Circuit de voltmètre CC basé sur Arduino - Détails de construction et tests

Dans cet article, nous allons construire un voltmètre CC en utilisant Arduino où les lectures sont affichées sur un écran LCD 16x2.

La conception proposée du voltmètre peut lire jusqu'à 30 V avec une tolérance de +/- 0,5 volt. Nous allons voir comment cette configuration fonctionne et explorer d'autres possibilités que nous pouvons accomplir autres que la mesure de la tension.

Ce projet est assez simple, même les débutants peuvent l'accomplir facilement, mais des précautions doivent être prises lors du prototypage du circuit car nous allons appliquer une tension externe, toute mauvaise connexion à Arduino peut entraîner des dommages fatals à votre carte.

Laissez l'avertissement être un côté, explorons comment il fonctionne.

Ici, nous utilisons un processus de conversion analogique-numérique. La tension de n'importe quelle source est une fonction analogique, les lectures affichées sur l'écran LCD 16x2 sont une fonction numérique.

Le défi consiste à convertir ces fonctions analogiques en fonctions numériques. Heureusement, Arduino a des fonctionnalités pour lire les fonctions analogiques et les convertir en fonction discrète.

Microcontrôleur Arduino équipé d'un convertisseur analogique-numérique (ADC) 10 bits. Cela signifie qu'Arduino peut lire 2 ^ 10 = 1024 niveaux de tension discrets.

En d'autres termes, la tension appliquée à la broche analogique d'Arduino est échantillonnée à 1024 niveaux de tension discrets par rapport à une tension de référence dont la valeur échantillonnée est affichée sur l'écran LCD. C'est le principe derrière ce voltmètre ou presque n'importe quel voltmètre numérique.

Cependant, la tension externe appliquée n'est pas directement mesurée par Arduino. La tension est abaissée à l'aide de diviseurs de tension et des calculs sont effectués dans le programme afin d'obtenir une lecture de tension réelle.

Comment ça fonctionne

Le circuit se compose de deux résistances, d'un écran LCD et d'un Arduino qui est le cerveau du voltmètre numérique. Les deux résistances agissent comme un diviseur de tension, le nœud du diviseur est connecté à la broche analogique # A0 de l'Arduino, qui lit la tension d'entrée. La connexion à la terre est établie entre Arduino et la source de tension externe.

La tension minimale pouvant être mesurée par ce voltmètre est de 0,1 V, ce seuil est défini dans le programme, de sorte qu'il lit 0,00 volt après avoir déconnecté la source de tension et n'affiche pas les lectures dues à la charge statique autour de la sonde de mesure.

Prototype de l'auteur:

N'inversez pas la polarité lors de la mesure de la tension, cela n'endommagera pas le circuit, mais il ne lit aucune tension et affiche 0,00 V, jusqu'à ce que vous corrigiez la polarité. Réglez le contraste de l'écran LCD à un niveau optimal en tournant le potentiomètre.

Assurez-vous de ne pas appliquer de source de tension qui pourrait atteindre plus de 30V, cela pourrait endommager votre carte Arduino. Techniquement, vous pouvez augmenter la tension de mesure maximale de ce circuit en changeant les valeurs de résistance et en modifiant le programme, mais pour la configuration illustrée, 30V est une limite.

Pour une lecture précise, choisissez des résistances fixes avec une valeur de tolérance minimale, les résistances jouent un rôle important dans l'étalonnage de la lecture de tension.

Schéma:

L'autre possibilité de ce voltmètre est que nous pouvons modifier le programme pour automatiser certaines tâches.

Par exemple, détectez la pleine tension de la batterie et déconnectez la batterie de son chargeur ou déconnectez la batterie si la tension passe en dessous du niveau de tension prédéfini, etc. Cependant ceci fait l'objet d'un autre article.

Programme:

//--------Program developed by R.Girish---------//
#include
LiquidCrystal lcd(12,11,5,4,3,2)
int analogInput = 0
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000
float R2 = 10000
int value = 0
void setup()
{
pinMode(analogInput, INPUT)
lcd.begin(16, 2)
lcd.print('DC VOLTMETER')
Serial.begin(9600)
}
void loop()
{
value = analogRead(analogInput)
vout = (value * 5.0) / 1024
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin<0.10) {
vin=0.0
}
lcd.setCursor(0, 1)
lcd.print('INPUT V= ')
lcd.print(vin)
delay(500)
}
//--------Program developed by R.Girish---------//

Veuillez vérifier les lectures avec un bon voltmètre / multimètre.