Ampe kế được sử dụng để đo dòng điện chạy qua bất kỳ tải hoặc thiết bị nào. Ở đây trong Ampe kế Arduino này, chúng tôi sẽ giải thích về cách đo dòng điện bằng cách sử dụng định luật ohm. Nó sẽ khá thú vị cũng như ứng dụng tốt của khoa học cơ bản mà chúng ta đã học thời còn đi học.
Tất cả chúng ta đều biết rõ về định luật ohm, Nó nói rằng " hiệu điện thế giữa hai cực hoặc đầu cuối của một dây dẫn tỷ lệ thuận với lượng dòng điện đi qua cùng một dây dẫn " cho hằng số tỷ lệ mà chúng ta sử dụng điện trở, vì vậy ở đây đưa ra phương trình của định luật ohm.
V = IR
- V = điện áp trên dây dẫn tính bằng Vôn (v).
- I = dòng điện chạy qua dây dẫn bằng Ampe (A).
- R = hằng số điện trở tỷ lệ theo Ohm (Ω).
Để tìm dòng điện chạy qua thiết bị, chúng ta chỉ cần sắp xếp lại phương trình như dưới đây, hoặc chúng ta có thể tính toán bằng máy tính định luật ohm.
I = V / R
Vì vậy, để tìm ra dòng điện, chúng ta cần một số dữ liệu:
- Vôn
- Sức cản
Chúng tôi sẽ xây dựng một điện trở hàng loạt cùng với thiết bị. Vì chúng ta cần tìm điện áp rơi trên thiết bị, vì vậy chúng ta cần đọc điện áp trước và sau khi giảm điện áp, điều này có thể xảy ra trong điện trở vì không có cực tính.
Giống như trong sơ đồ trên, chúng ta phải tìm hai điện áp chạy qua điện trở. Hiệu điện thế (V1-V2) ở hai đầu điện trở cho ta điện áp rơi trên điện trở (R) và chia điện áp giảm cho giá trị điện trở ta được cường độ dòng điện (I) qua thiết bị. Đó là cách chúng ta có thể tính toán Giá trị hiện tại đi qua nó, hãy cùng bắt tay vào triển khai thực tế.
Các thành phần bắt buộc:
- Arduino Uno.
- Điện trở 22Ω.
- Màn hình LCD 16x2.
- Đèn LED.
- Nồi 10K.
- Bảng mạch.
- Đồng hồ vạn năng.
- Cáp nhảy.
Sơ đồ mạch và kết nối:
Sơ đồ giản đồ của Dự án Ampe kế Arduino như sau
Sơ đồ cho thấy kết nối của Arduino Uno với màn hình LCD, điện trở và đèn LED. Arduino Uno là nguồn năng lượng của tất cả các thành phần khác.
Arduino có các chân analog và kỹ thuật số. Mạch cảm biến được kết nối với các đầu vào tương tự mà từ đó chúng ta nhận được giá trị của điện áp. Màn hình LCD được kết nối với các chân kỹ thuật số (7,8,9,10,11,12).
Màn hình LCD có 16 chân, hai chân đầu tiên (VSS, VDD) và hai chân cuối cùng (Anode, Cathode) được kết nối với gnd và 5v. Các chân reset (RS) và enable (E) được kết nối với các chân kỹ thuật số 7 và 8. Chân dữ liệu D4-D7 được kết nối với các chân kỹ thuật số của Arduino (9,10,11,12). Chốt V0 được kết nối với chân giữa của nồi. Dây màu đỏ và đen là 5v và gnd.
Mạch cảm biến hiện tại:
Mạch Ampe kế này bao gồm điện trở và đèn LED làm tải. Điện trở được mắc nối tiếp với đèn LED mà dòng điện chạy qua tải và điện áp giảm được xác định từ điện trở. Đầu cuối V1, V2 sẽ kết nối với đầu vào tương tự của Arduino.
Trong ADC của Arduino bao hàm điện áp thành các số có độ phân giải 10 bit từ 0-1023. Vì vậy, chúng ta cần phải che giấu nó trong giá trị điện áp bằng cách sử dụng lập trình. Trước đó, chúng ta cần biết điện áp tối thiểu mà ADC của Arduino có thể phát hiện, giá trị đó là 4,88mV. Chúng tôi nhân giá trị từ ADC với 4,88mV và chúng tôi nhận được điện áp thực tế vào ADC. Tìm hiểu thêm về ADC của Arduino tại đây.
Tính toán:
Giá trị điện áp từ ADC của Arduino nằm trong khoảng từ 0-1023 và điện áp tham chiếu nằm trong khoảng 0-5v.
Ví dụ:
Giá trị của các V1 = 710, V2 = 474 và R = 22Ω, hiệu số giữa các hiệu điện thế là 236. Ta chuyển nó thành hiệu điện thế nhân với 0,00488 thì ta được 1,15v. Vì vậy, sự khác biệt điện áp là 1,15v, bằng cách chia nó cho 22 ở đây chúng tôi nhận được giá trị hiện tại 0,005A. Ở đây chúng tôi đã sử dụng điện trở 22ohm giá trị thấp làm cảm biến hiện tại. Đây là cách chúng ta có thể đo dòng điện bằng Arduino.
Mã Arduino:
Mã hoàn chỉnh cho ampe kế dựa trên arduino để đo dòng điện, được đưa ra ở cuối bài viết này.
Lập trình Arduino gần giống như lập trình c, đầu tiên chúng ta khai báo các tệp tiêu đề. Các tập tin tiêu đề gọi tập tin trong lưu trữ, như để tính toán tôi nhận được các giá trị điện áp bằng cách sử dụng analogread chức năng.
inttage_value0 = analogRead (A0); inttage_value1 = analogRead (A1);
Một biến float tạm thời được khai báo để giữ giá trị điện áp như float temp_val. Giá trị được nhân với 0,00488 để có hiệu điện thế thực tế, sau đó nó được chia cho giá trị điện trở để tìm dòng hiện tại. 0,00488v là điện áp tối thiểu mà ADC của Arduino có thể phát hiện.
int subraction_value = (giá trị điện áp0 - giá trị điện áp1); float temp_val = (subraction_value * 0,00488); float current_value = (temp_val / 22);
Kiểm tra Video trình diễn đầy đủ bên dưới và cũng kiểm tra Vôn kế kỹ thuật số Arduino.