Arduino โอห์มมิเตอร์

เราพบว่ามันยากที่จะอ่านรหัสสีบนตัวต้านทานเพื่อหาความต้านทาน เพื่อที่จะเอาชนะความยากลำบากในการหาค่าความต้านทานที่เราจะไปสร้างที่เรียบง่ายของโอห์มเมตรใช้ Arduino หลักการพื้นฐานเบื้องหลังโปรเจ็กต์นี้คือ Voltage Divider Network ค่าของความต้านทานที่ไม่รู้จักจะแสดงบนจอ LCD 16 * 2 โครงการนี้ยังทำหน้าที่เป็นจอแสดงผล LCD 16 * 2 ที่เชื่อมต่อกับ Arduino

ส่วนประกอบที่ต้องการ:

• Arduino Uno
• จอ LCD 16 * 2
• โพเทนชิออมิเตอร์ (1 กิโลโอห์ม)
• ตัวต้านทาน
• เขียงหั่นขนม
• สายจัมเปอร์

แผนภูมิวงจรรวม:

Arduino Uno:

Arduino Uno เป็นบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์โอเพนซอร์สที่ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ATmega328p มีพินดิจิตอล 14 พิน (ซึ่ง 6 พินสามารถใช้เป็นเอาต์พุต PWM ได้) อินพุตอะนาล็อก 6 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าบนบอร์ดเป็นต้น Arduino Uno มีหน่วยความจำแฟลช 32KB SRAM 2KB และ EEPROM 1KB ทำงานที่ความถี่สัญญาณนาฬิกา 16MHz Arduino Uno รองรับการสื่อสาร Serial, I2C, SPI สำหรับการสื่อสารกับอุปกรณ์อื่น ๆ ตารางด้านล่างแสดงข้อกำหนดทางเทคนิคของ Arduino Uno

ไมโครคอนโทรลเลอร์	ATmega328p
แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน	5V
แรงดันไฟฟ้าขาเข้า	7-12V (แนะนำ)
พิน I / O ดิจิทัล	14
หมุดอะนาล็อก	6
หน่วยความจำแฟลช	32KB
SRAM	2KB
EEPROM	1KB
ความเร็วนาฬิกา	16MHz

16x2 LCD:

16 * 2 LCD เป็นจอแสดงผลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับแอพพลิเคชั่นฝังตัว นี่คือคำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับพินและการทำงานของจอ LCD 16 * 2 มีการลงทะเบียนที่สำคัญมากสองรายการภายในจอ LCD เป็นทะเบียนข้อมูลและลงทะเบียนคำสั่ง ลงทะเบียนคำสั่งใช้ในการส่งคำสั่งเช่นการแสดงผลที่ชัดเจนเคอร์เซอร์ที่บ้านเป็นต้นการลงทะเบียนข้อมูลใช้ในการส่งข้อมูลซึ่งจะแสดงบนจอ LCD 16 * 2 ตารางด้านล่างแสดงคำอธิบายพินของจอ LCD 16 * 2

พิน	สัญลักษณ์	I / O	คำอธิบาย
1	Vss	-	พื้น
2	Vdd	-	+ แหล่งจ่ายไฟ 5V
3	วี	-	แหล่งจ่ายไฟเพื่อควบคุมความคมชัด
4	อาร์เอส	ผม	RS = 0 สำหรับการลงทะเบียนคำสั่ง RS = 1 สำหรับการลงทะเบียนข้อมูล
5	RW	ผม	R / W = 0 สำหรับเขียน R / W = 1 สำหรับการอ่าน
6	จ	I / O	เปิดใช้งาน
7	D0	I / O	บัสข้อมูล 8 บิต (LSB)
8	D1	I / O	บัสข้อมูล 8 บิต
9	D2	I / O	บัสข้อมูล 8 บิต
10	D3	I / O	บัสข้อมูล 8 บิต
11	D4	I / O	บัสข้อมูล 8 บิต
12	D5	I / O	บัสข้อมูล 8 บิต
13	D6	I / O	บัสข้อมูล 8 บิต
14	D7	I / O	บัสข้อมูล 8 บิต (MSB)
15	ก	-	+ 5V สำหรับแบ็คไลท์
16	เค	-	พื้น

แนวคิดของรหัสสีต้านทาน:

ในการระบุค่าของความต้านทานเราสามารถใช้สูตรด้านล่าง

R = {(AB * 10 ^c) Ω± T%}

ที่ไหน

A = ค่าของสีในแถบแรก

B = ค่าของสีในแถบที่สอง

C = ค่าของสีในแถบที่สาม

T = ค่าของสีในแถบที่สี่

ตารางด้านล่างแสดงรหัสสีของตัวต้านทาน

สี	ค่าตัวเลขของสี	ตัวคูณการคูณ (10 c)	ค่าความอดทน (T)
ดำ	0	10 0	-
สีน้ำตาล	1	10 1	± 1%
แดง	2	10 2	± 2%
ส้ม	3	10 3	-
สีเหลือง	4	10 4	-
เขียว	5	10 5	-
สีน้ำเงิน	6	10 6	-
ไวโอเล็ต	7	10 7	-
สีเทา	8	10 8	-
สีขาว	9	10 9	-
ทอง	-	10 -1	± 5%
เงิน	-	10 -2	± 10%
ไม่มีวงดนตรี	-	-	± 20%

ตัวอย่างเช่นหากรหัสสีเป็นสีน้ำตาล - เขียว - แดง - เงินค่าความต้านทานจะคำนวณเป็น

น้ำตาล = 1 เขียว = 5 แดง = 2 เงิน = ± 10%

จากสามวงแรก R = AB * 10 ^c

R = 15 * 10 ⁺² R = 1500 Ω

แถบที่สี่แสดงถึงความอดทน± 10%

10% ของ 1500 = 150 สำหรับ + ​​10 เปอร์เซ็นต์ค่าคือ 1500 + 150 = 1650Ωสำหรับ - 10 เปอร์เซ็นต์ค่าคือ 1500 -150 = 1350Ω

ดังนั้นค่าความต้านทานที่แท้จริงสามารถอยู่ระหว่าง1350Ωถึง1650Ω

เพื่อให้สะดวกยิ่งขึ้นที่นี่คือเครื่องคิดเลขรหัสสีต้านทานที่คุณต้องป้อนสีของวงแหวนบนตัวต้านทานและคุณจะได้รับค่าความต้านทาน

การคำนวณความต้านทานโดยใช้ Arduino Ohm Meter:

การทำงานของเครื่องวัดความต้านทานนี้ง่ายมากและสามารถอธิบายได้โดยใช้เครือข่ายตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าที่แสดงด้านล่าง

จากเครือข่ายตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าของตัวต้านทาน R1 และ R2

Vout = Vin * R2 / (R1 + R2)

จากสมการข้างต้นเราสามารถอนุมานค่า R2 เป็น

R2 = Vout * R1 / (วิน - Vout)

โดยที่ R1 = ความต้านทานที่ทราบ

R2 = ความต้านทานที่ไม่รู้จัก

Vin = แรงดันไฟฟ้าที่ผลิตที่ขา 5V ของ Arduino

Vout = แรงดันไฟฟ้าที่ R2 เทียบกับกราวด์

หมายเหตุ:ค่าของความต้านทานที่ทราบ (R1) ที่เลือกคือ3.3KΩ แต่ผู้ใช้ควรแทนที่ด้วยค่าความต้านทานของตัวต้านทานที่พวกเขาเลือก

ดังนั้นหากเราได้ค่าของแรงดันไฟฟ้าข้ามความต้านทานที่ไม่รู้จัก (Vout) เราสามารถคำนวณความต้านทานที่ไม่รู้จัก R2 ได้อย่างง่ายดาย ที่นี่เราได้อ่านค่าแรงดัน Vout โดยใช้พินอะนาล็อก A0 (ดูแผนภาพวงจร) และแปลงค่าดิจิตอลเหล่านั้น (0 -1023) เป็นแรงดันไฟฟ้าตามที่อธิบายไว้ในโค้ดด้านล่าง

หากค่าของความต้านทานที่ทราบนั้นมากกว่าหรือน้อยกว่าความต้านทานที่ไม่รู้จักมากความผิดพลาดก็จะมากขึ้น ดังนั้นจึงขอแนะนำให้รักษาค่าความต้านทานที่ทราบไว้ใกล้กับความต้านทานที่ไม่รู้จัก

คำอธิบายรหัส:

โปรแกรม Arduino สมบูรณ์และวิดีโอสาธิตสำหรับโครงการนี้จะได้รับในตอนท้ายของโครงการนี้ รหัสจะแบ่งออกเป็นส่วนเล็ก ๆ ที่มีความหมายและอธิบายไว้ด้านล่าง

ในส่วนนี้ของรหัสเราจะกำหนดพินที่จอ LCD 16 * 2 เชื่อมต่อกับ Arduino ขา RS ของจอ LCD 16 * 2 เชื่อมต่อกับพินดิจิตอล 2 ของ arduino เปิดใช้งาน พินของจอ LCD 16 * 2 เชื่อมต่อกับพินดิจิตอล 3 ของ Arduino หมุดข้อมูล (D4-D7) ของจอ LCD 16 * 2 เชื่อมต่อกับพินดิจิทัล 4,5,6,7 ของ Arduino

LiquidCrystal lcd (2,3,4,5,6,7); // rs, e, d4, d5, d6, d7

ในส่วนนี้ของโค้ดเรากำลังกำหนดตัวแปรบางตัวที่ใช้ในโปรแกรม Vin คือแรงดันไฟฟ้าจากขา 5V ของ arduino Vout คือแรงดันไฟฟ้าที่ตัวต้านทาน R2 เทียบกับกราวด์

R1 คือค่าของความต้านทานที่ทราบ R2 คือค่าของความต้านทานที่ไม่รู้จัก

int Vin = 5; // แรงดันที่ขา 5V ของ arduino float Vout = 0; // แรงดันไฟฟ้าที่ขา A0 ของ arduino float R1 = 3300; // ค่าของความต้านทานที่ทราบลอย R2 = 0; // ค่าความต้านทานที่ไม่รู้จัก

ในส่วนของรหัสนี้เรากำลังจะเริ่มต้นการแสดงผล 16 * 2 จอแอลซีดี คำสั่งจะถูกกำหนดให้กับจอ LCD 16 * 2 สำหรับการตั้งค่าต่างๆเช่นหน้าจอที่ชัดเจนการแสดงเคอร์เซอร์กระพริบ

lcd.begin (16,2);

ในส่วนนี้ของรหัสแรงดันอนาล็อกที่ตัวต้านทาน R2 (ขา A0) จะถูกแปลงเป็นค่าดิจิทัล (0 ถึง 1023) และเก็บไว้ในตัวแปร

a2d_data = analogRead (A0);

ในส่วนนี้ของรหัสค่าดิจิทัล (0 ถึง 1023) จะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าสำหรับการคำนวณเพิ่มเติม

บัฟเฟอร์ = a2d_data * Vin; Vout = (บัฟเฟอร์) /1024.0;

Arduino Uno ADC เป็นความละเอียด 10 บิต (ดังนั้นค่าจำนวนเต็ม 0-2 ^ 10 = 1024 ค่า) ซึ่งหมายความว่ามันจะจับคู่แรงดันไฟฟ้าอินพุตระหว่าง 0 ถึง 5 โวลต์เป็นค่าจำนวนเต็มระหว่าง 0 ถึง 1023 ดังนั้นหากเราคูณอินพุต anlogValue เป็น (5/1024) เราจะได้ค่าดิจิตอลของแรงดันอินพุต เรียนรู้วิธีใช้อินพุต ADC ใน Arduino ที่นี่

ในส่วนนี้ของรหัสนี้ค่าที่แท้จริงของความต้านทานที่ไม่รู้จักจะคำนวณโดยใช้ขั้นตอนตามที่อธิบายไว้ข้างต้น

บัฟเฟอร์ = Vout / (Vin-Vout); R2 = R1 * บัฟเฟอร์;

ในส่วนของรหัสนี้ค่าของความต้านทานที่ไม่รู้จักที่จะถูกพิมพ์เมื่อวันที่ 16 * 2 จอแอลซีดีจอแสดงผล

lcd.setCursor (4,0); lcd.print ("โอห์มเมตร"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("R (โอห์ม) ="); lcd.print (R2);

นี่คือเราสามารถคำนวณความต้านทานของตัวต้านทานที่ไม่รู้จักโดยใช้ Arduino ได้อย่างง่ายดาย ตรวจสอบด้วย:

• เครื่องวัดความถี่ Arduino
• Arduino Capacitance Meter