Voltímetro digital Arduino simples

Com um simples conhecimento do Arduino e do circuito divisor de tensão, podemos transformar o Arduino em um voltímetro digital e medir a tensão de entrada usando o Arduino e um display LCD 16x2.

O Arduino tem vários pinos de entrada analógica que se conectam a um conversor analógico-digital (ADC) dentro do Arduino. O Arduino ADC é um conversor de dez bits, o que significa que o valor de saída variará de 0 a 1023. Obteremos esse valor usando a função analogRead () . Se você conhece a tensão de referência, pode calcular facilmente a tensão presente na entrada analógica. Podemos usar o circuito divisor de tensão para calcular a tensão de entrada. Saiba mais sobre ADC no Arduino aqui.

A tensão medida é exibida na tela de cristal líquido (LCD) 16x2. Também exibimos a tensão no Serial Monitor do Arduino IDE e confirmamos a tensão medida usando o multímetro.

Hardware necessário:

• Arduino uno
• LCD 16x2 (tela de cristal líquido)
• Resistor de 100 k ohm
• Resistor de 10 k ohm
• Potenciômetro de 10 k ohm
• tábua de pão
• fios de ligação

Circuito Divisor de Tensão:

Antes de entrar neste circuito voltímetro Arduino, vamos discutir sobre o circuito divisor de tensão.

O divisor de tensão é um circuito resistivo e é mostrado na figura. Nesta rede resistiva temos dois resistores. Conforme mostrado na figura, R1 e R2 são de 10k e 100k ohm. O ponto médio da ramificação é medido como uma entrada anolog para o Arduino. A queda de tensão em R2 é chamada de Vout, que é a tensão dividida de nosso circuito.

Fórmulas:

Usando o valor conhecido (dois valores de resistor R1, R2 e a tensão de entrada), podemos substituí-lo na equação abaixo para calcular a tensão de saída.

Vout = Vin (R2 / R1 + R2)

Esta equação afirma que a tensão de saída é diretamente proporcional à tensão de entrada e a relação de R1 e R2.

Aplicando esta equação no código do Arduino, a tensão de entrada pode ser facilmente derivada. O Arduino só pode medir a tensão de entrada DC de +55 V, em outras palavras, ao medir 55 V, o pino analógico do Arduino estará em sua tensão máxima de 5 V, portanto, é seguro medir dentro deste limite. Aqui, o valor dos resistores R2 e R1 é definido para 100000 e 10000, ou seja, na proporção de 100: 10.

Diagrama de circuito e conexões:

A conexão para este voltímetro digital Arduino é simples e mostrada no diagrama de circuito abaixo:

Os pinos DB4, DB5, DB6, DB7, RS e EN do LCD são conectados diretamente aos pinos D4, D5, D6, D7, D8, D9 do Arduino Uno

O ponto central de dois resistores R1 e R2, que formam o circuito divisor de tensão, é conectado ao Arduino Pin A0. Enquanto as outras 2 extremidades são conectadas à entrada volt (tensão a ser medida) e gnd.

Explicação de codificação:

O código Arduino completo para medir a tensão CC é fornecido na parte Código abaixo. O código é simples e pode ser facilmente compreendido.

A parte principal do código é converter e mapear a tensão de entrada fornecida em tensão de saída exibida com a ajuda da equação acima fornecida Vout = Vin (R2 / R1 + R2). Como mencionado anteriormente, o valor de saída do Arduino ADC irá variar de 0 a 1023 e a tensão de saída máxima do Arduino é 5v, portanto, temos que multiplicar a entrada analógica em A0 para 5/1024 para obter a tensão real.

void loop () {int analogvalue = analogRead (A0); temp = (valor analógico * 5,0) / 1024,0; // FÓRMULA USADA PARA CONVERTER A TENSÃO input_volt = temp / (r2 / (r1 + r2));

Aqui, exibimos o valor de tensão medido no LCD e no monitor serial do Arduino. Portanto, aqui no código, Serial.println é usado para imprimir os valores no monitor Serial e lcd.print é usado para imprimir os valores no LCD 16x2.

Serial.print ("v ="); // imprime o valor da tensão no monitor serial Serial.println (input_volt); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Voltagem ="); // imprime o valor da tensão no display LCD lcd.print (input_voltage);

É assim que podemos calcular facilmente a tensão DC usando o Arduino. Confira o vídeo abaixo para demonstração. É um pouco difícil calcular a tensão AC usando o Arduino, você pode verificar o mesmo aqui.