Amperímetro digital baseado em Arduino

O amperímetro é usado para medir o fluxo de corrente em qualquer carga ou dispositivo. Aqui neste Amperímetro Arduino, explicaremos como medir a corrente usando a lei de ohms. Será bastante interessante, assim como uma boa aplicação das ciências básicas que estudamos em nossos dias de escola.

Todos nós somos bem conhecidos da lei de ohm, ela afirma que " a diferença de potencial entre dois pólos ou terminais de um condutor é diretamente proporcional à quantidade de corrente que passa pelo mesmo condutor " para constante de proporcionalidade usamos resistência, então aqui vem a equação da lei de ohm.

V = IR

• V = tensão através do condutor em Volt (v).
• I = passagem de corrente pelo condutor em Ampère (A).
• R = constante de resistência de proporcionalidade em Ohm (Ω).

Para encontrar a passagem de corrente pelo dispositivo, apenas reorganizamos a equação como abaixo, ou podemos calcular com a calculadora da lei do ohm.

I = V / R

Portanto, para descobrir o atual, precisamos de alguns dados:

1. Voltagem
2. Resistência

Vamos construir uma resistência em série junto com o dispositivo. Como precisamos encontrar a queda de tensão no dispositivo, para isso precisamos de leituras de tensão antes e depois da queda de tensão, isso é possível na resistência por causa da falta de polaridade.

Como no diagrama acima, temos que encontrar as duas tensões que estão fluindo pelo resistor. A diferença entre as tensões (V1-V2) nas duas extremidades dos resistores nos dá a queda de tensão no resistor (R) e dividimos a queda de tensão pelo valor do resistor obtemos o fluxo de corrente (I) através do dispositivo. É assim que podemos calcular o valor atual que passa por ele, vamos entrar na implementação prática.

Componentes necessários:

• Arduino Uno.
• Resistor 22Ω.
• LCD 16x2.
• CONDUZIU.
• Pote de 10K.
• Breadboard.
• Multímetro.
• Cabos de jumpers.

Diagrama de circuito e conexões:

O diagrama esquemático do Projeto Amperímetro Arduino é o seguinte

O diagrama esquemático mostra a conexão do Arduino Uno com LCD, resistor e LED. Arduino Uno é a fonte de energia de todos os outros componentes.

O Arduino possui pinos analógicos e digitais. O circuito do sensor é conectado às entradas analógicas das quais obtemos o valor da tensão. O LCD é conectado com os pinos digitais (7,8,9,10,11,12).

O LCD tem 16 pinos, os primeiros dois pinos (VSS, VDD) e os dois últimos pinos (ânodo, cátodo) são conectados ao gnd e 5v. Os pinos de reset (RS) e habilitação (E) são conectados aos pinos digitais 7 e 8 do Arduino. Os pinos de dados D4-D7 são conectados aos pinos digitais do Arduino (9,10,11,12). O pino V0 é conectado ao pino do meio do potenciômetro. Os fios vermelho e preto são 5v e gnd.

Circuito de detecção de corrente:

Este circuito amperímetro consiste em resistor e LED como carga. O resistor é conectado em série ao LED que a corrente flui pela carga e as quedas de tensão são determinadas pelo resistor. O terminal V1, V2 vai se conectar com a entrada analógica do Arduino.

No ADC do Arduino, isso cobre a tensão em números de resolução de 10 bits de 0 a 1023. Portanto, precisamos convertê-lo em valor de tensão usando a programação. Antes disso, precisamos saber a tensão mínima que o ADC do Arduino pode detectar, esse valor é 4,88mV. Multiplicamos o valor do ADC com 4,88 mV e obtemos a tensão real no ADC. Saiba mais sobre o ADC do Arduino aqui.

Cálculos:

O valor da tensão do ADC do Arduino varia entre 0-1023 e a tensão de referência varia entre 0-5v.

Por exemplo:

O valor de V1 = 710, V2 = 474 e R = 22Ω, a diferença entre as tensões é 236. Convertemos em tensão multiplicando por 0,00488, então obtemos 1,15v. Portanto, a diferença de tensão é 1,15 V, dividindo-a por 22 obtemos o valor da corrente 0,005 A. Aqui, usamos o resistor de 22 ohms de baixo valor como sensor de corrente. É assim que podemos medir a corrente usando o Arduino.

Código Arduino:

O código completo para um amperímetro baseado em Arduino para medir a corrente é fornecido no final deste artigo.

A programação do Arduino é quase igual à programação em C, primeiro declaramos os arquivos de cabeçalho. Os arquivos de cabeçalho chamam o arquivo no armazenamento, como para o cálculo eu obtenho os valores de tensão usando a função de leitura analógica .

int valor_tensão0 = analogRead (A0); int valor_tensão1 = analogRead (A1);

Uma variável flutuante temporária é declarada para manter o valor de tensão como flutuante temp_val. O valor é multiplicado por 0,00488 para obter a diferença de tensão real e, em seguida, é dividido pelo valor do resistor para encontrar o fluxo de corrente. 0,00488 V é a tensão mínima que o ADC do Arduino pode detectar.

int subraction_value = (voltage_value0 - voltage_value1); float temp_val = (subraction_value * 0,00488); float current_value = (temp_val / 22);

Confira o vídeo de demonstração completo abaixo e verifique também o voltímetro digital Arduino.