Arduino gebaseerde digitale ampèremeter

Ampèremeter wordt gebruikt om de stroom door een belasting of apparaat te meten. Hier in deze Arduino Ampèremeter zullen we uitleggen over het meten van stroom door de wet van ohm te gebruiken. Het zal best interessant zijn, evenals een goede toepassing van de basiswetenschap die we tijdens onze schooltijd hebben bestudeerd.

We zijn allemaal bekend met de wet van Ohm, die stelt dat " het potentiaalverschil tussen twee polen of klemmen van een geleider recht evenredig is met de hoeveelheid stroom die door dezelfde geleider gaat ". Voor constante proportionaliteit gebruiken we weerstand, dus hier komt de vergelijking van de wet van ohm.

V = IR

• V = spanning over de geleider in Volt (v).
• I = stroom gaat door de geleider in Ampère (A).
• R = weerstandsconstante van evenredigheid in Ohm (Ω).

Om de huidige doorgang door het apparaat te vinden, herschikken we de vergelijking zoals hieronder, of we kunnen berekenen met de wetcalculator van Ohm.

Ik = V / R

Dus om de stroom te achterhalen, hebben we enkele gegevens nodig:

1. Spanning
2. Weerstand

We gaan samen met het apparaat een serieweerstand opbouwen. Omdat we een spanningsval over het apparaat moeten vinden, daarvoor hebben we spanningsaflezingen nodig voor en na de spanningsval, dat is mogelijk in de weerstand omdat er geen polariteit is.

Net als in het bovenstaande diagram moeten we de twee spanningen vinden die over de weerstand stromen. Het verschil tussen de spanningen (V1-V2) aan de twee uiteinden van weerstanden geeft ons een spanningsval over de weerstand (R) en we delen de spanningsval door de weerstandswaarde die we krijgen de stroom (I) door het apparaat. Dat is hoe we de huidige waarde kunnen berekenen die er doorheen gaat, laten we in de praktische implementatie ingaan.

Vereiste componenten:

• Arduino Uno.
• Weerstand 22Ω.
• LCD 16x2.
• LED.
• 10K pot.
• Breadboard.
• Multimeter.
• Startkabels.

Schakelschema en aansluitingen:

Het schematische diagram van het Arduino Ammeter Project is hieronder

Het schematische diagram toont de verbinding van de Arduino Uno met LCD, weerstand en LED. Arduino Uno is de stroombron van alle andere componenten.

De Arduino heeft analoge en digitale pinnen. Het sensorcircuit is verbonden met de analoge ingangen waarvan we de waarde van de spanning krijgen. Het LCD-scherm is verbonden met de digitale pinnen (7,8,9,10,11,12).

Het LCD-scherm heeft 16 pinnen, de eerste twee pinnen (VSS, VDD) en de laatste twee pinnen (Anode, Kathode) zijn verbonden met de GND en 5v. De reset (RS) en enable (E) pinnen zijn verbonden met de Arduino digitale pinnen 7 en 8. De datapinnen D4-D7 zijn verbonden met de digitale pinnen van Arduino (9,10,11,12). De V0-pin is verbonden met de middelste pin van de pot. De rode en zwarte draden zijn 5v en gnd.

Huidig ​​detectiecircuit:

Dit Ampèremeter-circuit bestaat uit weerstand en LED als belasting. Weerstand is in serie geschakeld met de LED dat er stroom door de belasting vloeit en spanningsvallen worden bepaald op basis van de weerstand. De terminal V1, V2 gaat verbinding maken met de analoge ingang van de Arduino.

In de ADC van Arduino dat de spanning omzet in getallen van 10 bit resolutie van 0-1023. Dus we moeten het in spanningswaarde omzetten met behulp van de programmering. Daarvoor moeten we de minimale spanning kennen die ADC van Arduino kan detecteren, die waarde is 4,88 mV. We vermenigvuldigen de waarde van ADC met de 4.88mV en we krijgen de werkelijke spanning in de ADC. Lees hier meer over de ADC van Arduino.

Berekeningen:

De spanningswaarde van de ADC van Arduino ligt tussen 0-1023 en de referentiespanning tussen 0-5v.

Bijvoorbeeld:

De waarde van de V1 = 710, V2 = 474 en R = 22Ω, het verschil tussen de spanningen is 236. We zetten het om in spanning door te vermenigvuldigen met 0,00488, dan krijgen we 1,15v. Dus het spanningsverschil is 1,15 V, door het hier te delen door 22 krijgen we de huidige waarde 0,005 A. Hier hebben we de lage weerstand van 22ohm als stroomsensor gebruikt. Dit is hoe we de stroom kunnen meten met Arduino.

Arduino-code:

De volledige code voor een op Arduino gebaseerde ampèremeter om de stroom te meten, wordt gegeven aan het einde van dit artikel.

Arduino-programmeren is bijna hetzelfde als programmeren met c, eerst declareren we de header-bestanden. De header-bestanden roepen het bestand in de opslag op, zoals voor de berekening krijg ik de spanningswaarden door de analoge leesfunctie te gebruiken.

int voltage_value0 = analogRead (A0); int voltage_value1 = analogRead (A1);

Een tijdelijke float-variabele wordt gedeclareerd voor het vasthouden van spanningswaarde zoals float temp_val. De waarde wordt vermenigvuldigd met 0,00488 om het werkelijke spanningsverschil te krijgen en vervolgens wordt het gedeeld door de weerstandswaarde om de stroom te vinden. 0.00488v is de minimale spanning die de ADC van Arduino kan detecteren.

int subraction_value = (voltage_value0 - voltage_value1); zweven temp_val = (subraction_value * 0.00488); float current_value = (temp_val / 22);

Bekijk de volledige demonstratievideo hieronder en bekijk ook de Arduino Digital Voltmeter.