Arduino Kullanarak Voltaj Ölçümü: 5 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Akım ölçümüne kıyasla herhangi bir mikrodenetleyici kullanarak voltajı ölçmek oldukça kolaydır. Pillerle çalışıyorsanız veya kendi ayarlanabilir güç kaynağınızı yapmak istiyorsanız, ölçüm voltajları gerekli hale gelir. Bu yöntem herhangi bir uC için geçerli olsa da, bu eğitimde Arduino kullanarak voltajın nasıl ölçüleceğini öğreneceğiz.

Piyasada voltaj sensörleri mevcuttur. Ama onlara gerçekten ihtiyacın var mı? Hadi bulalım!

1. Adım: Temel Bilgiler

Bir mikrodenetleyici, analog voltajı doğrudan anlayamaz. Bu yüzden kısaca Analog to Digital Converter veya ADC kullanmak zorundayız. Arduino Uno'nun beyni olan Atmega328, 6 kanallı (A0 - A5 olarak işaretlenmiştir), 10-bit ADC'ye sahiptir. Bu, 0 ila 5V arasındaki giriş voltajlarını 0 ila (2^10-1) arasındaki tamsayı değerlerine eşleyeceği anlamına gelir, yani birim başına 4.9mV çözünürlük veren 1023'e eşittir. 0, 0V, 1 ila 4.9mv, 2 ila 9.8mV ve 1023'e kadar devam edecektir.

Adım 2: 0-5V Ölçümü

İlk olarak, maksimum 5V voltajla voltajın nasıl ölçüleceğini göreceğiz. Özel bir değişiklik gerekmediğinden bu çok kolaydır. Değişen voltajı simüle etmek için orta pimi 6 kanaldan herhangi birine bağlı olan bir potansiyometre kullanacağız. Şimdi ADC'den değerleri okumak için kodu yazacağız ve bunları tekrar faydalı voltaj okumalarına dönüştüreceğiz.

A0 analog pininin okunması

değer = analogRead(A0);

Şimdi, 'değer' değişkeni, gerilime bağlı olarak 0 ila 1023 arasında bir değer içerir.

voltaj = değer * 5.0/1023;

Gerçek voltajı elde etmek için elde edilen değer şimdi çözünürlük (birim başına 5/1023 = 4.9mV) ile çarpılır.

Ve son olarak, ölçülen voltajı Seri monitörde görüntüleyin.

Serial.print("Voltaj = ");

Seri.println(voltaj);

Adım 3: 5V Üzerindeki Gerilimi Ölçme

Ancak sorun, ölçülecek voltaj 5 volt'u aştığında ortaya çıkar. Bu, gösterildiği gibi seri bağlanmış 2 dirençten oluşan bir voltaj bölücü devre kullanılarak çözülebilir. Bu seri bağlantının bir ucu ölçülecek gerilime (Vm) diğer ucu ise toprağa bağlanır. İki direncin birleştiği yerde ölçülen voltajla orantılı bir voltaj (V1) görünecektir. Bu bağlantı daha sonra Arduino'nun analog pinine bağlanabilir. Gerilim bu formül kullanılarak bulunabilir.

V1 = Vm * (R2/(R1+R2))

V1 voltajı daha sonra Arduino tarafından ölçülür.

Adım 4: Gerilim Bölücünün Oluşturulması

Şimdi bu voltaj bölücüyü oluşturmak için önce dirençlerin değerlerini bulmamız gerekiyor. Dirençlerin değerini hesaplamak için aşağıdaki adımları izleyin.

1. Ölçülecek maksimum voltajı belirleyin.
2. Kilo-ohm aralığında R1 için uygun ve standart bir değer belirleyin.
3. Formülü kullanarak R2'yi hesaplayın.
4. R2'nin değeri standart bir değer değilse (veya ona yakınsa) R1'i değiştirin ve yukarıdaki adımları tekrarlayın.
5. Arduino maksimum 5V işleyebildiği için V1 = 5V.

Örneğin, ölçülecek maksimum voltaj (Vm) 12V ve R1 = 47 kilo-ohm olsun. Daha sonra R2 formülünü kullanarak 33k'ye eşit çıkıyor.

Şimdi, bu dirençleri kullanarak bir voltaj bölücü devre kurun.

Bu kurulum ile artık bir üst ve alt limitimiz var. Vm = 12V için V1 = 5V ve Vm = 0V için V1 = 0V elde ederiz. Yani, Vm'de 0 ila 12V için, V1'de 0 ila 5V arasında orantılı bir voltaj olacaktır ve daha sonra Arduino'ya daha önce olduğu gibi beslenebilir.

Adım 5: Voltajı Okumak

Kodda ufak bir değişiklikle artık 0 ile 12V arasında ölçüm yapabiliyoruz.

Analog değer daha önce olduğu gibi okunur. Daha sonra daha önce bahsedilen formül kullanılarak 0 ile 12V arasındaki gerilim ölçülür.

değer = analogRead(A0);

voltaj = değer * (5.0/1023) * ((R1 + R2)/R2);

Yaygın olarak bulunan Voltaj Sensör Modülleri, yalnızca bir voltaj bölücü devresinden başka bir şey değildir. Bunlar, 30 kiloohm ve 7.5 kilo-ohm dirençlerle 0 ila 25V için derecelendirilmiştir.

Öyleyse, Neden SATIN ALMALISINIZ, ne zaman DIY yapabilirsiniz!

Sonuna kadar bağlı kaldığınız için teşekkür ederiz. Umarım bu eğitim size yardımcı olmuştur.

Yaklaşan daha fazla proje ve eğitim için YouTube kanalıma abone olun. Tekrar teşekkürler!