【Arduino 动手做】Arduino 电压表原型- Makelog(造物记)

在这个项目中，我将向您展示如何制作一个简单的 arduino 电压表。它可以测量超过 30VDC 的电压，具体取决于您的配置方式。您要测量的电压范围越小，仪表就越准确。这个项目将是我正在制作的高斯计的一部分，用于测量磁场强度和磁场极性。这个 instructable 应该为大量需要 Arduino 来监控某物的电压电平的不同应用程序提供良好的基础。

第 1 步：您需要什么
1. Arduino Uno 或类似的微控制器。

2. 128x64 OLED 显示屏

3. 两个电阻器。这些值取决于要测量的电压范围

第 2 步：原理图
如图所示连接您的组件，并根据您要测量的范围选择您的电阻器值。例如，如果要测量0-10V，则可以选择 R1 为 100k，R2为 100k。在将数字插入程序之前，请务必测量电阻器，以确保测量更准确。

要计算所需的电压范围，您需要使用以下分压器公式。

输出电压 = （R2*Vin）/（R1+R2）

ADC 的 Vout 需要为 5V，而 Vin 将是您要测量的最大电压值。

以下是一些电压范围示例：

0-10V ： R1=100k， R2=100k

0-15V ： R1=100k， R2=50k

0-25V：R1=100k，R2=25k

0-55V：R1=100k，R2=10k

第 3 步：上传代码
在上传代码之前，如果您使用的是 OLED 显示器，则需要从此处下载 U8glib 库。

第 4 步：如何运作
该电压表在模拟引脚上使用 Arduino 的模数转换器，并将 0-5 伏特转换为 0-1023 之间的值。要测量超过 5 伏的电压，您需要使用分压器并在程序中计算电压。这样做的问题是 Arduino 的模数转换器仍然只有 1024 点的分辨率，因此您要测量的电压越高，电压表的准确性就越差。

Arduino 上的 ADC 是 10 位 ADC，这意味着它只能检测 1,024 个离散模拟电平。对于我的高斯仪表，我可能会使用带有 16 位 ADC 的微控制器，用于 65,535 个离散电平，并且总体上更精确。

仅使用此电压表测量正电压，切勿将其与错误的极性连接。在我的高斯计 instructable 中，arduino 将测量负值和正值，因此请等待它以查看如何测量负值。

如果我从中得到足够的反馈，我将制作一个功能齐全的万用表，它可以测量电阻和负值。

项目代码

代码

#include "U8glib.h"//you will need to make sure you have this library installed for this program to work

 float VoltageRef = 5.0; //Tweak this value to calibrate your meter 
 float r1 = 99650;//in ohms
 float r2 = 99620;//decrease r2 to increase your measurement range and be sure to measure your resistors.  


//the following will need to match whatever OLED display you are using
 U8GLIB_SSD1306_128X64 u8g(U8G_I2C_OPT_DEV_0|U8G_I2C_OPT_NO_ACK|U8G_I2C_OPT_FAST);	// Fast I2C / TWI 


void draw(void) {

  u8g.setFont(u8g_font_unifont);

  u8g.drawStr( 33, 15, "Proto G");
  u8g.drawStr( 25, 35, "Voltmeter");
  float ADC_Voltage = (analogRead(0) * VoltageRef) / 1024.0;//Converts the analog to digital converter values from 0-1023 to 0-5
  float Voltage = ADC_Voltage / (r2 / (r1 + r2));//using the voltage divider formula to calculate the real value from 0-10 in this case
  u8g.setPrintPos(50, 55); 
  u8g.print(Voltage);

}

void setup(void) {
 
  // u8g.setRot180(); //uncomment this line to rotate the OLED screen
  

  
  if ( u8g.getMode() == U8G_MODE_R3G3B2 ) {// assign default color value
    u8g.setColorIndex(255);     // white
  }
  else if ( u8g.getMode() == U8G_MODE_GRAY2BIT ) {
    u8g.setColorIndex(3);         // max intensity
  }
  else if ( u8g.getMode() == U8G_MODE_BW ) {
    u8g.setColorIndex(1);         // pixel on
  }
  else if ( u8g.getMode() == U8G_MODE_HICOLOR ) {
    u8g.setHiColorByRGB(255,255,255);
  }
}

void loop(void) {
  
  draw();//Calls the draw function defined above

  delay(100);//Delays before refreshing the screen
}

【Arduino 动手做】Arduino 电压表原型
项目链接：https://www.instructables.com/Arduino-Voltmeter-Prototype/
项目作者：Proto G （机电工程师、产品设计师、创客。我喜欢制作原型并在此过程中教别人。我从 UCF 毕业，并在 NASA 工作了两年。）

项目代码：https://content.instructables.com/F1F/6W5H/IJHFDQNN/F1F6W5HIJHFDQNN.ino
u8glib 库：https://code.google.com/archive/p/u8glib/

【Arduino 动手做】Arduino 电压表原型 简单

【Arduino 动手做】Arduino 电压表原型简单