ESP32 đo điện áp

Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ học cách đo điện áp từ 0V đến 16.5V bằng cách sử dụng cảm biến điện áp với ESP32. Chúng tôi sẽ giải thích các bước một cách chi tiết.

Kết nối cảm biến điện áp với ESP32
Lập trình ESP32 để đo điện áp từ cảm biến

Linh kiện cần thiết

1	×	mô-đun phát triển ESP-WROOM-32
1	×	Alternatively, ESP32 Uno-form board
1	×	Alternatively, ESP32 S3 Uno-form board
1	×	Cáp USB Type-C
1	×	Cảm biến điện áp
1	×	Dây nối Jumper
1	×	(Khuyến nghị) Screw Terminal Expansion Board for ESP32
1	×	(Khuyến nghị) Breakout Expansion Board for ESP32
1	×	(Khuyến nghị) Power Splitter for ESP32

Or you can buy the following kits:

1	×	DIYables ESP32 Starter Kit (ESP32 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 chia điện áp được làm sẵn sử dụng các điện trở cụ thể để việc đo điện áp trở nên dễ dàng. Nó có hai điện trở: một là 30 KΩ và cái kia là 7.5 KΩ. Nếu ADC có điện áp tham chiếu là 5V, cảm biến có thể đo điện áp từ 0 đến 25V DC. Khi 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 nơi bạn muốn đo điện áp):

Chân VCC: Kết nối chân dương này đến điểm có điện áp cao hơn.
Chân GND: Kết nối chân âm này đến điểm có điện áp thấp hơn.

Giao diện đầu ra (kết nối với ESP32):

Chân Vout (S): Kết nối chân tín hiệu này đến một chân analog trên ESP32.
Chân NC (+): Không kết nối chân này; nó không được sử dụng.
Chân GND (-): Kết nối chân mass này đến GND (0V) trên ESP32.

image source: diyables.io

Sơ đồ mạch

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Nếu bạn chưa rõ cách cấp nguồn cho ESP32 và các linh kiện khác, xem: Cách Cung Cấp Nguồn Điện Cho ESP32.

Code ESP32

/* * Mã ESP32 này được phát triển bởi newbiely.vn * Mã ESP32 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/esp32/esp32-measure-voltage */ #define ANALOG_IN_PIN 36 // ESP32 pin GPIO36 (ADC0) connected to voltage sensor #define REF_VOLTAGE 3.3 #define ADC_RESOLUTION 4096.0 #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); // set the ADC attenuation to 11 dB (up to ~3.3V input) analogSetAttenuation(ADC_11db); } 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 nhanh

Nếu đây là lần đầu bạn sử dụng ESP32, hãy xem ESP32 - Cài Đặt Phần Mềm.
Kết nối ESP32 với cảm biến điện áp.
Kết nối board ESP32 với PC của bạn qua cáp USB
Mở Arduino IDE trên PC của bạn.
Chọn đúng board ESP32 (ví dụ: ESP32 Dev Module) và cổng COM.
Sao chép và dán code trên vào Arduino IDE.
Nhấn nút Upload trong Arduino IDE để biên dịch và tải code lên ESP32.
Thử nghiệm bằng cách đo 5V và 3.3V trên ESP32.
Kiểm tra kết quả đọc trên Serial Monitor.

COM6

Send

Measured Voltage = 4.93 Measured Voltage = 4.93 Measured Voltage = 4.93 Measured Voltage = 4.93 Measured Voltage = 3.42 Measured Voltage = 3.42 Measured Voltage = 3.42 Measured Voltage = 3.42

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

Bạn có thể nhận thấy rằng kết quả đo không chính xác hoặc khác biệt đáng kể so với giá trị thực tế. Đừng đổ lỗi cho module cảm biến điện áp vì điều này. Code sử dụng hàm analogRead() để đọc giá trị từ ADC (Analog-to-Digital Converter) được kết nối với cảm biến điện áp. ADC của ESP32 phù hợp cho các dự án không yêu cầu độ chính xác cao. Tuy nhiên, đối với các dự án cần phép đo chính xác, hãy lưu ý:

ADC của ESP32 không hoàn toàn chính xác và có thể cần hiệu chuẩn để có kết quả đúng. Mỗi board ESP32 có thể hơi khác nhau, vì vậy cần hiệu chuẩn cho từng board riêng lẻ.
Hiệu chuẩn có thể khó khăn, đặc biệt đối với người mới bắt đầu, và có thể không luôn cung cấp kết quả chính xác như bạn mong muốn.

Đối với các dự án yêu cầu độ chính xác cao, hãy cân nhắc sử dụng ADC ngoài (ví dụ: ADS1115) với ESP32 hoặc Arduino, có ADC đáng tin cậy hơn. Nếu bạn vẫn muốn hiệu chuẩn ADC của ESP32, hãy tham khảo ESP32 ADC Calibration Driver.

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.