แอมมิเตอร์ใช้ในการวัดการไหลของกระแสผ่านโหลดหรืออุปกรณ์ใด ๆ ในArduino Ammeterนี้เราจะอธิบายเกี่ยวกับการวัดกระแสโดยใช้กฎของโอห์ม มันจะค่อนข้างน่าสนใจพอ ๆ กับการประยุกต์ใช้วิทยาศาสตร์พื้นฐานที่ดีที่เราเรียนในสมัยเรียน
พวกเราทุกคนรู้จักกฎของโอห์มเป็นอย่างดีโดยกล่าวว่า“ ความต่างศักย์ระหว่างสองขั้วหรือขั้วของตัวนำนั้นแปรผันตรงกับปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำเดียวกัน ” สำหรับค่าคงที่ของสัดส่วนที่เราใช้ความต้านทานดังนั้นที่นี่มัน สมการของกฎของโอห์มมา
V = IR
- V = แรงดันไฟฟ้าคร่อมตัวนำในโวลต์ (v)
- I = กระแสไหลผ่านตัวนำในแอมแปร์ (A)
- R = ค่าคงที่ความต้านทานของสัดส่วนในโอห์ม (Ω)
ในการค้นหากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอุปกรณ์เราเพียงแค่จัดเรียงสมการใหม่ตามด้านล่างนี้หรือเราสามารถคำนวณด้วยเครื่องคำนวณกฎของโอห์ม
ฉัน = V / R
ดังนั้นเพื่อค้นหากระแสเราต้องการข้อมูลบางอย่าง:
- แรงดันไฟฟ้า
- ความต้านทาน
เราจะสร้างความต้านทานแบบอนุกรมพร้อมกับอุปกรณ์ เนื่องจากเราจำเป็นต้องค้นหาแรงดันตกคร่อมอุปกรณ์เนื่องจากเราต้องการการอ่านแรงดันไฟฟ้าก่อนและหลังแรงดันตกซึ่งเป็นไปได้ในความต้านทานเนื่องจากไม่มีขั้ว
เช่นเดียวกับในแผนภาพด้านบนเราต้องหาแรงดันไฟฟ้าสองตัวที่ไหลผ่านตัวต้านทาน ความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้า (V1-V2) ที่ปลายทั้งสองของตัวต้านทานทำให้เรามีแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน (R) และเราหารแรงดันตกด้วยค่าตัวต้านทานที่เราได้รับกระแส (I) ผ่านอุปกรณ์ นั่นคือวิธีที่เราสามารถคำนวณค่าปัจจุบันที่ผ่านมันมานำไปใช้งานได้จริง
ส่วนประกอบที่จำเป็น:
- Arduino Uno
- ตัวต้านทาน22Ω.
- จอแอลซีดี 16x2
- LED.
- หม้อ 10K.
- เขียงหั่นขนม.
- มัลติมิเตอร์.
- สายจัมเปอร์.
แผนภาพวงจรและการเชื่อมต่อ:
แผนผังของArduino Ammeter Project มีดังต่อไปนี้
แผนผังแสดงการเชื่อมต่อของ Arduino Uno กับ LCD ตัวต้านทานและ LED Arduino Uno เป็นแหล่งพลังงานของส่วนประกอบอื่น ๆ ทั้งหมด
Arduino มีพินอนาล็อกและดิจิตอล วงจรเซ็นเซอร์เชื่อมต่อกับอินพุตอะนาล็อกซึ่งเราได้รับค่าของแรงดันไฟฟ้า LCD เชื่อมต่อกับพินดิจิทัล (7,8,9,10,11,12)
LCD มี 16 พินสองพินแรก (VSS, VDD) และสองพินสุดท้าย (แอโนด, แคโทด) เชื่อมต่อกับ gnd และ 5v หมุดรีเซ็ต (RS) และเปิดใช้งาน (E) เชื่อมต่อกับหมุดดิจิตอล Arduino 7 และ 8 หมุดข้อมูล D4-D7 เชื่อมต่อกับพินดิจิทัลของ Arduino (9,10,11,12) ขา V0 เชื่อมต่อกับพินกลางของหม้อ สายสีแดงและสีดำคือ 5v และ gnd
วงจรตรวจจับปัจจุบัน:
วงจรแอมมิเตอร์นี้ประกอบด้วยตัวต้านทานและ LED เป็นโหลด ตัวต้านทานเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับ LED ที่กระแสไหลผ่านโหลดและแรงดันตกจะถูกกำหนดจากตัวต้านทาน เทอร์มินัล V1, V2 จะเชื่อมต่อกับอินพุตอะนาล็อกของ Arduino
ใน ADC ของ Arduino ที่ปกปิดแรงดันไฟฟ้าเป็นตัวเลขความละเอียด 10 บิตตั้งแต่ 0-1023 ดังนั้นเราจำเป็นต้องปกปิดมันด้วยค่าแรงดันไฟฟ้าโดยใช้การเขียนโปรแกรม ก่อนหน้านั้นเราต้องรู้แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่ ADC ของ Arduino สามารถตรวจจับได้ค่านั้นคือ 4.88mV เราคูณค่าจาก ADC ด้วย 4.88mV และเราได้แรงดันไฟฟ้าจริงเข้าสู่ ADC เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ ADC ของ Arduino ที่นี่
การคำนวณ:
ค่าแรงดันไฟฟ้าจาก ADC ของ Arduino อยู่ในช่วงระหว่าง 0-1023 และแรงดันอ้างอิงอยู่ในช่วงระหว่าง 0-5v
ตัวอย่างเช่น:
ค่าของ V1 = 710, V2 = 474 และ R = 22Ωความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าคือ 236 เราแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าโดยคูณด้วย 0.00488 แล้วเราจะได้ 1.15v ดังนั้นความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าคือ 1.15v โดยหารด้วย 22 ที่นี่เราจะได้ค่าปัจจุบัน 0.005A ที่นี่เราได้ใช้ตัวต้านทานค่า 22ohm ต่ำเป็นเซ็นเซอร์ปัจจุบันนี่คือวิธีที่เราสามารถวัดกระแสโดยใช้ Arduino
รหัส Arduino:
รหัสที่สมบูรณ์สำหรับแอมป์มิเตอร์ที่ใช้ arduino เพื่อวัดกระแสจะได้รับในตอนท้ายของบทความนี้
การเขียนโปรแกรม Arduino เกือบจะเหมือนกับการเขียนโปรแกรม c อันดับแรกเราจะประกาศไฟล์ส่วนหัว ไฟล์ส่วนหัวเรียกไฟล์ในที่เก็บข้อมูลเช่นสำหรับการคำนวณฉันได้รับค่าแรงดันไฟฟ้าโดยใช้ฟังก์ชัน แอนะล็อก
int voltage_value0 = analogRead (A0); int voltage_value1 = analogRead (A1);
มีการประกาศตัวแปรลอยชั่วคราวสำหรับการเก็บค่าแรงดันไฟฟ้าเช่น float temp_val ค่าจะคูณด้วย 0.00488 เพื่อให้ได้ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าจริงจากนั้นหารด้วยค่าตัวต้านทานเพื่อค้นหาการไหลของกระแส 0.00488v คือแรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่ ADC ของ Arduino สามารถตรวจจับได้
int subraction_value = (voltage_value0 - voltage_value1); ลอย temp_val = (ค่าย่อย _ ค่า * 0.00488); ลอย current_value = (temp_val / 22);
ตรวจสอบวิดีโอสาธิตฉบับเต็มด้านล่างและตรวจสอบ Arduino Digital Voltmeter