Pagsukat ng boltahe kasama ang Arduino

Ang Arduino ay isang maraming nalalaman microcontroller na may kakayahang pagsukat ng boltahe gamit ang built-in na analog-to-digital converter (ADC). Ang kakayahang ito ay mahalaga para sa mga aplikasyon tulad ng pagsubaybay sa mga antas ng baterya, mga signal ng pag -input ng sensing, at pagsukat ng mga output ng sensor. Ang tutorial na ito ay gagabay sa iyo sa proseso ng pagsukat ng boltahe na may isang Arduino.

---

Ano ang kakailanganin mo

1. Lupon ng Arduino (hal., uno, mega, nano)
2. Boltahe Divider (kung sinusukat ang boltahe na mas mataas kaysa sa 5V)
3. Mga wire ng tinapay at jumper
4. Mapagkukunan ng boltahe upang masukat (hal., Baterya, sensor, o adjustable na supply ng kuryente)
5. Isang computer na may naka -install na Arduino IDE

---

Hakbang 1: Pag -unawa sa Pagsukat ng Boltahe sa Arduino

Ang ADC ng Arduino ay nagko-convert ng mga analog voltages (0V hanggang 5V sa karamihan ng mga board) sa isang 10-bit digital na halaga. Nangangahulugan ito na ang ADC ay nagbibigay ng isang halaga sa pagitan ng 0 at 1023, kung saan ang 0 ay tumutugma sa 0V at 1023 ay tumutugma sa 5V (o ang boltahe ng sanggunian).

Key formula

Upang makalkula ang boltahe ng input:

Voltage = (ADC_Value / 1023.0) * Reference_Voltage

Tandaan: Para sa karamihan ng mga board ng Arduino, ang default na boltahe ng sanggunian ay 5V. Kung ginagamit ang variant ng 3.3V, ayusin ang pormula nang naaayon.

---

Hakbang 2: Direktang pagsukat ng boltahe

Para sa mga boltahe hanggang sa 5V, maaari mong ikonekta ang mapagkukunan ng boltahe nang direkta sa isang analog pin.

Mga kable

Sangkap	Arduino Pin
Pinagmulan ng boltahe (+)	A0
Mapagkukunan ng boltahe (-)	Gnd

Halimbawa ng code

#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
}

---

Hakbang 3: Pagsukat ng mas mataas na boltahe na may isang divider ng boltahe

Upang masukat ang mga boltahe na mas mataas kaysa sa 5V, gumamit ng a Boltahe Divider upang masukat ang boltahe ng input.

Formula ng Dibisyon ng Boltahe

Ang boltahe divider scale ang boltahe ng input gamit ang dalawang resistors:

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

Halimbawa, upang masukat hanggang sa 12V:

• R1 = 10k ohms
• R2 = 10k ohms
• Factor ng scaling = 0.5 (vout = vin / 2)

Mga kable

Sangkap	Koneksyon
Pinagmulan ng boltahe (+)	Boltahe divider R1 input
Boltahe Divider R1/R2 Junction	Arduino A0
Mapagkukunan ng boltahe (-)	Gnd

Halimbawa ng code

#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
}

---

Hakbang 4: Paggamit ng isang panlabas na boltahe ng sanggunian

Para sa mas tumpak na mga pagsukat, maaari kang gumamit ng isang panlabas na boltahe ng sanggunian sa pamamagitan ng pagkonekta nito sa AEF pin.

Mga hakbang upang itakda ang panlabas na sanggunian

1. Ikonekta ang isang matatag na boltahe ng sanggunian (hal., 3.3V) sa AEF pin.
2. Sa code, itakda ang boltahe ng sanggunian:

analogReference(EXTERNAL);

3. Ayusin ang mga kalkulasyon sa code para sa bagong boltahe ng sanggunian.

---

Hakbang 5: Pinakamahusay na kasanayan para sa tumpak na mga sukat

1. Iwasan ang ingay: Gumamit ng mga maikling wire at wastong saligan upang mabawasan ang ingay ng elektrikal.
2. I -calibrate ang iyong pag -setup: Patunayan ang mga pagbabasa gamit ang isang multimeter upang matiyak ang kawastuhan.
3. Protektahan ang Arduino: Gumamit ng mga resistors o diode upang maprotektahan ang analog input pin mula sa overvoltage.
4. Filter ng maingay na mga signal: Magdagdag ng isang kapasitor sa buong pag -input upang makinis ang pagbabagu -bago ng boltahe.

---

Mga aplikasyon ng pagsukat ng boltahe

1. Pagsubaybay sa Mga Antas ng Baterya
2. Sensing analog signal mula sa mga sensor
3. Pagsukat ng mga boltahe ng supply ng kuryente
4. Mga proyekto ng multimeter ng DIY

---

Pag -aayos

1. Maling pagbabasa:

   • Patunayan ang mga kable at tiyakin ang tamang mga halaga ng risistor para sa divider ng boltahe.
   • Suriin ang boltahe ng sanggunian sa mga kalkulasyon.

2. Mga Pagbabago ng Mga Halaga:

   • Magdagdag ng isang kapasitor (10µF o 100µF) sa buong pag -input.

3. Proteksyon ng Overvoltage:

   • Tiyakin na ang boltahe ng pag -input ay hindi lalampas sa kinakalkula na mga limitasyon ng boltahe.

---

Konklusyon

Ang pagsukat ng boltahe na may isang Arduino ay prangka at lubos na kapaki -pakinabang para sa maraming mga proyekto sa elektronika. Kung sinusubaybayan mo ang mga antas ng baterya o nakikipag -ugnay sa mga sensor, ang pag -unawa sa pagsukat ng boltahe ay magbubukas ng isang malawak na hanay ng mga posibilidad. Eksperimento sa iba't ibang mga pag -setup at pagsamahin ang pagsukat ng boltahe sa iyong mga proyekto!