電流計は、負荷またはデバイスを流れる電流を測定するために使用されます。このArduino電流計では、オームの法則を使用した電流の測定について説明します。学生時代に学んだ基礎科学の応用だけでなく、非常に興味深いものになるでしょう。
私たちのすべては井戸の知られているオームの法則、それは「と述べている 2極または導体の端子間の電位差は同じ導体を流れる電流パスの量に直接比例している ので、ここで、我々は抵抗を使用する比例定数のために、」それオームの法則の方程式が来ます。
V = IR
- V =導体両端の電圧(ボルト(v))。
- I =アンペア(A)の導体を流れる電流。
- R =オーム(Ω)単位の比例の抵抗定数。
デバイスを通過する電流を見つけるには、次のように方程式を並べ替えるか、オームの法則計算機を使用して計算できます。
I = V / R
したがって、現在のデータを見つけるには、いくつかのデータが必要です。
- 電圧
- 抵抗
デバイスと一緒に直列抵抗を構築します。デバイスの両端の電圧降下を見つける必要があるため、電圧降下の前後に電圧を読み取る必要があります。これは、極性がないため、抵抗で可能です。
上の図のように、抵抗の両端を流れる2つの電圧を見つける必要があります。抵抗の両端の電圧(V1-V2)の差により、抵抗(R)の両端の電圧降下が得られ、電圧降下を抵抗値で除算して、デバイスを流れる電流(I)を取得します。これが、通過する現在の値を計算する方法です。実際の実装に取り掛かりましょう。
必要なコンポーネント:
- ArduinoUno。
- 抵抗22Ω。
- LCD16x2。
- 導いた。
- 10Kポット。
- ブレッドボード。
- マルチメータ。
- ジャンパーケーブル。
回路図と接続:
Arduino電流計プロジェクトの概略図 は次のとおりです
回路図は、Arduino UnoとLCD、抵抗器、LEDの接続を示しています。Arduino Unoは、他のすべてのコンポーネントの電源です。
Arduinoにはアナログピンとデジタルピンがあります。センサー回路は、電圧の値を取得するアナログ入力に接続されています。LCDはデジタルピン(7、8、9、10、11、12)に接続されています。
LCDには16個のピンがあり、最初の2つのピン(VSS、VDD)と最後の2つのピン(アノード、カソード)がgndと5vに接続されています。リセット(RS)ピンとイネーブル(E)ピンはArduinoデジタルピン7と8に接続されています。データピンD4〜D7はArduinoのデジタルピン(9、10、11、12)に接続されています。V0ピンはポットの中央のピンに接続されています。赤と黒のワイヤーは5vとgndです。
電流検出回路:
この電流計回路は、負荷として抵抗とLEDで構成されています。抵抗はLEDに直列に接続されており、電流は負荷を流れ、電圧降下は抵抗から決定されます。端子V1、V2はArduinoのアナログ入力に接続します。
電圧を0〜1023の10ビット分解能の数値に変換するArduinoのADC。したがって、プログラミングを使用して電圧値でそれを変換する必要があります。その前に、ArduinoのADCが検出できる最小電圧を知る必要があります。その値は4.88mVです。ADCからの値に4.88mVを掛けて、ADCへの実際の電圧を取得します。ArduinoのADCについて詳しくは、こちらをご覧ください。
計算:
ArduinoのADCからの電圧値は0-1023の範囲であり、基準電圧は0-5vの範囲です。
例えば:
V1 = 710、V2 = 474、R =22Ωの値で、電圧の差は236です。0.00488を掛けて電圧に変換すると、1.15vになります。したがって、電圧差は1.15vであり、ここで22で割ると、電流値0.005Aが得られます。ここでは、電流センサーとして低い値の22Ω抵抗を使用しました。これが、Arduinoを使用して電流を測定する方法です。
Arduinoコード:
電流を測定するためのarduinoベースの電流計の完全なコードは、この記事の最後に記載されています。
Arduinoプログラミングはcプログラミングとほとんど同じですが、最初にヘッダーファイルを宣言します。ヘッダーファイルは、ストレージ内のファイルを呼び出します。計算の場合と同様に、 analogread 関数を使用して電圧値を 取得し ます。
int Voltage_value0 = analogRead(A0); int Voltage_value1 = analogRead(A1);
float temp_valの ように、電圧値を保持するための一時的なfloat変数が宣言されています 。 この値に0.00488を掛けて実際の電圧差を求め、次に抵抗値で割って電流を求めます。0.00488vは、ArduinoのADCが検出できる最小電圧です。
int subraction_value =(電圧値0-電圧値1); float temp_val =(subraction_value * 0.00488); float current_value =(temp_val / 22);
以下の完全なデモビデオを確認し、Arduinoデジタル電圧計も確認してください。