Arduino UNO R4 đo điện áp

Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ học cách đo điện áp từ 0V đến 25V bằng cảm biến điện áp với Arduino UNO R4. Chúng ta sẽ thảo luận về:

Cách kết nối cảm biến điện áp với Arduino UNO R4
Cách lập trình Arduino UNO R4 để đo điện áp từ cảm biến

Phần Cứng Cần Thiết

1	×	Arduino UNO R4 WiFi hoặc Arduino UNO R4 Minima
1	×	(Tùy chọn) DIYables STEM V4 IoT, tương thích với Arduino Uno R4 WiFi
1	×	Arduino UNO R4 Minima (Tùy chọn thay thế)
1	×	Cáp USB Type-C
1	×	Cảm biến điện áp
1	×	Dây nối
1	×	(Khuyến nghị) Screw Terminal Block Shield for Arduino UNO R4
1	×	(Khuyến nghị) Breadboard Shield for Arduino UNO R4
1	×	(Khuyến nghị) Enclosure for Arduino UNO R4
1	×	(Khuyến nghị) Power Splitter for Arduino UNO R4
1	×	(Khuyến nghị) Prototyping Base Plate & Breadboard Kit for Arduino UNO

Or you can buy the following kits:

1	×	DIYables STEM V4 IoT Starter Kit (Arduino included)
1	×	DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays)
1	×	DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)

Về Cảm Biến Điện Áp

Cảm biến điện áp là một mạch có sẵn được gọi là bộ chia điện áp, sử dụng các điện trở chính xác để làm cho việc đo điện áp trở nên dễ dàng. Nó có hai điện trở, 30 KΩ và 7.5 KΩ. Với điện áp tham chiếu 5V cho ADC, cảm biến này có thể đo điện áp từ 0 đến 25V DC. Nếu điện áp tham chiếu của ADC là 3.3V, nó có thể đo điện áp từ 0 đến 16.5V DC.

Sơ Đồ Chân

Cảm biến điện áp có hai loại chân:

Giao diện đầu vào (kết nối nó ở nơi bạn cần đo điện áp):

Chân VCC: Đây là chân dương. Kết nối nó với nơi điện áp cao hơn.
Chân GND: Đây là chân âm. Kết nối nó với nơi điện áp thấp hơn.

Giao diện đầu ra (kết nối với Arduino UNO R4):

Chân Vout (S): Đây là chân tín hiệu. Kết nối nó với chân analog trên Arduino UNO R4.
Chân NC (+): Không kết nối chân này; nó không được sử dụng.
Chân G& (-): Đây là chân ground. Kết nối nó với GND (0V) trên Arduino UNO R4.

image source: diyables.io

Sơ Đồ Kết Nối

Arduino UNO R4 cảm biến điện áp sơ đồ đấu dây

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Code Arduino UNO R4

/* * Mã Arduino UNO R4 này được phát triển bởi newbiely.vn * Mã Arduino UNO R4 này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc. * Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập: * https://newbiely.vn/tutorials/arduino-uno-r4/arduino-uno-r4-measure-voltage */ #define ANALOG_IN_PIN A0 #define REF_VOLTAGE 5.0 #define ADC_RESOLUTION 1024.0 #define R1 30000.0 // resistor values in voltage sensor (in ohms) #define R2 7500.0 // resistor values in voltage sensor (in ohms) void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { // read the analog input int adc_value = analogRead(ANALOG_IN_PIN); // determine voltage at adc input float voltage_adc = ((float)adc_value * REF_VOLTAGE) / ADC_RESOLUTION; // calculate voltage at the sensor input float voltage_in = voltage_adc * (R1 + R2) / R2; // print results to serial monitor to 2 decimal places Serial.print("Measured Voltage = "); Serial.println(voltage_in, 2); delay(500); }

Các Bước Thực Hiện

Thực hiện theo các hướng dẫn sau từng bước:

Nếu đây là lần đầu tiên bạn sử dụng Arduino Uno R4 WiFi/Minima, hãy tham khảo hướng dẫn về Arduino UNO R4 - Cài Đặt Phần Mềm.
Kết nối Arduino UNO R4 với cảm biến điện áp.
Kết nối bo mạch Arduino Uno R4 với máy tính của bạn bằng cáp USB.
Khởi động Arduino IDE trên máy tính của bạn.
Chọn bo mạch Arduino Uno R4 phù hợp (ví dụ: Arduino Uno R4 WiFi) và cổng COM.
Sao chép code được cung cấp và mở nó trong Arduino IDE.
Nhấp vào nút Upload trong Arduino IDE để chuyển code lên Arduino UNO R4.
Thử nghiệm bằng cách đo 5V và 3.3V trên Arduino UNO R4.
Kiểm tra kết quả trên Serial Monitor.

COM6

Send

Measured Voltage = 4.96 Measured Voltage = 4.96 Measured Voltage = 4.96 Measured Voltage = 4.96 Measured Voltage = 3.39 Measured Voltage = 3.39 Measured Voltage = 3.39 Measured Voltage = 3.39

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

Kết quả đo có thể sai hoặc rất khác so với giá trị thực. Đây không phải là lỗi của module cảm biến điện áp. Vấn đề có thể là do điện áp tham chiếu tiêu chuẩn 5V, có thể không ổn định và thay đổi theo nguồn điện. Dưới đây là một số cách để khắc phục vấn đề này:

Đảm bảo sử dụng nguồn điện cung cấp đúng mức điện áp cho Arduino UNO R4. Kiểm tra xem chân 5V trên Arduino UNO R4 có thực sự đưa ra 5V hay không bằng cách sử dụng đồng hồ vạn năng.
Sử dụng điện áp tham chiếu 3.3V bên ngoài. Nhớ rằng, cách này bạn chỉ có thể đo điện áp từ 0 đến 16.5V DC.

Đo Điện Áp với Tham Chiếu 3.3V

Để sử dụng phương pháp này, trước tiên hãy chuẩn bị phần cứng và code. Đối với phần cứng, kết nối chân AREF trên Arduino UNO R4 với 3.3V như sơ đồ hiển thị.

Arduino UNO R4 measures voltage sơ đồ đấu dây

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Tiếp theo, sử dụng code này:

/* * Mã Arduino UNO R4 này được phát triển bởi newbiely.vn * Mã Arduino UNO R4 này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc. * Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập: * https://newbiely.vn/tutorials/arduino-uno-r4/arduino-uno-r4-measure-voltage */ #define ANALOG_IN_PIN A0 #define REF_VOLTAGE 3.3 #define ADC_RESOLUTION 1024.0 #define R1 30000.0 // resistor values in voltage sensor (in ohms) #define R2 7500.0 // resistor values in voltage sensor (in ohms) void setup() { Serial.begin(9600); analogReference(EXTERNAL); } void loop() { // read the analog input int adc_value = analogRead(ANALOG_IN_PIN); // determine voltage at adc input float voltage_adc = ((float)adc_value * REF_VOLTAGE) / ADC_RESOLUTION; // calculate voltage at the sensor input float voltage_in = voltage_adc * (R1 + R2) / R2; // print results to serial monitor to 2 decimal places Serial.print("Measured Voltage = "); Serial.println(voltage_in, 2); delay(500); }

Video Tutorial

Việc sản xuất video tốn rất nhiều thời gian. Nếu video hướng dẫn hữu ích cho việc học của bạn, hãy đăng ký kênh YouTube để ủng hộ. Nếu nhu cầu đủ cao, chúng tôi sẽ cố gắng làm thêm nhiều video.