Arduino-baserad digital amperemeter

Ampeter används för att mäta strömflödet genom vilken belastning eller enhet som helst. Här i den här Arduino-amperet kommer vi att förklara om mätning av ström med hjälp av ohm's lag. Det kommer att bli ganska intressant och en bra tillämpning av grundläggande vetenskap som vi studerade under våra skoldagar.

Alla av oss är välkända för ohm: s lag. Den säger att " potentialskillnaden mellan två poler eller terminaler på en ledare är direkt proportionell mot mängden ström som passerar genom samma ledare " för proportionalitetskonstant som vi använder motstånd, så här är det kommer ekvationen av ohms lag.

V = IR

V = spänning över ledaren i Volt (v).
I = ström passerar genom ledaren i Ampere (A).
R = motståndskonstant av proportionalitet i Ohm (Ω).

För att hitta den aktuella passeringen genom enheten ordnar vi bara om ekvationen enligt nedan, eller så kan vi beräkna med Ohms lagräknare.

I = V / R

Så för att ta reda på strömmen behöver vi lite data:

Spänning
Motstånd

Vi ska bygga ett seriemotstånd tillsammans med enheten. Eftersom vi behöver hitta spänningsfall över enheten, för det behöver vi spänningsavläsningar före och efter spänningsfallet, vilket är möjligt i motståndet på grund av ingen polaritet.

Som i ovanstående diagram måste vi hitta de två spänningarna som flyter över motståndet. Skillnaden mellan spänningarna (V1-V2) vid de två ändarna av motstånden ger oss spänningsfall över motståndet (R) och vi delar spänningsfallet med motståndsvärdet så får vi strömflödet (I) genom enheten. Det är så vi kan beräkna det aktuella värdet som passerar genom det, låt oss komma in i det praktiska genomförandet.

Nödvändiga komponenter:

Arduino Uno.
Motstånd 22Ω.
LCD 16x2.
LED.
10K kruka.
Bakbord.
Multimeter.
Startkablar.

Kretsschema och anslutningar:

Det schematiska diagrammet för Arduino Ammeter-projektet följer

Det schematiska diagrammet visar anslutningen av Arduino Uno med LCD, motstånd och LED. Arduino Uno är strömkällan till alla andra komponenter.

Arduino har analoga och digitala stift. Sensorkretsen är ansluten till de analoga ingångarna från vilka vi får värdet av spänningen. LCD-skärmen är ansluten till de digitala stiften (7,8,9,10,11,12).

LCD-skärmen har 16 stift, de två första stiften (VSS, VDD) och de två sista stiften (anod, katod) är anslutna till GND och 5V. Återställnings- (RS) och aktiverings- (E) -stiften är anslutna till Arduino digitala stift 7 och 8. Datastiften D4-D7 är anslutna till de digitala stiften på Arduino (9,10,11,12). V0-stiftet är anslutet till mitten av potten. De röda och svarta ledningarna är 5v och GND.

Strömavkänningskrets:

Denna amperemätarkrets består av motstånd och LED som belastning. Motstånd är seriekopplad till lysdioden som strömmar genom belastningen och spänningsfall bestäms från motståndet. Terminalen V1, V2 kommer att anslutas till Arduinos analoga ingång.

I ADC i Arduino som täcker spänningen till 10 bitars upplösningsnummer från 0-1023. Så vi måste dölja det i spänningsvärde med hjälp av programmeringen. Innan det behöver vi veta den minimala spänning som ADC i Arduino kan upptäcka, det värdet är 4,88mV. Vi multiplicerar värdet från ADC med 4,88mV och vi får den faktiska spänningen i ADC. Läs mer om ADC för Arduino här.

Beräkningar:

Spänningsvärdet från ADC i Arduino ligger mellan 0-1023 och referensspänningen ligger mellan 0-5v.

Till exempel:

Värdet på V1 = 710, V2 = 474 och R = 22Ω, skillnaden mellan spänningarna är 236. Vi omvandlar det till spänning genom att multiplicera med 0,00488, då får vi 1,15v. Så spänningsskillnaden är 1,15v, genom att dela den med 22 här får vi det aktuella värdet 0,005A. Här har vi använt det låga värdet 22ohm motstånd som strömsensor. Så här kan vi mäta strömmen med Arduino.

Arduino-kod:

Komplett kod för arduino-baserad amperemätare för att mäta ström, ges i slutet av denna artikel.

Arduino-programmering är nästan samma som som c-programmering, först förklarar vi rubrikfilerna. Rubrikfilerna anropar filen i lagringen, som för beräkningen får jag spänningsvärdena med hjälp av analogläsfunktion .

int voltage_value0 = analogRead (A0); int voltage_value1 = analogRead (A1);

En tillfällig flottörvariabel deklareras för att hålla spänningsvärde som float temp_val. Värdet multipliceras med 0,00488 för att få verklig spänningsskillnad, sedan delas det med motståndsvärde för att hitta strömflödet. 0.00488v är den minsta spänning som ADC i Arduino kan upptäcka.

int subraction_value = (voltage_value0 - voltage_value1); float temp_val = (subraction_value * 0.00488); float current_value = (temp_val / 22);

Kolla hela demonstrationsvideon nedan och kolla även Arduino Digital Voltmeter.