Voltímetro digital Arduino

Un voltímetro o tensor es un instrumento de medida que se utiliza para medir la tensión o la diferencia de potencial entre dos factores en un circuito. Los voltímetros son un aparato vital relacionado con cualquier tipo de empresa electrónica. Se utilizan para medir cada una de las tensiones de CA y CC.

Los voltímetros se clasifican una vez más en 2 tipos, concretamente en voltímetro analógico y voltímetro digital. El voltímetro analógico consiste en una aguja que golpea una escala y el movimiento es proporcional a la tensión medida.

Los voltímetros analógicos también se clasifican principalmente en función de su construcción. Entre los voltímetros analógicos generalmente identificados están el voltímetro de bobina de desplazamiento magnético, el voltímetro de rectificador, el voltímetro electrostático, el voltímetro de desplazamiento de hierro, etc.

Los voltímetros analógicos suelen tener un porcentaje de error del 5% y el error de paralaje suele ser una dificultad. Sin embargo, los voltímetros analógicos pueden utilizarse para medir desde unos pocos voltios hasta varios miles de voltios.

Para superar los defectos de los voltímetros analógicos, se lanzan los voltímetros digitales. A diferencia de los voltímetros analógicos, cuya escala y un puntero indican la tensión medida, los voltímetros digitales muestran instantáneamente la tensión medida de forma numérica en una pantalla digital.

El porcentaje de error en los voltímetros digitales suele ser inferior al 1%, y la precisión puede ser alta en los voltímetros digitales de precisión con medición de sobrevelocidad y posibilidad de guardar los valores en una memoria.

En esta aventura, se diseñó un voltímetro digital basado principalmente en Arduino que puede medir tensiones de hasta 50V.

Diagrama del circuito

Piezas

• Arduino UNO [Buy Here]
• pantalla LCD 16 x 2 [Buy Here]
• pOT DE 10KΩ
• 100KΩ
• 10KΩ
• Cableado

Descripción del elemento

Arduino UNO

Arduino UNO es uno de los prototipos electrónicos más populares basado principalmente en el microcontrolador ATmega328P. El ATmega328P es un marco AVR basado principalmente en el microcontrolador de 8 bits.

pantalla LCD 16 x 2

Una pantalla LCD de 16 x 2 es probablemente la unidad de visualización más utilizada para los fines del microcontrolador.

Ayuda a 16 caracteres en una fila con dos filas de este tipo. Además, ayuda a los personajes particulares e incluso a los personalizados.

Diseño de circuitos

Para medir tensiones menores o iguales a 5V, se puede utilizar el primer circuito. Para medir tensiones de hasta 50V, se puede utilizar el segundo circuito. La mitad del LCD en cada uno de los circuitos es idéntica.

La clavija 1 y un par de (Vss y Vdd) de la alimentación del LCD proporcionan clavijas para el programa. Están relacionados con las alimentaciones de tierra y de +5V respectivamente. La clavija 3 (Vee) del LCD es la clavija del regulador de distinción del programa. Se relaciona con el terminal del limpiaparabrisas del POT de 10KΩ, mientras que los terminales opuestos del POT se relacionan con la alimentación de +5V y la tierra, respectivamente.

Los siguientes tres pines del LCD son pines de gestión. Los pines 4 y 6 del LCD (RS y E) están relacionados con los pines 2 y 3 de entrada/salida digital de Arduino, respectivamente. La clavija 5 (RW) del LCD está relacionada con la tierra.

Las siguientes conexiones son con respecto a las clavijas de conocimiento. El LCD se utiliza en modo de conocimiento de 4 bits y, por tanto, se utilizan los pines de conocimiento D4 a D7. Los pines de unión 11 a 14 (D4 a D7) del LCD están relacionados con los pines de entrada/salida digital 4 a 7 del Arduino. Los pines 15 y 16 son los pines de disponibilidad para los LEDs de la luz de fondo. La clavija 15 (LED+) del LCD está relacionada con los +5V suministrados a través de una resistencia limitadora de corriente de 220Ω. La clavija 16 (LED-) del LCD está relacionada con la tierra.

Dentro del primer circuito, que se utiliza para medir tensiones de hasta 5V, no hay más conexiones y la tensión a medir está relacionada con la entrada analógica A0 del Arduino UNO.

Dentro del segundo circuito, que se utiliza para medir tensiones de hasta 50V, tenemos que añadir además un circuito divisor de tensión. La salida del circuito divisor de tensión formado por la resistencia de 100KΩ y la resistencia de 10KΩ se relaciona con el pin de entrada analógica A0 del Arduino UNO con distinto acabado de la resistencia de 100KΩ relacionado con la tensión a medir y el acabado opuesto de la resistencia de 10KΩ relacionado con el fondo.

El terminal inferior de la tensión de entrada a medir y el Arduino UNO deben ser frecuentes.

Trabajando

El objetivo del proyecto es construir un voltímetro digital utilizando el Arduino UNO. Los elementos necesarios y el desarrollo de la empresa pueden ser muy fáciles. El funcionamiento de la empresa se define aquí mismo.

En un voltímetro digital, las tensiones a medir, que son de tipo analógico, se transforman en digitales con la ayuda de convertidores analógico-digitales (ADC). Por tanto, en esta empresa se utiliza la función ADC del Arduino UNO.

En el primer circuito, que se utiliza para medir una tensión máxima de 5V, la tensión de entrada se da al pin de entrada analógica del Arduino. La tensión de referencia del ADC es de 5V. El ADC del Arduino UNO tiene 10 bits de decisión. Por tanto, la tensión de entrada se calcula multiplicando el valor analógico del pin analógico por 5 y dividiendo el valor por 2¹⁰ es decir, 1024.

El rango de tensión para la entrada analógica de los Arduino UNO es de 0V a 5V. Por lo tanto, para mejorar esta variación, hay que utilizar un circuito divisor de tensión.

En el segundo circuito, la variación de la entrada analógica del Arduino UNO se eleva hasta 50V mediante un divisor de tensión formado por una resistencia de 100KΩ y otra de 10KΩ. Con la ayuda del circuito divisor de tensión, la tensión de entrada que se mide se introduce hasta la variación de la entrada analógica del Arduino UNO.

El resto de los cálculos se realizan dentro de la programación de una parte de Arduino UNO.

NOTA

• El inconveniente de utilizar el divisor de tensión basado principalmente en el voltímetro es el error de medición. Por lo tanto, queremos una gama de rangos de voltímetro.
• Para poder reducir el error, la relación de R1 y R2 dentro del divisor de tensión tiene que ser mínima.
• Por ejemplo, para medir una tensión de entrada de 50 V, la relación entre R1 y R2 debe ser mayor que ((50/5) - 1), es decir.

R1/R2 > ((50/5) - 1)

R1/R2 > 9

Por tanto, si seleccionamos R1 como 100KΩ y R2 como 10KΩ, entonces es posible medir tensiones de hasta 50V.

Funciones

• Para esta empresa se ha diseñado un voltímetro digital basado principalmente en Arduino que puede utilizarse para medir rangos completamente diferentes de tensiones continuas.
• El circuito puede prolongarse para medir incluso tensiones de corriente alterna con ligeras modificaciones en el circuito y el código.

Código 1

Código 2