Paano Gumawa ng Isang Digital DC Voltmeter Gamit ang Arduino?

Alamin

Ang Voltmeter ay isang aparato ng pagsukat ng boltahe na ginagamit upang sukatin ang boltahe sa ilang mga punto sa isang de-koryenteng circuit. Ang boltahe ay ang potensyal na pagkakaiba na nilikha sa pagitan ng dalawang puntos sa isang de-koryenteng circuit. Mayroong dalawang uri ng voltmeters. Ang ilang mga voltmeter ay idinisenyo upang masukat ang boltahe ng DC circuit at iba pang voltmeters ay inilaan upang masukat ang boltahe sa mga AC circuit. Ang mga voltmeters na ito ay higit na nailalarawan sa dalawang kategorya. Ang isa ay digital voltmeter na nagpapakita ng mga sukat sa isang digital screen at ang iba pa ay isang analog voltmeter na gumagamit ng isang karayom ​​upang ituro sa sukat upang maipakita sa amin ang eksaktong pagbabasa.



Digital Voltmeter

Sa proyektong ito, gagawa kami ng isang voltmeter gamit ang Arduino Uno. Ipapaliwanag namin ang dalawang mga pagsasaayos ng isang digital voltmeter sa artikulong ito. Sa unang pagsasaayos, masusukat ng microcontroller ang boltahe sa saklaw na 0 - 5V. Sa pangalawang pagsasaayos, masusukat ng microcontroller ang boltahe sa saklaw na 0 - 50V.



Paano Gumawa ng isang Digital Voltmeter?

Tulad ng alam natin na mayroong dalawang uri ng voltmeters, analog voltmeter, at digital voltmeter. Mayroong ilang mga karagdagang uri ng Analog voltmeters na batay sa pagtatayo ng aparato. Ang ilan sa mga ganitong uri ay kasama ang Permanent Magnet Moving Coil Voltmeter, Rectifier Type Voltmeter, Moving Iron Type Voltmeter, atbp Ang pangunahing layunin ng pagpapakilala sa Digital Voltmeter sa merkado ay dahil sa mas malaking posibilidad ng mga pagkakamali sa mga analog voltmeters. Hindi tulad ng analog voltmeter, na gumagamit ng isang karayom ​​at isang sukat, ipinapakita ng digital voltmeter ang mga pagbasa nang direkta sa mga digit sa screen. Tinatanggal nito ang posibilidad ng Zero Error . Ang porsyento ng error ay nabawasan 5% hanggang 1% kapag lumipat kami mula sa analog voltmeter patungong digital voltmeter.



Ngayon alam namin ang abstract ng proyektong ito, magtipon kami ng ilang karagdagang impormasyon at simulang gumawa ng isang digital voltmeter gamit ang Arduino Uno.



Hakbang 1: Pagkolekta ng Mga Bahagi

Ang pinakamahusay na diskarte upang simulan ang anumang proyekto ay upang gumawa ng isang listahan ng mga bahagi at dumaan sa isang maikling pag-aaral ng mga sangkap na ito dahil walang nais na manatili sa gitna ng isang proyekto dahil lamang sa isang nawawalang sangkap. Ang isang listahan ng mga bahagi na gagamitin namin sa proyektong ito ay ibinibigay sa ibaba:

  • Arduino uno
  • 10k-ohm Potentiometer
  • Jumper Wires
  • 100k-ohm Resistor
  • 10k-ohm Resistor
  • 12V AC hanggang DC Adapter (Kung ang Arduino ay hindi pinalakas ng computer)

Hakbang 2: Pag-aaral ng Mga Bahagi

Arduino UNO ay isang board ng microcontroller na binubuo ng isang microchip ATMega 328P at binuo ng Arduino.cc. Ang board na ito ay may isang hanay ng mga digital at analog data pin na maaaring ma-interfaced sa iba pang mga board ng pagpapalawak o circuit. Ang board na ito ay may 14 Digital pin, 6 Analog pin, at programmable gamit ang Arduino IDE (Integrated Development Environment) sa pamamagitan ng isang uri ng B USB cable. Nangangailangan ito ng 5V sa lakas ON na at a C Code upang mapatakbo.

ang help center ng help help help profile

Arduino uno



Ang mga LCD ay nakikita sa bawat elektronikong aparato na kailangang magpakita ng ilang teksto o digit o anumang larawan sa mga gumagamit. Ang isang LCD ay isang display module, kung saan ginagamit ang likidong kristal upang makagawa ng isang nakikitang imahe o teksto. A 16 × 2 LCD Display ay isang napaka-simpleng elektronikong module na nagpapakita ng 16 character bawat linya at isang kabuuang dalawang linya sa screen nito nang paisa-isa. Ang isang 5 × 7 pixel matrix ay ginagamit upang ipakita ang isang character sa mga LCD na ito.

16 × 2 LCD Display

SA Breadboard ay isang solderless na aparato. Ginagamit ito upang makagawa at subukan ang pansamantalang prototype electronic circuit at disenyo. Karamihan sa mga elektronikong sangkap ay nakakonekta lamang sa isang breadboard sa pamamagitan lamang ng pagpasok ng kanilang mga pin sa breadboard. Ang isang strip ng metal ay inilalagay sa mga butas ng breadboard at ang mga butas ay konektado sa isang tiyak na paraan. Ang mga koneksyon ng mga butas ay ipinapakita sa diagram sa ibaba:

Breadboard

Hakbang 3: Diagram ng Circuit

Ang unang circuit na ang saklaw ng pagsukat ay mula 0 hanggang 5V ay ipinapakita sa ibaba:

Voltmeter para sa 0-5V

Ang pangalawang circuit na ang saklaw ng pagsukat ay mula 0 hanggang 50V ay ipinapakita sa ibaba:

Voltmeter 0-50V

Hakbang 4: Prinsipyo sa Paggawa

Ang pagtatrabaho ng proyektong ito ng Arduino based digital DC voltmeter ay ipinaliwanag dito. Sa digital voltmeter, ang boltahe na sinusukat sa analog form ay mababago sa kaukulang digital na halaga nito gamit ang isang Analog to Digital Converter.

Sa unang circuit na ang saklaw ng pagsukat ay mula 0 hanggang 5V, ang input ay kukunin sa Analog pin0. Basahin ng analog pin ang anumang halaga mula 0 hanggang 1024. Pagkatapos ang halagang analog na ito ay mai-convert sa digital sa pamamagitan ng pag-multiply nito sa kabuuang boltahe, na kung saan ay 5V at hinahati ito sa kabuuang resolusyon, na 1024.

Sa pangalawang circuit, habang ang saklaw ay tataas mula 5V hanggang 50V, dapat gawin ang isang pagsasaayos ng boltahe na divider. Ang circuit divider circuit ay ginawa sa pamamagitan ng paggamit ng isang 10k-ohm at isang resistor na 100k-ohm. Ang pagsasaayos ng boltahe na divider na ito ay tumutulong sa amin na dalhin ang boltahe ng pag-input sa saklaw ng analog input ng Arduino Uno.

Ang lahat ng mga kalkulasyon sa matematika ay tapos na sa programa ng Arduino Uno.

Hakbang 5: Pag-iipon ng Mga Bahagi

Ang koneksyon ng LCD module sa Arduino Uno board ay pareho sa pareho ng mga circuit. Ang pagkakaiba lamang ay sa unang circuit, ang saklaw ng pag-input ay mababa, kaya direkta itong ipinadala sa analog pin ng Arduino. Sa pangalawang circuit, isang boltahe na pagsasaayos ng divider ay ginagamit sa input na bahagi ng board ng Microcontroller.

  1. Ikonekta ang Vss at Vdd pin ng LCD module sa lupa at 5V ng Arduino board ayon sa pagkakabanggit. Ang pin ng Vee ay ang pin na ginagamit upang ayusin ang mga hadlang ng display. Ito ay konektado sa potentiometer na ang isang pin ay konektado sa 5V at ang isa ay konektado sa lupa.
  2. Ikonekta ang RS at E pin ng module ng LCD sa pin2 at pin3 ng Arduino board ayon sa pagkakabanggit. Ang RW pin ng LCD ay konektado sa lupa.
  3. Gagamitin namin ang LCD module sa 4-bit data mode, kaya't ginagamit ang apat na pin na D4 hanggang D7. Ang mga D4-D7 na pin ng module ng LCD ay konektado sa pin4-pin7 ng board ng microcontroller.
  4. Sa unang circuit, walang karagdagang circuitry sa input side dahil ang maximum na boltahe na susukat ay 5V. Sa pangalawang circuit, habang ang saklaw ng pagsukat ay mula sa 0-50V, ang isang boltahe na pagsasaayos ng divider ay ginawa gamit ang isang 10k-ohm at isang resistor na 100k-ohm. Dapat pansinin na ang lahat ng mga batayan ay karaniwan.

Hakbang 6: Pagsisimula Sa Arduino

Kung hindi ka pamilyar sa Arduino IDE dati, huwag mag-alala dahil sa ibaba, maaari mong makita ang mga malinaw na hakbang ng nasusunog na code sa board ng microcontroller gamit ang Arduino IDE. Maaari mong i-download ang pinakabagong bersyon ng Arduino IDE mula sa dito at sundin ang mga hakbang na nabanggit sa ibaba:

larawan ng pagbabago ng hindi pagkakasundo
  1. Kapag ang Arduino board ay konektado sa iyong PC, buksan ang 'Control panel' at mag-click sa 'Hardware at Sound'. Pagkatapos mag-click sa 'Mga Device at Printer'. Hanapin ang pangalan ng port kung saan nakakonekta ang iyong Arduino board. Sa aking kaso ito ay 'COM14' ngunit maaaring magkakaiba ito sa iyong PC.

    Paghanap ng Port

  2. Kailangan nating magsama ng isang silid-aklatan upang magamit ang Module ng LCD. Ang library ay naka-attach sa ibaba sa link ng pag-download kasama ang code. Pumunta sa Sketch> Isama ang Library> Magdagdag ng .ZIP Library.

    Isama ang Library

  3. Ngayon buksan ang Arduino IDE. Mula sa Mga Tool, itakda ang Arduino board sa Arduino / Genuino UNO.

    Setting Board

  4. Mula sa parehong menu ng Tool, itakda ang numero ng port na nakita mo sa control panel.

    Setting Port

  5. I-download ang code na nakalakip sa ibaba at kopyahin ito sa iyong IDE. Upang mai-upload ang code, mag-click sa upload button.

    I-upload

Maaari mong i-download ang code sa pamamagitan ng pag-click dito

Hakbang 7: Code

Ang code ay medyo simple at mahusay na nagkomento. Ngunit gayon pa man, ang ilan ay ipinaliwanag sa ibaba.

1. Sa simula, ginagamit ang silid-aklatan upang mai-interface natin ang module ng LCD sa Arduino Uno board at mai-program ito nang naaayon. Kaysa sa mga pin ng Arduino board ay naisimuno na gagamitin upang kumonekta sa LCD module. Pagkatapos ang iba`t ibang mga variable ay naisimulan upang mag-imbak ng mga halaga sa oras ng pagtakbo na gagamitin sa paglaon sa mga kalkulasyon.

# isama ang 'LiquidCrystal.h' // isama ang library sa interface module ng LCD na may Arduino board LiquidCrystal lcd (2, 3, 4, 5, 6, 7); // pin ng LCD module na gagamitin float voltage = 0.0; float temp = 0.0; // variable upang mag-imbak ng digital vaue ng input int analog_value; // variable upang mag-imbak ng halagang analog sa input

2. walang bisa ang pag-setup () ay isang pagpapaandar na tumatakbo nang isang beses lamang kapag nagsimula ang aparato o ang pindutang paganahin ay pinindot. Dito namin nasimulan ang LCD upang magsimula. Kapag magsisimula ang LCD ang teksto na 'Arduino Batay sa Digital Voltmeter' ay ipapakita. Ang Baud Rate ay naka-set din sa pagpapaandar na ito. Ang Rate ng Baud ay ang bilis ng mga piraso bawat segundo kung saan nakikipag-usap ang Arduino sa mga panlabas na aparato.

iphone fbi virus 
void setup () {lcd.begin (16, 2); // simulan ang komunikasyon sa LCD lcd.setCursor (0,0); // simulan ang cursor mula sa simula lcd.print ('Arduino based'); // Print text sa unang linya lcd.setCursor (0,1); // Ilipat ang cursoor sa susunod na linya lcd.print ('Digital Voltmeter'); // print text sa pagkaantala ng pangalawang linya (2000); // wait for two secnds}

3. walang bisa loop () ay isang pagpapaandar na patuloy na tumatakbo sa isang loop. Dito binabasa ang halagang analog sa panig ng pag-input. Pagkatapos ang halagang analog na ito ay na-convert sa digital form. Ang isang kundisyon ay inilalapat at ang panghuling sukat ay ipinapakita sa LCD screen

void loop () {analog_value = analogRead (A0); // Pagbasa ng analog na halaga ng temp = (analog_value * 5.0) / 1024.0; // onverting ang analog na halaga sa digital boltahe = temp / (0.0909); kung (boltahe< 0.1) { voltage=0.0; } lcd.clear(); // Clear any text on the LCD lcd.setCursor(0, 0); // Mve the cursor to the initial position lcd.print('Voltage= '); // Print Voltgae= lcd.print(voltage); // Print the final digital value of voltage lcd.setCursor(13,1); // move the cursor lcd.print('V'); // print the unit of voltage delay(30); // wait for 0.3 seconds }

Mga Aplikasyon

Ang ilan sa mga aplikasyon nito ng isang digital voltmeter ay may kasamang:

  1. Ang circuit na ginawa sa itaas ay maaaring magamit upang masukat ang iba't ibang mga saklaw ng voltages na may mataas na katumpakan sa anumang de-koryenteng circuit.
  2. Kung gumawa kami ng bahagyang mga pagbabago sa circuit, masusukat din ng Microcontroller ang boltahe sa mga AC circuit din.