Dengan pengetahuan sederhana Arduino dan Rangkaian Pembagi Tegangan, kita dapat mengubah Arduino menjadi Voltmeter Digital dan dapat mengukur tegangan input menggunakan Arduino dan layar LCD 16x2.
Arduino memiliki beberapa pin input analog yang terhubung ke konverter Analog-to-Digital (ADC) di dalam Arduino. Arduino ADC adalah konverter sepuluh bit, artinya nilai keluaran akan berkisar dari 0 hingga 1023. Kita akan mendapatkan nilai ini dengan menggunakan fungsi analogRead () . Jika Anda mengetahui tegangan referensi, Anda dapat dengan mudah menghitung tegangan yang ada pada input analog. Kita dapat menggunakan rangkaian pembagi tegangan untuk menghitung tegangan input. Pelajari lebih lanjut tentang ADC di Arduino di sini.
Tegangan yang diukur ditampilkan pada Liquid Crystal Display (LCD) 16x2. Kami juga telah menampilkan voltase di Serial Monitor Arduino IDE dan mengonfirmasi voltase terukur menggunakan Multimeter.
Hardware yang Dibutuhkan:
- Arduino uno
- LCD 16x2 (Layar Kristal Cair)
- Resistor 100 k ohm
- Resistor 10 k ohm
- Potensiometer 10 k ohm
- papan tempat memotong roti
- kabel jumper
Sirkuit Pembagi Tegangan:
Sebelum masuk ke rangkaian Arduino Voltmeter ini, mari kita bahas tentang Rangkaian Pembagi Tegangan.
Pembagi tegangan adalah rangkaian resistif dan ditunjukkan pada gambar. Dalam jaringan resistif ini kami memiliki dua resistor. Seperti yang ditunjukkan pada gambar, R1 dan R2 yang berukuran 10k dan 100k ohm. Titik tengah cabang diambil untuk pengukuran sebagai masukan anolog ke Arduino. Penurunan tegangan pada R2 disebut Vout, itulah tegangan terbagi dari rangkaian kita.
Rumus:
Menggunakan nilai yang diketahui (dua nilai resistor R1, R2, dan tegangan input), kita dapat mengganti persamaan di bawah ini untuk menghitung tegangan output.
Vout = Vin (R2 / R1 + R2)
Persamaan ini menyatakan bahwa tegangan keluaran berbanding lurus dengan tegangan masukan dan rasio R1 dan R2.
Dengan menerapkan persamaan ini dalam kode Arduino tegangan input dapat dengan mudah diturunkan. Arduino hanya dapat mengukur tegangan input DC + 55v, Dengan kata lain pada saat mengukur 55V pin analog Arduino akan berada pada tegangan maksimal 5V sehingga aman untuk mengukur dalam batas tersebut. Di sini nilai resistor R2 dan R1 diatur ke 100000 dan 10000 yaitu dalam rasio 100: 10.
Diagram Sirkuit dan Koneksi:
Koneksi untuk Voltmeter Digital Arduino ini sederhana dan ditunjukkan pada diagram rangkaian di bawah ini:
Pin DB4, DB5, DB6, DB7, RS dan EN LCD terhubung langsung ke Pin D4, D5, D6, D7, D8, D9 dari Arduino Uno
Titik tengah dari dua buah resistor R1 dan R2 yang membuat rangkaian pembagi tegangan dihubungkan ke Arduino Pin A0. Sedangkan 2 ujung lainnya dihubungkan ke tegangan input (tegangan yang akan diukur) dan gnd.
Penjelasan Coding:
Kode Arduino lengkap untuk mengukur tegangan DC diberikan di bagian Kode di bawah ini. Kode itu sederhana dan mudah dipahami.
Bagian utama dari kode adalah untuk mengubah dan memetakan tegangan input yang diberikan menjadi tegangan output yang ditampilkan dengan bantuan persamaan yang diberikan di atas Vout = Vin (R2 / R1 + R2). Seperti yang telah disebutkan sebelumnya nilai keluaran ADC Arduino akan berkisar dari 0 sampai 1023 dan tegangan keluaran Arduino max adalah 5v sehingga kita harus mengalikan masukan analog pada A0 menjadi 5/1024 untuk mendapatkan tegangan yang sebenarnya.
void loop () {int analogvalue = analogRead (A0); temp = (nilai analog * 5.0) / 1024.0; // FORMULA DIGUNAKAN UNTUK MENGUBAH TEGANGAN input_volt = temp / (r2 / (r1 + r2));
Di sini kami telah menampilkan nilai tegangan terukur pada LCD dan monitor serial Arduino. Jadi disini di kode Serial.println digunakan untuk mencetak nilai pada Serial monitor dan lcd.print digunakan untuk mencetak nilai pada LCD 16x2.
Serial.print ("v ="); // mencetak nilai tegangan pada monitor serial Serial.println (input_volt); lcd.setCursor (0, 1); lcd.print ("Voltage ="); // mencetak nilai tegangan pada layar LCD lcd.print (input_voltage);
Ini adalah bagaimana kita dapat dengan mudah menghitung tegangan DC menggunakan Arduino. Lihat Video di bawah ini untuk demonstrasi. Agak sulit untuk menghitung tegangan AC menggunakan Arduino, Anda bisa mengeceknya di sini.