Амперметар се користи за мерење протока струје кроз било које оптерећење или уређај. Овде у овом Ардуино амперметру ћемо објаснити мерење струје помоћу охмовог закона. Биће прилично занимљиво као и добра примена основне науке коју смо изучавали у школским данима.
Свима нам је добро познат Омов закон. Он каже да је „ разлика потенцијала између два пола или терминала проводника директно пропорционална количини струје која пролази кроз исти проводник “ за константу пропорционалности користимо отпор, па овде долази једначина охмовог закона.
В = ИР
- В = напон на проводнику у Волт (в).
- И = пролазна струја кроз проводник у Амперу (А).
- Р = константа отпора пропорционалности у Охм (Ω).
Да бисмо пронашли тренутни пролазак кроз уређај, само преуређујемо једначину као доле, или можемо израчунати помоћу охмовог калкулатора закона.
И = В / Р
Дакле, да бисмо сазнали актуелност, требају нам неки подаци:
- Напон
- Отпор
Изградићемо серијски отпор заједно са уређајем. Како треба да пронађемо пад напона на уређају, за то су нам потребна очитавања напона пре и после пада напона, што је могуће у отпору због неполарности.
Као на горњем дијаграму, и ми морамо да нађемо два напона која пролазе кроз отпорник. Разлика између напона (В1-В2) на два краја отпорника даје нам пад напона на отпорнику (Р) и пад напона делимо на вредност отпорника кроз који добијамо струјни ток (И) кроз уређај. Тако можемо израчунати тренутну вредност која пролази кроз њу, уђимо у практичну примену.
Потребне компоненте:
- Ардуино Уно.
- Отпорник 22Ω.
- ЛЦД 16к2.
- ЛЕД.
- Пот 10К.
- Бреадбоард.
- Мултиметар.
- Помоћни каблови.
Кружни дијаграм и везе:
Следи шематски дијаграм пројекта Ардуино Амметер
Шематски дијаграм приказује везу Ардуино Уно са ЛЦД-ом, отпорником и ЛЕД-ом. Ардуино Уно је извор напајања свих осталих компоненти.
Ардуино има аналогне и дигиталне пинове. Коло сензора повезано је на аналогне улазе одакле добијамо вредност напона. ЛЦД је повезан са дигиталним пиновима (7,8,9,10,11,12).
ЛЦД има 16 пинова, прва два пина (ВСС, ВДД) и последња два пина (Аноде, Цатходе) повезани су на гнд и 5в. Игле за ресетовање (РС) и омогућавање (Е) повезане су на Ардуино дигиталне пинове 7 и 8. Игле за податке Д4-Д7 повезане су на дигиталне пинове Ардуино (9,10,11,12). В0 пин је повезан са средњим пином лонца. Црвена и црна жица су 5в и гнд.
Струјни круг осетљивости:
Овај круг амперметра садржи отпорник и ЛЕД као оптерећење. Отпорник је серијски повезан са ЛЕД лампицом која струјом тече кроз терет и падови напона се одређују из отпорника. Терминали В1, В2 ће се повезати са аналогним улазом Ардуина.
У АДЦ-у Ардуино који покрива напон у 10-битне бројеве резолуције од 0-1023. Дакле, морамо га прикрити у вредности напона помоћу програмирања. Пре тога морамо знати минимални напон који АДЦ Ардуино може да детектује, та вредност је 4,88мВ. Множимо вредност из АДЦ са 4.88мВ и добијамо стварни напон у АДЦ. Овде сазнајте више о АДЦ Ардуино.
Калкулације:
Вредност напона из АДЦ-а Ардуино креће се између 0-1023, а референтни напон је између 0-5в.
На пример:
Вредност В1 = 710, В2 = 474 и Р = 22Ω, разлика између напона је 236. Претварамо је у напон множењем са 0,00488, а затим добијамо 1,15в. Дакле, разлика напона је 1,15в, поделивши је са 22 овде добијамо тренутну вредност 0,005А. Овде смо користили отпорник мале вредности од 22 ома као сензор струје. На овај начин можемо мерити струју помоћу Ардуина.
Ардуино код:
Комплетан код амперметра за мерење струје заснован на ардуину дат је на крају овог чланка.
Ардуино програмирање је готово исто као и програмирање ц, прво декларишемо заглавне датотеке. Датотеке заглавља позивају датотеку у складишту, као што је за прорачун, вредности напона добијам помоћу функције аналогног читања .
инт волтаге_валуе0 = аналогРеад (А0); инт волтаге_валуе1 = аналогРеад (А1);
Привремена променљива флоат је декларисана за задржавање вредности напона попут флоат темп_вал. Вредност се помножи са 0,00488 да би се добила стварна разлика напона, а затим се дели са вредношћу отпорника да би се пронашао тренутни проток. 0,00488в је минимални напон који АДЦ Ардуино може да детектује.
инт субрацтион_валуе = (вредност_напона0 - вредност_напона1); плутајуће темп_вал = (субрацтион_валуе * 0.00488); флоат цуррент_валуе = (темп_вал / 22);
У наставку погледајте комплетан демонстрацијски видео, а такође и Ардуино дигитални волтметар.