Цифровой амперметр на базе Arduino

Амперметр используется для измерения тока, протекающего через любую нагрузку или устройство. Здесь, в этом амперметре Arduino, мы расскажем об измерении тока с помощью закона Ома. Это будет довольно интересно, как и хорошее приложение фундаментальных наук, которые мы изучали в школьные годы.

Всем нам хорошо известен закон Ома, который гласит, что « разность потенциалов между двумя полюсами или выводами проводника прямо пропорциональна величине тока, проходящего через один и тот же проводник » для константы пропорциональности мы используем сопротивление, поэтому здесь приходит уравнение закона Ома.

V = ИК

V = напряжение на проводнике в вольтах (v).
I = ток, проходящий через проводник, в амперах (A).
R = коэффициент пропорциональности сопротивления в Ом (Ом).

Чтобы найти ток, проходящий через устройство, мы просто изменим уравнение, как показано ниже, или мы можем рассчитать с помощью калькулятора закона Ома.

I = V / R

Итак, чтобы узнать ток, нам понадобятся некоторые данные:

вольтаж
Сопротивление

Мы собираемся построить последовательное сопротивление вместе с устройством. Поскольку нам нужно найти падение напряжения на устройстве, для этого нам нужны показания напряжения до и после падения напряжения, что возможно в сопротивлении из-за отсутствия полярности.

Как и на диаграмме выше, мы должны найти два напряжения, протекающих через резистор. Разница между напряжениями (V1-V2) на двух концах резисторов дает нам падение напряжения на резисторе (R), и мы делим падение напряжения на значение резистора, и получаем ток, протекающий через устройство (I). Вот как мы можем вычислить проходящее через него значение Current, давайте перейдем к его практической реализации.

Обязательные компоненты:

Arduino Uno.
Резистор 22 Ом.
ЖК-дисплей 16x2.
СВЕТОДИОД.
10К горшок.
Макетная плата.
Мультиметр.
Соединительные кабели.

Принципиальная схема и подключения:

Принципиальная схема Arduino Ammeter Project выглядит следующим образом

На принципиальной схеме показано соединение Arduino Uno с ЖК-дисплеем, резистором и светодиодом. Arduino Uno - это источник питания для всех остальных компонентов.

Arduino имеет аналоговые и цифровые контакты. Схема датчика подключена к аналоговым входам, с которых мы получаем значение напряжения. ЖК-дисплей подключается к цифровым контактам (7,8,9,10,11,12).

ЖК-дисплей имеет 16 контактов, первые два контакта (VSS, VDD) и последние два контакта (анод, катод) подключены к заземлению и 5 В. Контакты сброса (RS) и включения (E) подключены к цифровым контактам 7 и 8 Arduino. Контакты D4-D7 данных подключены к цифровым контактам Arduino (9,10,11,12). Штифт V0 подключен к среднему штифту горшка. Красный и черный провода - 5В и земля.

Цепь измерения тока:

Эта схема амперметра состоит из резистора и светодиода в качестве нагрузки. Резистор подключен последовательно к светодиоду, ток течет через нагрузку, а падение напряжения определяется резистором. Клеммы V1, V2 будут подключаться к аналоговому входу Arduino.

В АЦП Arduino, который покрывает напряжение в 10-битные числа с разрешением от 0 до 1023. Поэтому нам нужно скрыть его в значении напряжения с помощью программирования. Перед этим нам нужно знать минимальное напряжение, которое может обнаружить АЦП Arduino, это значение составляет 4,88 мВ. Мы умножаем значение АЦП на 4,88 мВ и получаем фактическое напряжение в АЦП. Узнайте больше об АЦП Arduino здесь.

Расчеты:

Значение напряжения от АЦП Arduino этих диапазоны между 0-1023 и опорным напряжением находится в пределах от 0-.

Например:

Значение V1 = 710, V2 = 474 и R = 22 Ом, разница между напряжениями составляет 236. Преобразуем его в напряжение, умножив на 0,00488, тогда мы получим 1,15 В. Таким образом, разница напряжений составляет 1,15 В, разделив ее на 22, мы получим текущее значение 0,005 А. Здесь мы использовали резистор низкого сопротивления 22 Ом в качестве датчика тока. Вот как мы можем измерить ток с помощью Arduino.

Код Arduino:

Полный код амперметра на базе Arduino для измерения тока приведен в конце этой статьи.

Программирование на Arduino почти такое же, как и программирование на c, сначала мы объявляем файлы заголовков. Файлы заголовков вызывают файл в хранилище, например, для расчета я получаю значения напряжения с помощью функции analogread .

int Voltage_value0 = аналоговое чтение (A0); int Voltage_value1 = аналоговое чтение (A1);

Для хранения значения напряжения объявлена временная переменная с плавающей запятой, например float temp_val. Значение умножается на 0,00488, чтобы получить фактическую разницу напряжений, затем оно делится на значение резистора, чтобы найти ток. 0,00488 В - это минимальное напряжение, которое может обнаружить АЦП Arduino.

int subraction_value = (Voltage_value0 - Voltage_value1); float temp_val = (subraction_value * 0,00488); float current_value = (temp_val / 22);

Посмотрите полное демонстрационное видео ниже, а также проверьте цифровой вольтметр Arduino.