АЦ волтметар помоћу ардуина

У овом пројекту ћемо направити уређај за мерење наизменичног напона користећи Ардуино, који ће мерити напон напајања наизменичном струјом у нашем дому. Тај напон ћемо одштампати на серијском монитору Ардуино ИДЕ-а, као и приказати на мултиметру.

Израда дигиталног волтметра много је једноставнија од израде аналогног, јер у случају аналогног волтметра морате добро познавати физичке параметре попут обртног момента, губитака трења итд., Док у случају дигиталног волтметра можете једноставно користити ЛЦД или ЛЕД матрицу или чак и ваш лаптоп (као у овом случају) да вам одштампа вредности напона. Ево неколико пројеката дигиталног волтметра:

Једноставни круг дигиталног волтметра са ПЦБ-ом помоћу ИЦЛ7107
ЛМ3914 Круг волтметра
Дигитални волтметар 0-25В помоћу АВР микроконтролера

Потребне компоненте:

Један трансформатор 12-0-12
1Н4007 диода
1уф кондензатор
Отпорници 10к; 4.7к.
Зенер диода (5в)
Ардуино УНО
Повезивање жица

Шема круга волтметра Ардуино:

Кружни дијаграм за овај Ардуино волтметар приказан је горе.

Везе:

Спојите високонапонски бок (220В) трансформатора на главно напајање, а ниски напон (12в) на круг деливача напона.
Повежите 10к отпорник у серију са 4.7к отпорником, али узмите напон као улаз на 4.7к отпорнику.
Повежите диоду као што је приказано.
Повежите кондензатор и ценер диоду преко 4.7к
Повежите жицу са н-терминала диоде на аналогни пин А0 Ардуина.

** Напомена: Спојите уземљивач Ардуино на тачку као што је приказано на слици или склоп неће радити.

Потребан је круг дјелитеља напона?

Како користимо трансформатор 220/12 в, добијамо 12 в на страни лв. Будући да овај напон није погодан као улаз за Ардуино, потребан нам је круг дјелитеља напона који може дати одговарајућу вриједност напона као улаз за Ардуино

Зашто су диода и кондензатор повезани?

Будући да Ардуино не узима негативне вредности напона као улаз, прво треба да уклонимо негативни циклус корака наизменичне струје, тако да Ардуино узима само позитивне вредности напона. Отуда је диода повезана да би исправила силазни напон. Проверите наш полуталасни исправљач и пун таласни исправљач да бисте сазнали више о исправљању.

Овај исправљени напон није гладак јер садржи велике валове који нам не могу дати тачну аналогну вредност. Стога је кондензатор повезан да би се изравнао наизменични сигнал.

Сврха зенер диоде?

Ардуино може оштетити ако се на њега напаја напон већи од 5в. Због тога је 5в зенер диода повезана како би се осигурала сигурност Ардуина који се квари у случају да је овај напон премашио 5в.

Рад волтметра наизменичне струје заснованог на Ардуину:

1. Напон се смањује на лв страни трансформатора, што је погодно за употребу на нормалним отпорницима снаге.

2. Тада добијамо одговарајућу вредност напона на отпорнику од 4,7 к

Максимални напон који се може измерити налази се симулацијом овог кола на протеусу (објашњено у одељку о симулацији).

3. Ардуино узима овај напон као улаз са пина А0 у облику аналогних вредности између 0 и 1023. 0 је 0 волт и 1023 је 5в.

4. Ардуино затим претвара ову аналогну вредност у одговарајући мрежни напон формулом. (Објашњено у одељку кода).

Симулација:

Тачно коло се прави у протеусу, а затим симулира. Да би се пронашао максимални напон који овај круг може мерити погодак, користи се метода испитивања.

Приликом израде вршног напона алтернатора 440 (311 рмс), утврђено је да је напон на пин А0 5 волти, односно максимум. Стога овај круг може да измери максимални 311 ефективни напон.

Симулација се изводи за различите напоне између 220 ефективних ефеката и 440в.

Објашњење кода:

Комплетни АрдуиноВолтметер код дат је на крају овог пројекта и то је добро објашњено кроз коментаре. Овде објашњавамо неколико његових дела.

м је улазна аналогна вредност примљена на пин А0, тј.

м = пинМоде (А0, ИНПУТ); // постављамо пин а0 као улазни пин

Да би се овој формули доделила променљива н = (м * . 304177), прво се извршавају неке врсте прорачуна користећи податке добијене у одељку за симулацију:

Као што се види на симулационој фотографији, аналогна вредност 5в или 1023 добија се на пину А0 када је улазни наизменични напон 311волти. Стога:

Дакле, било која случајна аналогна вредност одговара (311/1023) * м где је м добијена аналогна вредност.

Отуда долазимо до ове формуле:

н = (311/1023) * м волти или н = (м *.304177)

Сада се ова вредност напона исписује на серијском монитору помоћу серијских наредби како је објашњено у наставку. И такође приказано на мултиметру као што је приказано у видеу испод.

Вредности отиснуте на екрану су:

Вредност аналогног улаза како је наведено у коду:

Сериал.принт („аналогни улаз“); // ово даје име које је „аналогни улаз“ исписаној аналогној вредности Сериал.принт (м); // ово једноставно исписује улазну аналогну вредност

Потребан наизменични напон како је наведено у коду:

Сериал.принт („напон наизменичне струје“); // ово даје назив „измјенични напон“ одштампаној аналогној вриједности Сериал.принт (н); // ово једноставно исписује вредност наизменичног напона