Амперметърът се използва за измерване на текущия поток през всеки товар или устройство. Тук в този Arduino амперметър ще обясним за измерването на тока чрез използване на закона на ома. Ще бъде доста интересно, както и добро приложение на основната наука, която изучавахме в нашите ученически дни.
Всички ние сме добре известни със закона на ома, Той гласи, че „ потенциалната разлика между два полюса или клеми на проводник е право пропорционална на количеството ток, преминаващ през същия проводник “ за константа на пропорционалност използваме съпротивление, така че тук идва уравнението на закона на ома.
V = IR
- V = напрежение на проводника в Volt (v).
- I = токът преминава през проводника в Ампера (A).
- R = константа на пропорционалност на съпротивление в Ohm (Ω).
За да намерим текущото преминаване през устройството, ние просто пренареждаме уравнението, както е показано по-долу, или можем да изчислим с калкулатора на закона на ома.
I = V / R
Така че, за да разберем актуалното, се нуждаем от някои данни:
- Волтаж
- Съпротива
Ще изградим серийно съпротивление заедно с устройството. Тъй като трябва да намерим спад на напрежението в устройството, за това се нуждаем от отчитане на напрежението преди и след спада на напрежението, което е възможно в съпротивлението поради липса на полярност.
Както в горната диаграма, трябва да намерим двете напрежения, които преминават през резистора. Разликата между напреженията (V1-V2) в двата края на резисторите ни дава спад на напрежението в резистора (R) и ние разделяме спада на напрежението на стойността на резистора, за да получим текущия поток (I) през устройството. По този начин можем да изчислим текущата стойност, преминаваща през нея, нека влезем в практическото й изпълнение.
Необходими компоненти:
- Arduino Uno.
- Резистор 22Ω.
- LCD 16x2.
- LED.
- 10K пот.
- Макет.
- Мултиметър.
- Джъмперни кабели.
Електрическа схема и връзки:
Следва схематичната диаграма на проекта Arduino Ammeter
Схематичната диаграма показва връзката на Arduino Uno с LCD, резистор и LED. Arduino Uno е източникът на енергия за всички останали компоненти.
Arduino има аналогови и цифрови щифтове. Схемата на сензора е свързана към аналоговите входове, от които получаваме стойността на напрежението. LCD дисплеят е свързан с цифровите щифтове (7,8,9,10,11,12).
LCD има 16 пина, първите два щифта (VSS, VDD) и последните два щифта (анод, катод) са свързани към gnd и 5v. Изводите за нулиране (RS) и активиране (E) са свързани към цифровите щифтове Arduino 7 и 8. Пиновете за данни D4-D7 са свързани към цифровите щифтове на Arduino (9,10,11,12). Пинът V0 е свързан със средния щифт на гърнето. Червените и черните проводници са 5v и gnd.
Текуща верига:
Тази верига на амперметъра се състои от резистор и светодиод като товар. Резисторът е свързан последователно към светодиода, който протича през тока през товара и падането на напрежението се определя от резистора. Терминалите V1, V2 ще се свържат с аналоговия вход на Arduino.
В ADC на Arduino, който покрива напрежението на 10-битови числа с разделителна способност от 0-1023. Така че трябва да го скрием в стойност на напрежението, използвайки програмирането. Преди това трябва да знаем минималното напрежение, което ADC на Arduino може да открие, тази стойност е 4.88mV. Умножаваме стойността от ADC с 4.88mV и получаваме действителното напрежение в ADC. Научете повече за ADC на Arduino тук.
Изчисления:
Стойността на напрежението от ADC на Arduino варира между 0-1023, а референтното напрежение варира между 0-5v.
Например:
Стойността на V1 = 710, V2 = 474 и R = 22Ω, разликата между напреженията е 236. Преобразуваме го в напрежение чрез умножение с 0,00488, след което получаваме 1,15v. Така че разликата в напрежението е 1,15v, като го разделим на 22, тук получаваме текущата стойност 0,005A. Тук използваме резистор с ниска стойност 22ohm като токов сензор. Ето как можем да измерим тока, използвайки Arduino.
Код на Arduino:
Пълен код за ардуино базиран амперметър за измерване на тока е даден в края на тази статия.
Програмирането на Arduino е почти същото като при програмирането на c, първо декларираме заглавните файлове. Файловете със заглавия извикват файла в хранилището, като за изчислението получавам стойностите на напрежението с помощта на функцията analogread .
int voltage_value0 = analogRead (A0); int voltage_value1 = analogRead (A1);
Декларира се временна променлива с променлива за задържане на стойност на напрежението като float temp_val. Стойността се умножава с 0,00488, за да се получи действителната разлика в напрежението, след което се разделя на стойността на резистора, за да се намери текущия поток. 0,00488v е минималното напрежение, което ADC на Arduino може да открие.
int subraction_value = (напрежение_значение0 - напрежение_значение1); float temp_val = (subraction_value * 0.00488); float current_value = (temp_val / 22);
Проверете пълното демонстрационно видео по-долу и също така проверете Arduino Digital Voltmeter.