Circuito voltímetro de CC basado en Arduino: detalles de construcción y pruebas

Circuito voltímetro de CC basado en Arduino: detalles de construcción y pruebas

En esta publicación, vamos a construir un voltímetro de CC usando Arduino donde las lecturas se muestran en una pantalla LCD de 16x2.



El diseño de voltímetro propuesto puede leer hasta 30 V con una tolerancia de +/- 0,5 voltios. Veremos cómo funciona esta configuración y exploraremos otras posibilidades que podemos lograr además de medir el voltaje.

Este proyecto es bastante simple, incluso los principiantes pueden lograrlo con facilidad, pero se debe tener cuidado al crear el prototipo del circuito, ya que vamos a aplicar voltaje externo, cualquier conexión incorrecta con Arduino puede provocar daños fatales en su placa.



Dejemos que la advertencia sea un lado, exploremos cómo funciona.

Aquí, estamos usando un proceso de conversión de analógico a digital. El voltaje de cualquier fuente es una función analógica, las lecturas que se muestran en la pantalla LCD de 16x2 son una función digital.

El desafío es convertir esas funciones analógicas en funciones digitales. Afortunadamente, Arduino tiene funcionalidad para leer funciones analógicas y convertirlas en funciones discretas.

Microcontrolador Arduino equipado con convertidor de analógico a digital (ADC) de 10 bits. Esto significa que Arduino puede leer 2 ^ 10 = 1024 niveles de voltaje discretos.

En otras palabras, el voltaje aplicado al pin analógico de Arduino se muestrea 1024 niveles de voltaje discretos con respecto a un voltaje de referencia, el valor muestreado se muestra en la pantalla LCD. Este es el principio detrás de este voltímetro o casi cualquier voltímetro digital.

Sin embargo, Arduino no mide directamente el voltaje externo aplicado. El voltaje se reduce con la ayuda de divisores de voltaje y se realizan algunos cálculos matemáticos en el programa para obtener la lectura real del voltaje.

Cómo funciona

El circuito consta de dos resistencias, una pantalla LCD y un Arduino que es el cerebro del voltímetro digital. La resistencia de dos actúa como divisor de voltaje, el nodo del divisor está conectado al pin analógico # A0 del Arduino, que lee el voltaje de entrada. La conexión a tierra se establece entre Arduino y la fuente de voltaje externa.

El voltaje mínimo que puede medir este voltímetro es 0.1V, este umbral se establece en el programa, de modo que lee 0.00 voltios después de desconectar la fuente de voltaje y no muestra lecturas debido a la carga estática alrededor de la sonda de medición.

Prototipo del autor:

Resultados de la prueba del voltímetro de CC basado en Arduino

No invierta la polaridad mientras mide el voltaje, no dañará el circuito, pero no lee ningún voltaje y muestra 0.00 V, hasta que corrija la polaridad. Ajuste el contraste de la pantalla LCD al nivel óptimo girando el potenciómetro.

Asegúrese de no aplicar ninguna fuente de voltaje que pueda superar los 30 V, ya que puede dañar su placa Arduino. Técnicamente, puede aumentar el voltaje de medición máximo de este circuito cambiando los valores de la resistencia y modificando el programa, pero para la configuración ilustrada, 30 V es el límite.

Para una lectura precisa, elija resistencias fijas con un valor de tolerancia mínimo, las resistencias juegan un papel importante en la calibración de la lectura de voltaje.

Diagrama de circuito:

Circuito voltímetro CC basado en Arduino

La otra posibilidad de este voltímetro es que podemos modificar el programa para automatizar algunas tareas.

Por ejemplo, detecte el voltaje completo de la batería y desconecte la batería de su cargador o desconecte la batería si el voltaje cae por debajo del nivel de voltaje preestablecido, etc., esta tarea se puede lograr incluso sin pantalla LCD. Sin embargo, esto es tema de otro artículo.

Programa:

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Verifique las lecturas con un buen voltímetro / multímetro.




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