Ohmímetro Arduino

Achamos difícil ler códigos de cores em resistores para encontrar sua resistência. Para superar a dificuldade de encontrar o valor da resistência, vamos construir um medidor de Ohm simples usando o Arduino. O princípio básico por trás deste projeto é uma Rede Divisora de Tensão. O valor da resistência desconhecida é exibido no display LCD 16 * 2. Este projeto também serve como interface de display LCD 16 * 2 com o Arduino.

Componentes necessários:

Arduino Uno
Visor LCD 16 * 2
Potenciômetro (1 quilo Ohm)
Resistores
Tábua de pão
Fios de ligação

Diagrama de circuito:

Arduino Uno:

Arduino Uno é uma placa de microcontrolador de código aberto baseada no microcontrolador ATmega328p. Ele tem 14 pinos digitais (dos quais 6 pinos podem ser usados como saídas PWM), 6 entradas analógicas, reguladores de tensão integrados etc. O Arduino Uno tem 32KB de memória flash, 2KB de SRAM e 1KB de EEPROM. Ele opera na frequência de clock de 16MHz. O Arduino Uno suporta comunicação Serial, I2C, SPI para comunicação com outros dispositivos. A tabela abaixo mostra as especificações técnicas do Arduino Uno.

Microcontrolador	ATmega328p
Tensão operacional	5V
Tensão de entrada	7-12V (recomendado)
Pinos de E / S digital	14
Pinos analógicos	6
Memória flash	32 KB
SRAM	2 KB
EEPROM	1 KB
Velocidade do relógio	16MHz

LCD 16x2:

16 * 2 LCD é um display amplamente utilizado para aplicações embarcadas. Aqui está uma breve explicação sobre os pinos e o funcionamento do display LCD 16 * 2. Existem dois registros muito importantes dentro do LCD. Eles são registro de dados e registro de comando. O registro de comando é usado para enviar comandos como exibição clara, cursor em casa, etc., o registro de dados é usado para enviar dados que devem ser exibidos no LCD 16 * 2. A tabela abaixo mostra a descrição do pino de 16 * 2 lcd.

PIN	Símbolo	I / O	Descrição
1	Vss	-	Terra
2	Vdd	-	Fonte de alimentação + 5V
3	Vee	-	Fonte de alimentação para controlar o contraste
4	RS	Eu	RS = 0 para registro de comando, RS = 1 para registro de dados
5	RW	Eu	R / W = 0 para gravação, R / W = 1 para leitura
6	E	I / O	Habilitar
7	D0	I / O	Barramento de dados de 8 bits (LSB)
8	D1	I / O	Barramento de dados de 8 bits
9	D2	I / O	Barramento de dados de 8 bits
10	D3	I / O	Barramento de dados de 8 bits
11	D4	I / O	Barramento de dados de 8 bits
12	D5	I / O	Barramento de dados de 8 bits
13	D6	I / O	Barramento de dados de 8 bits
14	D7	I / O	Barramento de dados de 8 bits (MSB)
15	UMA	-	+ 5V para luz de fundo
16	K	-	Terra

Conceito de código de cores de resistência:

Para identificar o valor da resistência, podemos usar a fórmula abaixo.

R = {(AB * 10 ^c) Ω ± T%}

Onde

A = Valor da cor na primeira faixa.

B = Valor da cor na segunda faixa.

C = Valor da cor na terceira faixa.

T = Valor da cor na quarta faixa.

A tabela abaixo mostra o código de cores dos resistores.

Cor	Valor numérico da cor	Fator de multiplicação (10 ^c)	Valor de tolerância (T)
Preto	0	10 ⁰	-
Castanho	1	10 ¹	± 1%
Vermelho	2	10 ²	± 2%
laranja	3	10 ³	-
Amarelo	4	10 ⁴	-
Verde	5	10 ⁵	-
Azul	6	10 ⁶	-
Tolet	7	10 ⁷	-
cinzento	8	10 ⁸	-
Branco	9	10 ⁹	-
Ouro	-	10 ^-1	± 5%
Prata	-	10 ^-2	± 10%
Sem banda	-	-	± 20%

Por exemplo, se os códigos de cores são Marrom - Verde - Vermelho - Prata, o valor da resistência é calculado como, Marrom = 1 Verde = 5 Vermelho = 2 Prata = ± 10%

Das primeiras três bandas, R = AB * 10 ^c

R = 15 * 10 ⁺² R = 1500 Ω

A quarta banda indica tolerância de ± 10%

10% de 1500 = 150 Para + 10 por cento, o valor é 1500 + 150 = 1650Ω Para - 10 por cento, o valor é 1500 -150 = 1350Ω

Portanto, o valor real da resistência pode estar em qualquer lugar entre 1350Ω a 1650Ω.

Para torná-lo mais conveniente, aqui está a Calculadora de código de cores de resistência, onde você só precisa inserir a cor dos anéis no resistor e obterá o valor da resistência.

Calculando a resistência usando o medidor de Ohm Arduino:

O funcionamento deste medidor de resistência é muito simples e pode ser explicado usando uma rede divisora de tensão simples mostrada abaixo.

Da rede divisora de tensão dos resistores R1 e R2, Vout = Vin * R2 / (R1 + R2)

A partir da equação acima, podemos deduzir o valor de R2 como

R2 = Vout * R1 / (Vin - Vout)

Onde R1 = resistência conhecida

R2 = resistência desconhecida

Vin = tensão produzida no pino 5V do Arduino

Vout = tensão em R2 em relação ao terra.

Nota: o valor da resistência conhecida (R1) escolhido é 3,3KΩ, mas os usuários devem substituí-lo pelo valor de resistência do resistor que escolheram.

Portanto, se obtivermos o valor da tensão na resistência desconhecida (Vout), podemos calcular facilmente a resistência desconhecida R2. Aqui, lemos o valor de tensão Vout usando o pino analógico A0 (consulte o diagrama do circuito) e convertemos esses valores digitais (0 -1023) em tensão, conforme explicado no Código abaixo.

Se o valor da resistência conhecida for muito maior ou menor do que a resistência desconhecida, o erro será maior. Portanto, é aconselhável manter o valor de resistência conhecido mais próximo da resistência desconhecida.

Explicação do código:

O programa Arduino completo e o vídeo de demonstração para este projeto são fornecidos no final deste projeto. O código é dividido em pequenos pedaços significativos e explicado a seguir.

Nesta parte do código, vamos definir os pinos nos quais o display LCD 16 * 2 está conectado ao Arduino. O pino RS de 16 * 2 lcd está conectado ao pino digital 2 do Arduino. O pino de ativação de 16 * 2 lcd está conectado ao pino digital 3 do Arduino. Os pinos de dados (D4-D7) de 16 * 2 lcd estão conectados aos pinos digitais 4,5,6,7 do Arduino.

LiquidCrystal lcd (2,3,4,5,6,7); // rs, e, d4, d5, d6, d7

Nesta parte do código, estamos definindo algumas variáveis que são usadas no programa. Vin é a tensão fornecida pelo pino 5V do Arduino. Vout é a tensão no resistor R2 em relação ao aterramento.

R1 é o valor da resistência conhecida. R2 é o valor da resistência desconhecida.

int Vin = 5; // tensão no pino de 5 V do Arduino float Vout = 0; // tensão no pino A0 do Arduino float R1 = 3300; // valor da resistência conhecida float R2 = 0; // valor de resistência desconhecida

Nesta parte do código, vamos inicializar o display LCD 16 * 2. Os comandos são dados ao display LCD 16 * 2 para diferentes configurações, como limpar a tela, exibir no cursor piscando etc.

lcd.begin (16,2);

Nesta parte do código, a tensão analógica no resistor R2 (pino A0) é convertida em valor digital (0 a 1023) e armazenada em uma variável.

a2d_data = analogRead (A0);

Nesta parte do código, o valor digital (0 a 1023) é convertido em tensão para cálculos posteriores.

buffer = a2d_data * Vin; Vout = (buffer) /1024.0;

O Arduino Uno ADC tem resolução de 10 bits (portanto, os valores inteiros de 0 - 2 ^ 10 = 1024 valores). Isso significa que ele mapeará tensões de entrada entre 0 e 5 volts em valores inteiros entre 0 e 1023. Portanto, se multiplicarmos anlogValue de entrada para (5/1024), obteremos o valor digital da tensão de entrada. Aprenda aqui como usar a entrada ADC no Arduino.

Nesta parte do código, o valor real da resistência desconhecida é calculado usando o procedimento explicado acima.

buffer = Vout / (Vin-Vout); R2 = R1 * tampão;

Nesta parte do código, o valor da resistência desconhecida é impresso no display LCD 16 * 2.

lcd.setCursor (4,0); lcd.print ("ohmímetro"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("R (ohm) ="); lcd.print (R2);

Podemos calcular facilmente a resistência de um resistor desconhecido usando o Arduino. Verifique também:

Medidor de frequência Arduino
Medidor de capacitância Arduino