Wie man ein digitales Voltmeter mit Arduino macht
von Harshita Arora
Letzten Sonntag, als ich meiner Mitbewohnerin die Grundlagen der Elektronik und Arduino erklärte, forderte sie mich auf, zu verstehen, wie ein Voltmeter funktioniert, und eines von Grund auf neu zu bauen, nur mit den Dingen, die ich bereits besitze. Ich nahm die Herausforderung an, fing an zu hacken, zu codieren, zu testen, neu zu codieren und erneut zu testen, und schließlich hatte ich mein Voltmeter zum Abendessen fertig und funktionierte!
Ich benutzte Arduino Uno (um Spannung in Analog zu sammeln und das LCD mit Strom zu versorgen), einen kleinen LCD-Bildschirm, den ich in meinem Arduino Starter Kit hatte (um die Spannung anzuzeigen), ein Steckbrett (um alles anzuschließen) und Überbrückungskabel.
Wenn Sie nach einem einfachen Projekt suchen, um Elektronik zu lernen, dann wird die Herstellung eines digitalen Voltmeters Spaß machen. Lass uns anfangen!
Der Stromkreis
Schritt 1
Nehmen Sie ein Steckbrett (ich habe ein kleines mit 30 Reihen verwendet) und schließen Sie einen LCD-Bildschirm daran an. Verbinden Sie dann mit einem Kabel einen Draht vom GND-Pin (Erdungszustand) des Arduino mit der negativen Ladung auf dem Steckbrett und einen Draht vom 5-V-Pin mit der positiven Ladung. Dies versorgt die Spalten auf dem Steckbrett mit elektrischem Strom, den wir jetzt mit dem LCD verbinden können.
Schritt 2
Jetzt verbinden wir die Pins auf dem LCD mit dem Steckbrett, damit wir es mit Strom versorgen können. Verbinden Sie Pin 1 des LCD mit einer negativen Ladung, Pin 2 mit einer positiven Ladung, Pin 3 mit einer negativen Ladung, Pin 5 mit einer negativen Ladung, Pin 15 mit einer positiven Ladung und Pin 16 mit einer negativen Ladung. Schließen Sie Ihren Arduino an, um zu testen, ob sich das LCD einschaltet!
Schritt 3
Schließen wir das LCD an das Arduino an, damit wir die Spannung (die wir von einem analogen Pin sammeln) auf dem LCD anzeigen können. Verbinden Pins 4, 6, 11, 12, 13, und 14 der LCD zu jedem digitalen pin auf Arduino (für beispiel, Pin 2). Dann legen Sie einen Draht in den GND und einen anderen in einen analogen Pin, wie A5. Die beiden Drähte sind jetzt Ihre Sondenleitungen.
Wir sind jetzt fertig mit der Elektronik/Hardware. Kommen wir zum Code.
Der Code
Der Code ist ziemlich einfach. Wir möchten nur das analoge Signal sammeln, das der Arduino an Pin A5 (oder einem anderen analogen Pin) empfängt, und es in digital umwandeln. Wir möchten dann die Ergebnisse auf dem LCD-Bildschirm anzeigen.
Dies ist der Code, den Sie kopieren und einfügen können.
#include <LiquidCrystal.h> int Vpin=A5;float voltage;float volts;LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);void setup() {Serial.begin(9600);lcd.begin(16,2);}void loop() {voltage = analogRead(Vpin); volts = voltage/1023*5.0; Serial.println(volts);lcd.print("voltage = ");lcd.print(volts);delay(200);lcd.clear();}Was ist hier los?
Wir importieren also zuerst die LCD-Bibliothek und erstellen dann eine Variable mit dem Namen Vpin (die die von A5 gesammelte Spannung ist). Als nächstes erstellen wir zwei weitere Variablen für die Spannung und dann eine Variable vom Typ LiquidCrystal. Schließlich tun wir Setup mit dem seriellen Monitor (das ist ein wirklich nützliches Werkzeug in Arduino! B. Debug-Konsole), wandeln Sie die analoge Spannung in digitale Spannung um und drucken (anzeigen) Sie diesen Wert auf dem LCD-Bildschirm.
Und das war’s! Testen Sie verschiedene Batterien und Punkte! Hier sind Fotos von einigen Tests, die ich gemacht habe:
Wenn Sie die Anzeige auf dem LCD besser lesbar machen möchten, legen Sie einen 1-k-Ohm-Widerstand in den Pfad zu Pin 3 (für Kontrastanpassungen). Indem Sie den elektrischen Strom begrenzen, der zu diesem Pin fließt, verbessern Sie den Kontrast des Bildschirms.
Auch wichtiger Hinweis: In diesem Voltmeter, was auch immer Spannung, die Sie testen, wird als direkte Eingabe an den Arduino gehen, so sollten Sie nur Sachen testen, die im Bereich von Volt ist, dass Arduino sicher handhaben kann (0–5V). Das Testen mit einer 9-V-Batterie wird Ihren Arduino braten.
Vielen Dank an dieses Video-Tutorial, das mir geholfen hat, den Stromkreis herauszufinden. Besonderer Dank geht an meine Freunde Nick Arner und Johnny Wang, die mir geholfen haben, Dinge zu reparieren. Und danke an Laura Deming für die Herausforderung! 🙂
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