Voltmeter ac menggunakan arduino

Dalam proyek ini, kita akan membuat Alat Pengukur Tegangan AC dengan menggunakan Arduino, yang akan mengukur tegangan Suplai Arus Bolak-balik di rumah kita. Kami akan mencetak tegangan itu pada monitor serial Arduino IDE serta menunjukkan pada multimeter.

Membuat Voltmeter Digital jauh lebih mudah daripada membuat voltmeter analog karena dalam kasus voltmeter analog Anda harus memiliki pengetahuan yang baik tentang parameter fisik seperti torsi, kerugian gesekan dll sedangkan untuk voltmeter digital Anda hanya dapat menggunakan LCD atau matriks LED atau bahkan laptop Anda (seperti dalam kasus ini) untuk mencetak nilai tegangan untuk Anda. Berikut adalah beberapa Proyek Voltmeter Digital:

Rangkaian Voltmeter Digital Sederhana dengan PCB menggunakan ICL7107
Sirkuit Voltmeter LM3914
Voltmeter Digital 0-25V menggunakan Mikrokontroler AVR

Komponen yang Diperlukan:

Satu trafo 12-0-12
1N4007 dioda
Kapasitor 1uf
Resistor 10k; 4.7k.
Dioda zener (5v)
Arduino UNO
Menghubungkan kabel

Diagram Sirkuit Arduino Voltmeter:

Diagram Sirkuit untuk Voltmeter Arduino ini ditunjukkan di atas.

Koneksi:

Hubungkan sisi tegangan tinggi (220V) dari trafo ke suplai utama dan tegangan rendah (12v) ke rangkaian pembagi tegangan.
Hubungkan resistor 10k secara seri dengan resistor 4.7k tetapi pastikan untuk mengambil tegangan sebagai input di resistor 4.7k.
Hubungkan dioda seperti yang ditunjukkan.
Hubungkan kapasitor dan dioda zener sepanjang 4,7k
Hubungkan kabel dari n-terminal dioda ke pin analog A0 dari Arduino.

** Catatan: Hubungkan pin arduino ke titik seperti yang ditunjukkan pada gambar atau rangkaian tidak akan berfungsi.

Butuh rangkaian pembagi tegangan?

Karena kami menggunakan trafo 220/12 v, kami mendapatkan 12 v di sisi lv. Karena tegangan ini tidak cocok sebagai masukan untuk Arduino maka diperlukan rangkaian pembagi tegangan yang dapat memberikan nilai tegangan yang sesuai sebagai masukan untuk Arduino.

Mengapa dioda dan kapasitor dihubungkan?

Karena Arduino tidak mengambil nilai tegangan negatif sebagai input, pertama-tama kita perlu menghilangkan siklus negatif step down AC sehingga hanya nilai tegangan positif yang diambil oleh Arduino. Oleh karena itu dioda terhubung untuk memperbaiki tegangan step down. Periksa rangkaian penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang penyearah.

Tegangan yang diperbaiki ini tidak mulus karena mengandung riak besar yang tidak dapat memberi kita nilai analog yang tepat. Oleh karena itu kapasitor terhubung untuk memperlancar sinyal ac.

Tujuan dari dioda zener?

Arduino dapat mengalami kerusakan jika tegangan lebih besar dari 5v diumpankan. Oleh karena itu dioda 5v zener terhubung untuk memastikan keamanan Arduino yang rusak jika tegangan ini melebihi 5v.

Cara Kerja Voltmeter AC berbasis Arduino:

1. Tegangan step down diperoleh pada sisi lv transformator yang cocok digunakan pada resistor peringkat daya normal.

2. Kemudian kita mendapatkan nilai tegangan yang sesuai untuk resistor 4.7k

Tegangan maksimum yang dapat diukur ditemukan dengan mensimulasikan rangkaian ini pada proteus (dijelaskan pada bagian simulasi).

3. Arduino mengambil tegangan ini sebagai masukan dari pin A0 dalam bentuk nilai analog antara 0 sampai 1023. 0 menjadi 0 volt dan 1023 menjadi 5v.

4. Arduino kemudian mengubah nilai analog ini menjadi tegangan ac listrik yang sesuai dengan rumus. (Dijelaskan di bagian kode).

Simulasi:

Sirkuit yang tepat dibuat di proteus dan kemudian disimulasikan. Untuk mengetahui tegangan maksimum rangkaian ini dapat mengukur hit dan metode trial digunakan.

Pada pembuatan tegangan puncak alternator 440 (311 rms), tegangan pada pin A0 ditemukan menjadi 5 volt yaitu maksimum. Karenanya rangkaian ini dapat mengukur tegangan maksimum 311 rms.

Simulasi dilakukan untuk berbagai tegangan antara 220 rms hingga 440v.

Penjelasan Kode:

Kode ArduinoVoltmeter Lengkap diberikan di akhir proyek ini dan dijelaskan dengan baik melalui komentar. Di sini kami menjelaskan beberapa bagian darinya.

m adalah nilai analog masukan yang diterima pada pin A0 yaitu, m = pinMode (A0, INPUT); // setel pin a0 sebagai pin masukan

Untuk menetapkan variabel n ke rumus ini n = (m * . 304177), pertama-tama beberapa jenis perhitungan dilakukan dengan menggunakan data yang diperoleh di bagian simulasi:

Seperti yang terlihat pada foto simulasi, nilai analog 5v atau 1023 diperoleh pada pin A0 ketika tegangan input ac 311 volt. Karenanya:

Jadi setiap nilai analog acak sesuai dengan (311/1023) * m di mana m diperoleh nilai analog.

Karenanya kami sampai pada rumus ini:

n = (311/1023) * m volt atau n = (m *.304177)

Sekarang nilai tegangan ini dicetak pada monitor serial dengan menggunakan perintah serial seperti yang dijelaskan di bawah ini. Dan juga ditampilkan pada multimeter seperti yang ditunjukkan pada Video di bawah ini.

Nilai yang tercetak di layar adalah:

Nilai input analog seperti yang ditentukan dalam kode:

Serial.print ("input analog"); // ini memberi nama yang merupakan "input analog" ke nilai analog yang dicetak Serial.print (m); // ini hanya mencetak nilai analog input

Tegangan ac yang dibutuhkan seperti yang ditentukan pada kode:

Serial.print ("tegangan ac"); // ini memberi nama "tegangan ac" ke nilai analog yang dicetak Serial.print (n); // ini hanya mencetak nilai tegangan ac