Вольтметр своими руками с использованием Arduino и смартфона

Об этом проекте

Демонстрация

Если вы новичок в Arduino, вы можете начать работу с Arduino Tutorials для новичков.

Как это работает

Мы можем использовать аналоговый входной вывод Arduino для измерения напряжения. Однако максимальное измеряемое напряжение составляет 5 В.

Чтобы увеличить измеряемое напряжение, нам нужно использовать делитель напряжения

InTheory

У нас есть:

V_measure =(R1 + R2) / R2 * V_in

соотношение = (R1 + R2) / R2

=> V_measure =ratio * V_in

Если мы выберем R1 =10 * R2, мы получим:

V_measure =11 * V_in

Поскольку максимальное допустимое напряжение V_in равно 5 В => Максимальное измеряемое напряжение составляет 55 В

Чтобы ограничить ток, проходящий через вывод Arduino, что может вызвать повреждение Arduino, нам нужно выбрать номинал резистора как можно больше.

Я выбираю R1 =1 МОм, R2 =100 кОм

На практике

Там есть проблемы на практике

• Значение R1 и R2 содержит ошибки. Ошибки вызывают ошибку V_measure
• Источник питания Arduino может быть нестабильным. Это делает V_REF аналогового входа нестабильным. Следовательно, это вызывает ошибку при вычислении V_in. => вызывает ошибку при вычислении V_measure

Эти проблемы решаются в разделе "Калибровка"

Калибровка

1. Измерьте реальную стоимость (R1 + R2) / R2

Это нужно сделать только один раз, чтобы получить соотношение

Схема подключения, как показано ниже:

ratio =(R1 + R2) / R2 =V_measure / V_in =A1_read_value / A0_read_value

ratio =A1_read_value / A0_read_value

Код для этой калибровки => см. ResisterCalibration.ino в части кода

2. Нестабильность электроснабжения

Нестабильность источника питания вызывает нестабильность опорного напряжения аналогового вывода. Это приводит к неправильной оценке напряжения.

Чтобы решить эту проблему, нам нужно часто измерять опорное напряжение.

Как измерить опорное напряжение?

Подключите 3,3 В к контакту A1

Опорное напряжение измеряется косвенно на основе значения в A1:

V_reference =1023 * 3,3 / A1_value

Как рассчитать V_measure:

V_in =mapFloat (A0_value, 0, 1023, 0, V_reference); V_measure =ratio * V_in;

Основная проводка:

Как сделать

• Электропроводка как схема "проводки калибровки резистора"
• Загрузить ResistorCalibration.ino
• Открыть серийный плоттер
• Скопируйте значение коэффициента.
• Замените это значение в строке 5 Voltmeter.ino
• Замена проводки на «главную проводку»
• Загрузить Voltmeter.ino
• Загрузить пользовательский веб-интерфейс ( voltmeter.php и voltmeter_body.jpg ) в PHPoC Shield
• Зайдите на веб-страницу http://phpoc_shield_ip_address/voltmeter.php, чтобы увидеть напряжение.

Вы можете просмотреть напряжение на смартфоне следующим образом:

Советы по подключению:

Лучший стартовый комплект Arduino для начинающих

См. «Лучший комплект Arduino для начинающих»

Код

• ResistorCalibration.ino
• Voltmeter.ino
• voltmeter.php

ResistorCalibration.ino Arduino

 double ratio; int analogReadAverage (int pin, int read_time) {unsigned long read_value =0; // считываем аналог в значении read_time times:for (int i =0; i  
 Voltmeter.ino  Arduino  
 Это основной код. Перед загрузкой этого кода нам необходимо:
 - загрузить ResistorCalibration.ino 
 - открыть Serial Monitor 
 - скопировать значение коэффициента и заменить значение в строке 5 этого кода 
 double V_measure; double V_in; double V_reference; double ratio =11,59; double mapFloat (double x, double in_min, double in_max, double out_min, double out_max) {return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;} int analogReadAverage (int pin, int read_time) {беззнаковое длинное read_value =0; for (int i =0; i  
 voltmeter.php  PHP  
 Этот файл представляет собой веб-интерфейс пользователя. Его необходимо загрузить в PHPoC Shield вместе с фоновым изображением voltmeter_body.jpg 
       <стиль> html {высота:100%;} тело {ширина:100%; высота:100%;; выравнивание текста:центр;}. контейнер {ширина:100%; минимальная высота:99%; максимальная высота:100%;} холст {фон:URL (voltmeter_body.jpg); размер фона:содержать; семейство шрифтов:'Segment7Standard'; font-weight:жирный; font-style:italic;}     
   
   
 

Схема