Arduinoオームメーター

抵抗器のカラーコードを読んで抵抗器を見つけるのは難しいと思います。抵抗値を見つけることの難しさを克服するために、Arduinoを使用して簡単なオームメーターを構築します。このプロジェクトの背後にある基本原理は、分圧器ネットワークです。未知の抵抗値は16 * 2LCDディスプレイに表示されます。このプロジェクトは、Arduinoとインターフェイスする16 * 2LCDディスプレイとしても機能します。

必要なコンポーネント：

Arduino Uno
16 * 2LCDディスプレイ
ポテンショメータ（1キロオーム）
抵抗器
ブレッドボード
ジャンパー線

回路図：

Arduino Uno：

Arduino Unoは、ATmega328pマイクロコントローラーをベースにしたオープンソースのマイクロコントローラーボードです。14個のデジタルピン（うち6個のピンはPWM出力として使用可能）、6個のアナログ入力、オンボード電圧レギュレーターなどがあります。ArduinoUnoには、32KBのフラッシュメモリ、2KBのSRAM、および1KBのEEPROMがあります。16MHzのクロック周波数で動作します。Arduino Unoは、他のデバイスと通信するためのシリアル、I2C、SPI通信をサポートしています。以下の表は、ArduinoUnoの技術仕様を示しています。

マイクロコントローラー	ATmega328p
動作電圧	5V
入力電圧	7〜12V（推奨）
デジタルI / Oピン	14
アナログピン	6
フラッシュメモリー	32KB
SRAM	2KB
EEPROM	1KB
クロック速度	16MHz

16x2 LCD：

16 * 2 LCDは、組み込みアプリケーションで広く使用されているディスプレイです。16 * 2LCDディスプレイのピンと動作について簡単に説明します。LCD内には2つの非常に重要なレジスタがあります。データレジスタとコマンドレジスタです。コマンドレジスタは、クリア表示、自宅カーソルなどのコマンドを送信するために使用され、データレジスタは、16 * 2LCDに表示されるデータを送信するために使用されます。以下の表は、16 * 2lcdのピンの説明を示しています。

ピン	シンボル	I / O	説明
1	対	-	接地
2	Vdd	-	+ 5V電源
3	ヴィー	-	コントラストを制御する電源
4	RS	私	コマンドレジスタのRS = 0、データレジスタのRS = 1
5	RW	私	書き込みの場合はR / W = 0、読み取りの場合はR / W = 1
6	E	I / O	有効にする
7	D0	I / O	8ビットデータバス（LSB）
8	D1	I / O	8ビットデータバス
9	D2	I / O	8ビットデータバス
10	D3	I / O	8ビットデータバス
11	D4	I / O	8ビットデータバス
12	D5	I / O	8ビットデータバス
13	D6	I / O	8ビットデータバス
14	D7	I / O	8ビットデータバス（MSB）
15	A	-	バックライト用+ 5V
16	K	-	接地

抵抗カラーコードの概念：

抵抗の値を特定するには、次の式を使用できます。

R = {（AB * 10 ^c）Ω±T％}

どこ

A =最初のバンドの色の値。

B = 2番目のバンドの色の値。

C = 3番目のバンドの色の値。

T = 4番目のバンドの色の値。

以下の表に、抵抗器のカラーコードを示します。

色	色の数値	倍率（10 ^c）	公差値（T）
ブラック	0	10 ⁰	-
褐色	1	10 ¹	±1％
赤	2	10 ²	±2％
オレンジ	3	10 ³	-
黄	4	10 ⁴	-
緑	5	10 ⁵	-
青い	6	10 ⁶	-
バイオレット	7	10 ⁷	-
グレー	8	10 ⁸	-
白い	9	10 ⁹	-
ゴールド	-	10 ^-1	±5％
銀	-	10 ^-2	±10％
バンドなし	-	-	±20％

たとえば、カラーコードがブラウン–グリーン–レッド–シルバーの場合、抵抗の値は次のように計算されます。

ブラウン= 1グリーン= 5レッド= 2シルバー=±10％

最初の3つのバンドから、R = AB * 10 ^c

R = 15 * 10 ⁺² R =1500Ω

4番目のバンドは±10％の許容誤差を示します

1500の10％= 150 + 10パーセントの場合、値は1500 + 150 =1650Ωです。-10パーセントの場合、値は1500 -150 =1350Ωです。

したがって、実際の抵抗値は1350Ωから1650Ωの間のどこかになります。

これをより便利にするために、抵抗のリングの色を入力するだけで抵抗値を取得できる抵抗カラーコード計算機があります。

Arduinoオームメーターを使用した抵抗の計算：

この抵抗計の動作は非常に単純であり、以下に示す単純な分圧器ネットワークを使用して説明できます。

抵抗R1とR2の分圧器ネットワークから、

Vout = Vin * R2 /（R1 + R2）

上記の式から、R2の値を次のように推定できます。

R2 = Vout * R1 /（Vin – Vout）

ここで、R1 =既知の抵抗

R2 =未知の抵抗

Vin = Arduinoの5Vピンで生成された電圧

Vout =グランドに対するR2の電圧。

注：選択した既知の抵抗（R1）の値は3.3KΩですが、ユーザーはこれを選択した抵抗の抵抗値に置き換える必要があります。

したがって、未知の抵抗（Vout）の両端の電圧の値を取得すると、未知の抵抗R2を簡単に計算できます。ここでは、アナログピンA0（回路図を参照）を使用して電圧値Voutを読み取り、以下のコードで説明するように、それらのデジタル値（0 -1023）を電圧に変換しました。

既知の抵抗の値が未知の抵抗よりもはるかに大きいか小さい場合、エラーはさらに大きくなります。したがって、既知の抵抗値を未知の抵抗に近づけることをお勧めします。

コードの説明：

このプロジェクトの完全なArduinoプログラムとデモビデオは、このプロジェクトの最後に提供されています。コードは意味のある小さなチャンクに分割され、以下で説明されています。

コードのこの部分では、16 * 2LCDディスプレイがArduinoに接続されるピンを定義します。16 * 2lcdの RS ピンはarduinoのデジタルピン2に接続されています。16 * 2lcdのイネーブルピンはArduinoのデジタルピン3に接続されています。16 * 2 lcdのデータピン（D4-D7）は、Arduinoのデジタルピン4、5、6、7に接続されています。

LiquidCrystal lcd（2,3,4,5,6,7）; // rs、e、d4、d5、d6、d7

コードのこの部分では、プログラムで使用されるいくつかの変数を定義しています。Vinは、arduinoの5Vピンによって提供される電圧です。Voutは、グランドに対する抵抗R2の電圧です。

R1は既知の抵抗の値です。R2は未知の抵抗の値です。

int Vin = 5; // arduinoフロートの5Vピンの電圧Vout = 0; // arduinoフロートのA0ピンの電圧R1 = 3300; //既知の抵抗フロートの値R2 = 0; //未知の抵抗の値

コードのこの部分では、16 * 2lcdディスプレイを初期化します。コマンドは、クリア画面、カーソル点滅時の表示など、さまざまな設定の16 * 2lcdディスプレイに与えられます。

lcd.begin（16,2）;

コードのこの部分では、抵抗R2（A0ピン）のアナログ電圧がデジタル値（0〜1023）に変換され、変数に格納されます。

a2d_data = analogRead（A0）;

コードのこの部分では、デジタル値（0〜1023）が電圧に変換されてさらに計算されます。

buffer = a2d_data * Vin; Vout =（バッファ）/1024.0;

Arduinoの宇野ADCは 10ビット分解能である（ - 2 ^ 10 = 1024の値が0から整数値ので）。これは、0〜5ボルトの入力電圧を 0〜1023の整数値にマップすることを意味します。したがって、入力 anlogValue を（5/1024）に乗算すると、入力電圧のデジタル値が得られます。ArduinoでADC入力を使用する方法をここで学びます。

コードのこの部分では、未知の抵抗の実際の値は、上記で説明した手順を使用して計算されます。

buffer = Vout /（Vin-Vout）; R2 = R1 *バッファ;

コードのこの部分では、未知の抵抗の値が16 * 2lcdディスプレイに出力されます。

lcd.setCursor（4,0）; lcd.print（ "オームメーター"）; lcd.setCursor（0,1）; lcd.print（ "R（オーム）="）; lcd.print（R2）;

これは、Arduinoを使用して未知の抵抗器の抵抗を簡単に計算できることです。また、チェックしてください：

Arduino周波数計
Arduino静電容量計