Arduino 및 Voltage Divider Circuit에 대한 간단한 지식 만 있으면 Arduino를 디지털 전압계로 전환하고 Arduino 및 16x2 LCD 디스플레이를 사용하여 입력 전압을 측정 할 수 있습니다.
Arduino에는 Arduino 내부의 ADC (Analog-to-Digital Converter)에 연결되는 여러 아날로그 입력 핀이 있습니다. Arduino ADC는 10 비트 변환기로, 출력 값이 0에서 1023 사이임을 의미합니다.이 값은 analogRead () 함수를 사용하여 얻을 수 있습니다. 기준 전압을 알고 있다면 아날로그 입력에 존재하는 전압을 쉽게 계산할 수 있습니다. 전압 분배기 회로를 사용하여 입력 전압을 계산할 수 있습니다. 여기에서 Arduino의 ADC에 대해 자세히 알아보십시오.
측정 된 전압은 16x2 액정 디스플레이 (LCD)에 표시됩니다. 또한 Arduino IDE의 Serial Monitor에 전압을 표시하고 Multimeter를 사용하여 측정 된 전압을 확인했습니다.
필요한 하드웨어:
- Arduino 우노
- 16x2 LCD (액정 디스플레이)
- 100k ohm 저항
- 10k 옴 저항
- 10k 옴 전위차계
- 브레드 보드
- 점퍼 와이어
전압 분배기 회로:
이 Arduino 전압계 회로에 들어가기 전에 전압 분배기 회로에 대해 논의하겠습니다 .
전압 분배기는 저항성 회로이며 그림에 나와 있습니다. 이 저항 네트워크에는 두 개의 저항이 있습니다. 그림과 같이 R1과 R2는 10k와 100k 옴입니다. 분기의 중간 점은 Arduino에 대한 anolog 입력으로 측정됩니다. R2 양단의 전압 강하는 Vout이라고하며, 이는 우리 회로의 분할 전압입니다.
방식:
알려진 값 (2 개의 저항 값 R1, R2 및 입력 전압)을 사용하여 아래 방정식을 대체하여 출력 전압을 계산할 수 있습니다.
Vout = Vin (R2 / R1 + R2)
이 방정식은 출력 전압이 입력 전압과 R1 및 R2 비율에 정비례 함을 나타냅니다.
이 방정식을 Arduino 코드에 적용하면 입력 전압을 쉽게 유도 할 수 있습니다. Arduino는 + 55v의 DC 입력 전압 만 측정 할 수 있습니다. 즉, 55V를 측정 할 때 Arduino 아날로그 핀은 최대 전압이 5V이므로이 한계 내에서 측정하는 것이 안전합니다. 여기서 저항 R2 및 R1 값은 100000 및 10000으로 설정됩니다. 즉 100: 10 비율입니다.
회로도 및 연결:
이 Arduino 디지털 전압계의 연결 은 간단하며 아래 회로도에 나와 있습니다.
LCD의 DB4, DB5, DB6, DB7, RS 및 EN 핀은 Arduino Uno의 D4, D5, D6, D7, D8, D9 핀에 직접 연결됩니다.
전압 분배 회로를 구성하는 두 개의 저항 R1과 R2의 중심점은 Arduino Pin A0에 연결됩니다. 다른 두 끝은 입력 전압 (측정 할 전압)과 gnd에 연결됩니다.
코딩 설명:
DC 전압 측정을위한 전체 Arduino 코드는 아래 코드 부분에 나와 있습니다. 코드는 간단하고 쉽게 이해할 수 있습니다.
코드의 주요 부분은 위의 방정식 Vout = Vin (R2 / R1 + R2)의 도움으로 주어진 입력 전압을 표시된 출력 전압으로 변환하고 매핑하는 것입니다. 앞서 언급했듯이 Arduino ADC 출력 값의 범위는 0 ~ 1023이고 Arduino 최대 출력 전압은 5v이므로 실제 전압을 얻으려면 A0에서 5/1024의 아날로그 입력을 곱해야합니다.
void loop () {int analogvalue = analogRead (A0); 온도 = (아날로그 값 * 5.0) / 1024.0; // 전압을 변환하는 데 사용되는 공식 input_volt = temp / (r2 / (r1 + r2));
여기에서 측정 된 전압 값을 Arduino의 LCD 및 직렬 모니터에 표시했습니다. 그래서 여기에 코드에서 Serial.println는 시리얼 모니터의 값을 인쇄하는 데 사용됩니다 및 lcd.print는 16 × 2 LCD에 값을 인쇄하는 데 사용됩니다.
Serial.print ("v ="); // 직렬 모니터에 전압 값을 출력합니다. Serial.println (input_volt); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("전압 ="); // LCD 디스플레이에 전압 값을 출력합니다. lcd.print (input_voltage);
이것이 Arduino를 사용하여 DC 전압을 쉽게 계산할 수있는 방법입니다. 데모는 아래 비디오를 확인하십시오. Arduino를 사용하여 AC 전압을 계산하기가 조금 어렵 기 때문에 여기에서 동일하게 확인할 수 있습니다.