Статья 5. Ардуино – Работа с аналоговыми входами
Подстроечный потенциометр 10 кОм Trimmer pot купить на AliExpress. Конденсаторы 0,1 мкФ купить на AliExpress. Тестируемая нагрузка. Работа схемы Схема ваттметра на основе платы Arduino представлена на следующем рисунке. Для облегчения понимания схема разделена на 2 части. Верхняя часть схемы — это ее измерительная часть, а нижняя часть схемы служит для проведения вычислений и отображения их результатов.
Места соединения обоих частей схемы обозначены с помощью меток. Схема спроектирована для работы с напряжением в диапазоне V с током A — эти параметры специально подобраны для работы с Solar PV солнечная фотоэлектрическая система. Но если вы поймете принципы работы этой схемы вы легко можете расширить диапазоны ее работы до необходимых вам. Основополагающий принцип работы этой схемы заключается в измерении напряжения и тока в нагрузке чтобы затем рассчитать потребляемую нагрузкой мощность.
Значения всех измеряемых параметров будут отображаться на экране ЖК дисплея 16х2. Далее рассмотрим работу по отдельности небольших элементов представленной схемы чтобы лучше понять ее работу. Измерительный блок Измерительный блок схемы состоит из делителя напряжения на двух резисторах для измерения значения напряжения и шунтирующего резистора с неинвертированным операционным усилителем для измерения силы тока.
Делитель напряжения показан на следующем рисунке: Входное напряжение на этой схеме обозначено как Vcc. Как мы говорили ранее, схема спроектирована для измерения напряжений от 0V до 24V. Но плата Arduino не может измерять такие большие напряжения — она может измерять напряжения только в диапазоне V.
Соответственно, мы должны преобразовать измеряемое напряжение в диапазоне V в диапазон V. Это преобразование как раз и осуществляется с помощью представленного делителя напряжения. Соответственно, и номиналы резисторов в схеме этого делителя 10 кОм и 2,2 кОм как раз подобраны таким образом, чтобы преобразовывать диапазон V в диапазон V.
Если вам нужно изменить диапазон измеряемых схемой напряжений вам всего лишь нужно изменить значения номиналов резисторов в представленной схеме делителя напряжения.
В дальнейшем это преобразованное значение напряжения подается на аналоговый вход платы Arduino. Далее мы должны измерять ток через нагрузку LOAD.
Поскольку микроконтроллеры могут считывать только аналоговые значения напряжения нам необходимо преобразовать значение тока в значение напряжения.
Это можно сделать при помощи добавления шунтирующего резистора — в соответствии с законом Ома падение напряжения на нем будет пропорционально протекающему по нему току. Поскольку на шунтирующем резисторе падение напряжения будет очень маленькое мы будем использовать операционный усилитель чтобы усилить его.
Схема для осуществления этого процесса показана на следующем рисунке: Значение сопротивления шунтирующего резистора SR1 в нашем случае равно 0. Как было указано ранее, наша схема спроектирована для измерения силы тока в диапазоне A, поэтому в соответствии с законом Ома при максимальном токе через нагрузку 1 А падение напряжения на нашем шунтирующем резисторе будет примерно 0.
Это напряжение мало для считывания микроконтроллером, поэтому мы используем операционный усилитель в неинвертированном усилительном режиме чтобы усилить это напряжение до значения, которое можно комфортно считать с помощью платы Arduino. Операционный усилитель в неинвертированном режиме показан на вышеприведенной схеме. Усилитель спроектирован таким образом чтобы его коэффициент усиления составлял значение 21, итого получаем 0. В нашем случае значение сопротивления резистора Rf равно 20 кОм, а значение сопротивления резистора Rin равно 1 кОм, что обеспечивает коэффициент усиления 21 для операционного усилителя.
Далее напряжение с выхода операционного усилителя подается на RC фильтр, состоящий из резистора 1 кОм и конденсатора 0,1 мкФ. Данный фильтр предназначен для фильтрации нежелательных шумов. Далее отфильтрованное напряжение подается на аналоговый вход платы Arduino.
И, наконец, последний компонент который нам необходимо рассмотреть в блоке измерений нашей схемы — это регулятор напряжения. Это регулированное стабилизированное напряжение в нашей схеме обеспечивается с помощью регулятора напряжения Конденсатор добавлен на выход схемы регулятора для фильтрации шума.
Блок вычислений и отображения информации В блоке измерений мы спроектировали схему чтобы конвертировать измеряемые значения и тока в диапазон напряжений V, которые непосредственно подаются на аналоговые входы Arduino. В этой же части схемы мы подсоединяем эти провода с напряжениями к плате Arduino, а также подключаем к плате Arduino алфавитно-цифровой ЖК дисплей для отображения результатов измерений.
Схема этого блока представлена на следующем рисунке. Как вы можете видеть из схемы, контакт с значением напряжения подключается к аналоговому контакту A3, а контакт со значением тока — к аналоговому контакту A4 платы Arduino.
Мы также используем потенциометр 10 кОм, подключенный к контакту Con ЖК дисплея чтобы регулировать его контрастность.
Объяснение программы для Arduino Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы рассмотрим его основные фрагменты. Цель функционирования программы — считать значения аналогового напряжения с контактов A3 и A4 и рассчитать напряжение, ток и мощность, а потом отобразить все это на экране ЖК дисплея. Вначале программы нам необходимо инициализировать используемые контакты: A3 и A4 для измерения напряжения и тока соответственно, и цифровые контакты 3, 4, 8, 9, 10 и 11 для подключения ЖК дисплея.
Измерение постоянного тока и напряжения на Arduino
Сегодня хочу продолжить тему «скрещивания» arduino и android. В предыдущей публикации я рассказал про bluetooth машинку, а сегодня речь пойдет про DIY bluetooth вольтметр. Еще такой девайс можно назвать смарт вольтметр, «умный» вольтметр или просто умный вольтметр, без кавычек. Последнее название является неправильным с точки зрения грамматики русского языка, тем не менее частенько встречается СМИ. Голосование на эту тему будет в конце статьи, а начать предлагаю с демонстрации работы устройства, чтобы понять о чем же пойдет речь в статье.
Disclaimer: статья рассчитана на среднестатистического любителя arduino, который обычно не знаком с программированием под android, поэтому как и в прошлой статье, приложение для смартфона мы будем делать, используя среду визуальной разработки android-приложений App Inventor 2. Чтобы сделать DIY bluetooth вольтметр нам нужно написать две относительно независимых друг от друга программы: скетч для ардуино и приложение для андроид.
Пожалуй начнем со скетча. Для начала следует знать, что существует три основных варианта измерения напряжения при помощи ардуино, не зависимо от того куда нужно выводить информацию: в com-порт, на подключенный к ардуино экранчик, или на смартфон. Первый случай: измерения напряжения до 5 вольт.
Схема очень простая, код тоже. Когда нужно получить более точные о напряжении в качестве опорного напряжения нужно использовать не напряжение питания, которое может немного меняться при питании от акб, например, а напряжение внутренного стабилизатора ардуино 1. Тут схема такая же, но код чуть длиннее. Подробно этот вариант разбирать не буду, так как он и так хорошо описан в тематических статьях, а мне вполне и достаточно второго способа, поскольку питание у меня стабильное, от usb-порта ноутбука.
Итак с измерением напряжения мы разобрались, теперь перейдем ко второй половине проекта: созданию андроид-приложения. Приложение будем делать прямо из браузера в среде визуальной разработки android-приложений App Inventor 2.
Заходим на сайт appinventor. Они могут сэкономить вам много денег при правильной зарядке. Для того, чтобы вы могли получить максимальную отдачу от ваших аккумуляторных батарей, их необходимо правильно заряжать. Это означает, что вам необходимо хорошее зарядное устройство.
Вы можете потратить кучу денег, купив готовое зарядное устройство, а можете получить удовольствие, сделав его сами. В данной статье мы рассмотрим, как можно создать зарядное устройство, управляемое Arduino. Во-первых, важно отметить, что не существует универсального способа зарядки, который подходил бы для всех аккумуляторов.
Разные типы аккумуляторов используют разные химические процессы, обеспечивающие их работу. В результате, разные типы аккумуляторов необходимо заряжать по-разному. В этой статье мы не сможем охватить все типы аккумуляторных батарей и методы зарядки. Поэтому для простоты мы сосредоточим внимание на наиболее распространенном типе аккумуляторных батарей размера AA, на никель-металл-гидридных аккумуляторах NiMH.
Существует много способов зарядки NiMH аккумуляторов. Выбор используемого вами метода главным образом зависит от того, как быстро вы хотите зарядить аккумулятор.
Скорость заряда измеряется по отношению к емкости батареи. Если ваша батарея обладает емкостью мАч, и вы заряжаете ее током мА, то вы заряжаете ее со скоростью 1C. Это может серьезно повредить аккумулятор. Поэтому медленные методы зарядки, как правило, считаются более безопасными и помогут вам увеличить срок службы батареи. Цепь заряда Для данного зарядного устройства основой является схема для управления источником питания с помощью Arduino. Схема питается от источника напряжения 5 вольт, например, от адаптера переменного тока или компьютерного блока питания.
Большинство USB портов не подходит для данного проекта из-за ограничений по току. Резистор добавлен как простой способ контроля тока. Контроль величины тока выполняется подключением каждого вывода резистора к аналоговым входным выводам Arduino и измерением напряжения с каждой стороны. Импульсы сигнала широтно-импульсной модуляции сглаживаются до постоянного напряжения фильтром на резисторе 1 МОм и конденсаторе 1 мкФ. Данная схема позволяет Arduino отслеживать и управлять током, протекающим через батарею.
Датчик температуры Датчик температуры служит для предотвращения перезаряда батареи и обеспечения безопасности. В качестве дополнительной меры предосторожности в зарядное устройство добавлен датчик температуры TMP36 для контроля температуры батареи. Данный датчик выдает напряжение, которое линейно зависит от температуры. Поэтому он, в отличие от термисторов, не требует калибровки или балансировки.
Датчик устанавливается в просверленном отверстии в корпусе держателя батареи и приклеивается в отверстии так, чтобы он прижимался к батарее, когда та будет установлена в держатель. Выводы датчика подключаются к шине 5В, к корпусу и к аналоговому входному выводу Arduino. Держатель AA батареи перед и после установки на макетную плату Код Код для данного проекта довольно прост. Переменные в начале исходного кода позволяют настроить зарядное устройство путем ввода значений емкости батареи и точного сопротивления мощного резистора.
Также добавлены и переменные безопасных порогов. Максимально допустимое напряжение на батарее устанавливается в значение 1,6 вольта. Максимальная температура батареи установлена на 35 градусов по Цельсию. Максимальное время заряда установлено на 13 часов. Если какой-либо из этих порогов безопасности будет превышен, зарядное устройство выключается. В теле программы вы можете увидеть, что система постоянно измеряет напряжения на выводах мощного резистора. Это используется для расчета значений напряжения на батарее и протекающего через нее тока.
Если рассчитанный ток отличается от целевого значения более, чем на 10 мА, система автоматически подстраивает выходное значение, чтобы подкорректировать его. Arduino использует последовательный интерфейс для отображения всех текущих данных. Если вы хотите проконтролировать работу вашего зарядного устройства, то можете подключить Arduino к USB порту компьютера, но это необязательно, так как Arduino питается от источника напряжения 5В зарядного устройства.
Теперь вы можете создать собственное зарядное устройство. Но обязательно контролируйте скорость заряда и соблюдайте технику безопасности, так как избыточная зарядка аккумулятора может быть опасна. Оригинал статьи: Jason Poel Smith. Она содержит всё необходимое для работы с микроконтроллером; для того, чтобы начать работу с ней, просто подключите… Батарейный отсек 1xAA Батарейный отсек на один элемент AA.
Всё своими руками! В этой статье, сегодня мы будем конструировать индикатор уровня заряда батареи. В ней ряд из 6-ти разноцветных светодиодов показывают уровень заряда батареи.
Эта схема может пригодится для контроля вашего 12 В аккумулятора. Все аккумуляторы имеют определенный предел напряжения для разрядки, если напряжение выходит за рамки установленного, срок службы батареи резко сокращается.
Предлагаемая ниже, схема покажет Вам, сколько энергии осталось в аккумуляторе. Схема может быть подключена к батарее, когда эта схема указывает на низкий заряд батареи, Вы можете подключить батарею для зарядки. Схема имеет 6 светодиодов разных цветов, один светодиод светится, указывая уровень напряжения батареи.
Если ваш аккумулятор полный заряда — самый левый светодиод загорается, а если аккумулятор разрядился — светится правый светодиод. Схема индикатора уровня: Набор Arduino в схеме является «мозгом» системы, потенциальный делитель, который помогает Arduino для выборки входного напряжения.
Предварительно набор резисторов используется для калибровки. Серия из 6 светодиодов покажет уровень заряда батареи. Если Вы не правильно откалибруете, схема будет показывать неверный уровень напряжения батареи. При включении, схема начинает со светодиодного тест. Здесь светодиоды горят последовательно с некоторой задержкой. Это может помочь при отладке ошибок.
Далее: 1 Установить напряжение регулируемого источника питания точно 12,50 в. Если указанные выше шаги выполнены успешно, Ваш Индикатор уровня заряда батареи настроена! Girish Простой светодиодный тахометр для автомобиля С использованием недорогих и доступных микросхем NE, LM и можно сделать простой тахометр оборотов двигателя для автомобиля на 10 светодиодах. LED тахометр можно использовать для автомобиля с напряжением бортовой сети 12В или 24В питанием.
Подробнее… Простое цифровое управление синтезатором радиостанций Модернизация радиостанций «Маяк», «Эстакада» и им подобных… Описание схемы управления Во многих радиостанциях Маяк, Эстакада и тп. Для управления такими синтезаторами предлагаю собрать не сложную схему на «простой» логике. Имеется возможность включить «автоматическое сканирование частот»,Подробнее… ESR-tester своими руками Прибор для проверки эквивалентного последовательного сопротивления ЭПС электролитических конденсаторов При ремонте аппаратуры часто появляется необходимость в проверке электролитических конденсаторов.
Они наиболее частые виновники поломок. Состояние конденсаторов часто видно визуально: они вздутые, подтёкшие. Но иногда казалось бы на вид хороший конденсатор при проверке оказывается неисправным. Данные,в нашем случае это измеренное напряжение,при помощи arduino передаются в компьютер через последовательное serial соединение.
Вывод данных осуществляется в программу написанную для компьютера под Windows. При этом компьютер может быть абсолютно любым,будь это моноблок,стационарный компьютер или ноутбук,к примеру можно купить моноблок dell.
Где y представляет собой номер канала аналого цифрового преобразователя Arduino, и может принемать значение от 0 до 2. После того как arduino получила команды старта измерения, начинается процесс измерения напряжения, измеренное напряжение отсылается обратно в компьютер с интервалом в 50 миллисекунд.
Имеют следующий формат: 0xAB, 0xaa, 0xbb, где aa и bb максимальное и минимальное значение. Прекращение измерения напряжения начинается после того как с компьютера поступят команды 0xAC и 0x Программа написанная под Arduino скетч довольно проста — здесь нет ничего сложного,измеренное значение в последовательный порт. Измеренное значение напряжения умещается в 10 бит от 0x до 0x хранится в переменной типа integer.
Последовательный порт имеет возможность передавать данные в пакете по 8 бит. Поэтому наше измеренное напряжение можно поделить на 2 пакета, каждый по 8 бит.
Аналоговые пины
Цифровой вольтметр переменного напряжения на arduino. Bluetooth вольтметр на базе arduino
На рисунке напряжение подается на аналоговый вход А0 через простой делитель напряжения, состоящий из резисторов R1 кОм и R2 10кОм. При этих значениях делителя на плату Ардуино можно подавать напряжение от 0 до 55В.
На входе А0 имеем измеряемое напряжение деленное на 11,т. Иначе говоря, при измерении 55В на входе Ардуино имеем максимально допустимое значение 5В. Получится значение меньшее, чем 5В, например, получилось 4. Однако следует помнить, что любые напряжения выше 55В могут вывести из строя плату Ардуино.
Кроме того, в этой конструкции не предусмотрены другие виды защиты от скачков напряжения, от переполюсовки или повышенного напряжения.
Одним из простейших примеров использования Arduino может стать реализация на базе этой сборки вольтметра постоянного напряжения повышенной точности с диапазоном измерения от 0 до 30 В. Аналоговые входы Arduino предназначены для постоянного напряжения не более пяти вольт, поэтому, использование их при превышающих это значение напряжениях возможно с делителем напряжения. Схема подключения Areduino через делитель напряжения Делитель напряжения состоит из двух последовательно соединенных сопротивлений.
Как подключить датчик давления к Ардуино
Расчет его производится по формуле: Внешний USB-разъем в автомагнитоле Идея Идея устройства для измерения напряжения, тока, емкости, разряда, а может и заряда возникла давно и не только у. Мне же интересно несколько более универсальное устройство, независимое от интерфейса, а просто рассчитанное на определенные напряжения и токи.
Например, 0 - Что касается функций, то я вижу так Отображение текущих напряжения и тока, то есть вольт-ампер-метр. Впринципе, можно и мощность сразу отразить. Подсчет и отображение накопленной емкости. В ампер-часах и всего скорее в ватт-часах. Отображение времени процесса И, всего скорее, настраиваемые нижний и верхний пороги отключения по напряжению ограничения разряда и заряда Разработка Для реализации расчетов и измерений нам понадобится контроллер.
Вольтметр на ардуино: создание устройства своими руками по шагам
Я вспомнил эту идею в рамках знакомства с Arduino, поэтому контроллером будет простая популярная Atmega и программироваться она будет в среде Arduino. С инженерной точки зрения выбор наверно не самый хороший - контроллер для задачи слегка жирноват, а его АЦП не назовешь измерительными, но Паять в этом проекте много не будем.
Для разработки нам понадобиться макетная плата. Разумеется понадобятся провода и некоторое количество резисторов разного номинала. Для дисплея без I2C нужен также подбор контрастности - делается переменным резистором на 2 - 20 кОм. Для реализации амперметра понадобится шунт. В первом приближении им может быть резистор 0. Для реализации автоматики отключения понадобится реле с контактами рассчитанными на максимальный ток устройства и напряжением равным напряжению питания.
Для управления реле нужен npn транзистор и защитный диод. Устройство будет питаться от внешнего источника питания, очевидно, что не менее 5. Если питание будет сильно варьироваться, то так же потребуется интегральный стабилизатор типа - он и определит напряжение реле.
Как измерить внутреннее сопротивление мультиметра в режиме амперметра: полезное видео от ElectronoffДля наладки понадобится мультиметр. Вольтметр Я реализую простой вольтметр с одним диапазоном примерно 0 - 20в. Это замечанием важно, тк АЦП нашего контроллера имеет разрядность 10 бит дискретных значенияпоэтому погрешность составит не менее 0.
Для реализации железно нам нужен аналоговый вход контроллера, делитель из пары резисторов и какой-нибудь вывод дисплей в законченном варианте, для отладки можно последовательный порт. Измерение реализовано путем серии последовательных чтений напряжения и усреднения по периоду между обновлениями значения на экране.
Выбор опорного напряжения важен, поскольку по умолчанию оно равно напряжению питания, которое может быть не стабильно. Это нам совершенно не подходит - за основу мы будем брать стабильный внутренний опорный источник напряжением 1.
Затем мы откалибруем его значение по показаниям мультиметра.
ШИМ. Урок 4. Ардуино
Справа - вариант с I2C, который я и буду использовать. I2C позволяет сэкономить на проводах коих в обычном варианте - 10, не считая подсветки. Но при этом необходим дополнительный модуль и более сложная инициализация. В любом случае, отображение символов на модуле надо сначала проверить и настроить контрастность - для этого надо просто вывести после инициализации любой текст. Контрастность настраивается резистором R1, либо аналогичным резистором I2C модуля.
Резисторы имеют разброс, да и опорное Vref контроллера тоже, поэтому после сборки надо измерить напряжение хотя бы питания параллельно нашим устройством и эталонным мультиметром и подобрать Vref в коде до совпадения показания.
Блок питания с регулировкой напряжения и тока
- Испанская косметика для волос
- Чем можно обесцветить волосы
- Растут ли волосы после смерти
- Сочетание красного и черного
Другие теги: грудью научиться яиц смартфон аниме мультиварке проект детские любви
Эта информация не верна
Нифига себе сюрпризы
Замечательно, это очень ценная информация
Это — неожиданность!