Arduino के साथ वोल्टेज को मापना

Arduino एक बहुमुखी माइक्रोकंट्रोलर है जो अपने अंतर्निहित एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (ADC) का उपयोग करके वोल्टेज को मापने में सक्षम है। यह क्षमता बैटरी के स्तर, सेंसिंग इनपुट सिग्नल और सेंसर आउटपुट को मापने जैसे अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है। यह ट्यूटोरियल आपको एक Arduino के साथ वोल्टेज को मापने की प्रक्रिया के माध्यम से मार्गदर्शन करेगा।

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आपको क्या चाहिए

1. अर्डुइनो बोर्ड (जैसे, UNO, मेगा, नैनो)
2. वोल्टेज डिवाइडर (यदि 5V से अधिक वोल्टेज को मापना)
3. ब्रेडबोर्ड और जम्पर तार
4. मापने के लिए वोल्टेज स्रोत (जैसे, बैटरी, सेंसर, या समायोज्य बिजली की आपूर्ति)
5. Arduino IDE के साथ एक कंप्यूटर स्थापित

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चरण 1: Arduino पर वोल्टेज माप को समझना

Arduino का ADC एनालॉग वोल्टेज (अधिकांश बोर्डों पर 0V से 5V) को 10-बिट डिजिटल मान में परिवर्तित करता है। इसका मतलब है कि ADC 0 और 1023 के बीच एक मान प्रदान करता है, जहां 0 0V से मेल खाती है और 1023 5V (या संदर्भ वोल्टेज) से मेल खाती है।

प्रमुख सूत्र

इनपुट वोल्टेज की गणना करने के लिए:

Voltage = (ADC_Value / 1023.0) * Reference_Voltage

टिप्पणी: अधिकांश Arduino बोर्डों के लिए, डिफ़ॉल्ट संदर्भ वोल्टेज 5V है। यदि 3.3V वेरिएंट का उपयोग कर रहे हैं, तो तदनुसार सूत्र को समायोजित करें।

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चरण 2: प्रत्यक्ष वोल्टेज माप

5V तक वोल्टेज के लिए, आप वोल्टेज स्रोत को सीधे एनालॉग पिन से कनेक्ट कर सकते हैं।

तारों

अवयव	अर्डुइनो पिन
वोल्टेज स्रोत	A0
वोल्टेज स्रोत (-)	Gnd

उदाहरण कोड

#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
}

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चरण 3: वोल्टेज डिवाइडर के साथ उच्च वोल्टेज को मापना

5V से अधिक वोल्टेज को मापने के लिए, एक का उपयोग करें वोल्टेज डिवाइडर इनपुट वोल्टेज को कम करने के लिए।

वोल्टेज विभक्त सूत्र

वोल्टेज डिवाइडर दो प्रतिरोधों का उपयोग करके इनपुट वोल्टेज को बढ़ाता है:

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

उदाहरण के लिए, 12V तक मापने के लिए:

• R1 = 10K ओम
• R2 = 10K ओम
• स्केलिंग फैक्टर = 0.5 (vout = vin / 2)

तारों

अवयव	संबंध
वोल्टेज स्रोत	वोल्टेज डिवाइडर आर 1 इनपुट
वोल्टेज डिवाइडर आर 1/आर 2 जंक्शन	Arduino A0
वोल्टेज स्रोत (-)	Gnd

उदाहरण कोड

#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
}

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चरण 4: एक बाहरी संदर्भ वोल्टेज का उपयोग करना

अधिक सटीक माप के लिए, आप एक बाहरी संदर्भ वोल्टेज का उपयोग कर सकते हैं इसे AREF पिन से जोड़कर।

बाहरी संदर्भ सेट करने के चरण

1. एक स्थिर संदर्भ वोल्टेज (जैसे, 3.3V) को AREF पिन से कनेक्ट करें।
2. कोड में, संदर्भ वोल्टेज सेट करें:

analogReference(EXTERNAL);

3. नए संदर्भ वोल्टेज के लिए कोड में गणना समायोजित करें।

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चरण 5: सटीक माप के लिए सर्वोत्तम अभ्यास

1. शोर से बचें: विद्युत शोर को कम करने के लिए छोटे तारों और उचित ग्राउंडिंग का उपयोग करें।
2. अपने सेटअप को कैलिब्रेट करें: सटीकता सुनिश्चित करने के लिए एक मल्टीमीटर के साथ रीडिंग को सत्यापित करें।
3. Arduino की रक्षा करें: एनालॉग इनपुट पिन को ओवरवॉल्टेज से बचाने के लिए प्रतिरोधों या डायोड का उपयोग करें।
4. फ़िल्टर शोर संकेत: वोल्टेज के उतार -चढ़ाव को चिकना करने के लिए इनपुट में एक संधारित्र जोड़ें।

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वोल्टेज माप के अनुप्रयोग

1. मॉनिटरिंग बैटरी का स्तर
2. सेंसर से सेंसिंग एनालॉग सिग्नल
3. बिजली की आपूर्ति वोल्टेज को मापने
4. DIY बहुमीटर प्रोजेक्ट्स

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समस्या निवारण

1. गलत रीडिंग:

   • वायरिंग को सत्यापित करें और वोल्टेज डिवाइडर के लिए सही रोकनेवाला मान सुनिश्चित करें।
   • गणना में संदर्भ वोल्टेज की जाँच करें।

2. उतार -चढ़ाव वाले मूल्य:

   • इनपुट में एक संधारित्र (10 orf या 100) F) जोड़ें।

3. ओवरवॉल्टेज संरक्षण:

   • सुनिश्चित करें कि इनपुट वोल्टेज वोल्टेज डिवाइडर की परिकलित सीमाओं से अधिक नहीं है।

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निष्कर्ष

एक Arduino के साथ वोल्टेज को मापना कई इलेक्ट्रॉनिक्स परियोजनाओं के लिए सीधा और अत्यधिक उपयोगी है। चाहे आप बैटरी के स्तर की निगरानी कर रहे हों या सेंसर के साथ इंटरफेस कर रहे हों, वोल्टेज माप को समझना संभावनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला को खोलता है। विभिन्न सेटअप के साथ प्रयोग करें और अपनी परियोजनाओं में वोल्टेज माप को एकीकृत करें!