Amperometro digitale basato su Arduino

L'amperometro viene utilizzato per misurare il flusso di corrente attraverso qualsiasi carico o dispositivo. Qui in questo Arduino Amperometro, spiegheremo come misurare la corrente usando la legge di Ohm. Sarà piuttosto interessante oltre che una buona applicazione della scienza di base che abbiamo studiato ai tempi della scuola.

Tutti noi conosciamo la legge di Ohm, afferma che " la differenza di potenziale tra due poli o terminali di un conduttore è direttamente proporzionale alla quantità di corrente che passa attraverso lo stesso conduttore " per costante di proporzionalità usiamo la resistenza, quindi qui è arriva l'equazione della legge di Ohm.

V = IR

• V = tensione ai capi del conduttore in Volt (v).
• I = corrente passante nel conduttore in Ampere (A).
• R = costante di resistenza della proporzionalità in Ohm (Ω).

Per trovare il passaggio di corrente attraverso il dispositivo, dobbiamo semplicemente riorganizzare l'equazione come di seguito, oppure possiamo calcolare con il calcolatore della legge di ohm.

I = V / R

Quindi per scoprire la corrente, abbiamo bisogno di alcuni dati:

1. Voltaggio
2. Resistenza

Costruiremo una resistenza in serie insieme al dispositivo. Poiché abbiamo bisogno di trovare la caduta di tensione attraverso il dispositivo, per questo abbiamo bisogno di letture di tensione prima e dopo la caduta di tensione, ciò è possibile nella resistenza a causa dell'assenza di polarità.

Come nel diagramma sopra, dobbiamo trovare le due tensioni che fluiscono attraverso il resistore. La differenza tra le tensioni (V1-V2) alle due estremità dei resistori ci dà la caduta di tensione attraverso il resistore (R) e dividiamo la caduta di tensione per il valore del resistore otteniamo il flusso di corrente (I) attraverso il dispositivo. È così che possiamo calcolare il valore corrente che lo attraversa, entriamo nell'implementazione pratica.

Componenti richiesti:

• Arduino Uno.
• Resistenza 22Ω.
• LCD 16x2.
• GUIDATO.
• Pentola da 10K.
• Breadboard.
• Multimetro.
• Cavi jumper.

Schema elettrico e collegamenti:

Il diagramma schematico del amperometro progetto Arduino è segue

Il diagramma schematico mostra il collegamento di Arduino Uno con LCD, resistenza e LED. Arduino Uno è la fonte di alimentazione di tutti gli altri componenti.

L'Arduino ha pin analogici e digitali. Il circuito del sensore è collegato agli ingressi analogici da cui si ricava il valore della tensione. Il display LCD è connesso con i pin digitali (7,8,9,10,11,12).

Il display LCD ha 16 pin, i primi due pin (VSS, VDD) e gli ultimi due pin (Anode, Cathode) sono collegati a gnd e 5v. I pin di reset (RS) e di abilitazione (E) sono collegati ai pin digitali 7 e 8. di Arduino. I pin di dati D4-D7 sono collegati ai pin digitali di Arduino (9,10,11,12). Il pin V0 è collegato al pin centrale della pentola. I fili rosso e nero sono 5v e gnd.

Circuito di rilevamento corrente:

Questo circuito amperometro è costituito da resistore e LED come carico. Il resistore è collegato in serie al LED che la corrente scorre attraverso il carico e le cadute di tensione sono determinate dal resistore. I terminali V1, V2 si collegheranno con l'ingresso analogico di Arduino.

Nell'ADC di Arduino che converte la tensione in numeri di risoluzione a 10 bit da 0-1023. Quindi dobbiamo convertirlo in valore di tensione usando la programmazione. Prima di ciò dobbiamo conoscere la tensione minima che l'ADC di Arduino può rilevare, quel valore è 4,88 mV. Moltiplichiamo il valore dell'ADC per 4,88mV e otteniamo la tensione effettiva nell'ADC. Scopri di più sull'ADC di Arduino qui.

Calcoli:

Il valore della tensione dall'ADC di Arduino è compreso tra 0-1023 e la tensione di riferimento è compresa tra 0-5v.

Per esempio:

Il valore di V1 = 710, V2 = 474 e R = 22Ω, la differenza tra le tensioni è 236. La convertiamo in tensione moltiplicando per 0,00488, quindi otteniamo 1,15v. Quindi la differenza di tensione è 1,15 v, dividendola per 22 qui otteniamo il valore corrente 0,005 A. Qui abbiamo usato la resistenza da 22ohm di valore basso come sensore di corrente. È così che possiamo misurare la corrente usando Arduino.

Codice Arduino:

Il codice completo per l'amperometro basato su arduino per misurare la corrente è fornito alla fine di questo articolo.

La programmazione di Arduino è quasi la stessa della programmazione c, prima dichiariamo i file di intestazione. I file di intestazione chiamano il file nella memoria, come per il calcolo ottengo i valori di tensione utilizzando la funzione di lettura analogica .

int valore_tensione0 = analogRead (A0); int valore_tensione1 = analogRead (A1);

Una variabile float temporanea viene dichiarata per mantenere il valore della tensione come float temp_val. Il valore viene moltiplicato per 0,00488 per ottenere la differenza di tensione effettiva, quindi viene diviso per il valore del resistore per trovare il flusso di corrente. 0.00488v è il voltaggio minimo che l'ADC di Arduino può rilevare.

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

Guarda il video dimostrativo completo di seguito e controlla anche il voltmetro digitale Arduino.