, joka pystyy mittaamaan jännitettä käyttämällä sisäänrakennettua analogista-digitaalista muunninta (ADC). Tämä ominaisuus on välttämätön sovelluksille, kuten akun tasojen, tunnistussignaalien ja anturin lähtöjen mittaus. Tämä opetusohjelma opastaa sinua mittausjännitteen mittausprosessin kanssa Arduinon kanssa.

---

Mitä tarvitset

1. Arduino -lautakunta (esim. UNO, Mega, Nano)
2. Jännitejakaja (Jos mitataan jännite, jonka jännite on yli 5 V)
3. Leipälevy- ja hyppyjohdot
4. Jännitteen lähde mitataan (esim. Akku, anturi tai säädettävä virtalähde)
5. Tietokone, jossa Arduino IDE on asennettu

---

Vaihe 1: Arduinon jännitteen mittauksen ymmärtäminen

Arduinon ADC muuntaa analogiset jännitteet (0 V-5 V useimmissa levyissä) 10-bittiseksi digitaaliseksi arvoksi. Tämä tarkoittaa, että ADC tarjoaa arvon välillä 0 - 1023, missä 0 vastaa 0 V: tä ja 1023: ta vastaa 5 V: ta (tai vertailujännitettä).

Keskeinen kaava

Tulojännitteen laskeminen:

Voltage = (ADC_Value / 1023.0) * Reference_Voltage

Huomaa: Useimmille Arduino -levyille oletusjännite on 5 V. Jos käytät 3,3 V: n varianttia, säädä kaava vastaavasti.

---

Vaihe 2: Suora jännitteen mittaus

Jopa 5 V jännitteille voit kytkeä jännitteen lähteen suoraan analogiseen nastaan.

Johdotus

Komponentti	Arduino -nasta
Jännitelähde (+)	A0
Jännitteen lähde (-)	Hölynpöly

Esimerkkikoodi

#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
}

---

Vaihe 3: Mittaa korkeampi jännitteet jännitteen jakajalla

Mittaa yli 5 V jännitteet a jännitejakaja Tulojännitteen pienentäminen.

Jännitteen jakajan kaava

Jännitteenjakaja skaalaa tulojänniteen kahdella vastuksella:

Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2))

Esimerkiksi mitata jopa 12 V:

• R1 = 10k ohmit
• R2 = 10k ohmia
• Skaalauskerroin = 0,5 (vout = VIN / 2)

Johdotus

Komponentti	Yhteys
Jännitelähde (+)	Jännitteen jakaja R1 -tulo
Jännitteen jakaja R1/R2 -risteys	Arduino A0
Jännitteen lähde (-)	Hölynpöly

Esimerkkikoodi

#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
}

---

Vaihe 4: Ulkoisen vertailujännitteen käyttäminen

Tarkempien mittausten avulla voit käyttää ulkoista referenssijännitettä kytkemällä se AREF -nastaan.

Vaiheet ulkoisen viitteen asettamiseksi

1. Kytke vakaa vertailujännite (esim. 3,3 V) AREF -nastaan.
2. Aseta koodissa referenssijännite:

analogReference(EXTERNAL);

3. Säädä uuden referenssijännitteen koodin laskelmat.

---

Vaihe 5: Parhaat käytännöt tarkkoihin mittauksiin

1. Vältä melua: Käytä lyhyitä johtoja ja oikeaa maadoitusta sähkömelun vähentämiseksi.
2. Kalibroi asetukset: Varmista lukemat monimittarilla tarkkuuden varmistamiseksi.
3. Suojaa Arduino: Käytä vastuksia tai diodeja suojaamaan analoginen tulotappi ylijännitteeltä.
4. Suodata meluisat signaalit: Lisää kondensaattori sisääntulon poikki tasoittaaksesi jännitteen vaihtelut.

---

Jännitteen mittauksen sovellukset

1. Akkutasojen seuranta
2. Antureiden analogisten signaalien tunnistaminen
3. Virtalähteen jännitteiden mittaus
4. DIY -monimittariprojektit

---

Vianetsintä

1. Virheelliset lukemat:

   • Varmista johdotus ja varmista jännitteenjakajan oikeat vastuksen arvot.
   • Tarkista laskelmien vertailujännite.

2. Vaihtelevat arvot:

   • Lisää kondensaattori (10µF tai 100 µF) tuloon.

3. Ylijännitesuoja:

   • Varmista, että syöttöjännite ei ylitä jännitteen jakajan laskettuja rajoja.

---

Johtopäätös

Jännitteen mittaus Arduinolla on suoraviivainen ja erittäin hyödyllinen monille elektroniikkaprojekteille. Tarkkailetko akkutasoja tai rajapinta antureihin, jännitteen mittauksen ymmärtäminen avaa laajan valikoiman mahdollisuuksia. Kokeile erilaisia ​​asennuksia ja integroi jännitteen mittaus projekteihisi!