Arduino का उपयोग करके वोल्टेज मापन: 5 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

करंट की माप की तुलना में किसी भी माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके वोल्टेज को मापना काफी आसान है। यदि आप बैटरी के साथ काम कर रहे हैं या आप अपनी खुद की समायोज्य बिजली आपूर्ति करना चाहते हैं तो वोल्टेज मापना आवश्यक हो जाता है। हालाँकि यह विधि किसी भी uC पर लागू होती है लेकिन इस ट्यूटोरियल में, हम सीखेंगे कि Arduino का उपयोग करके वोल्टेज कैसे मापें।

बाजार में वोल्टेज सेंसर उपलब्ध हैं। लेकिन क्या आपको वाकई उनकी ज़रूरत है? चलो पता करते हैं!

चरण 1: मूल बातें

एक माइक्रोकंट्रोलर सीधे एनालॉग वोल्टेज को नहीं समझ सकता है। इसलिए हमें एक एनालॉग टू डिजिटल कन्वर्टर या संक्षेप में एडीसी का उपयोग करना होगा। Atmega328 जो कि Arduino Uno का दिमाग है, में 6 चैनल (A0 से A5 के रूप में चिह्नित), 10-बिट ADC है। इसका मतलब है कि यह इनपुट वोल्टेज को 0 से 5V तक पूर्णांक मानों में 0 से (2^10-1) यानी 1023 के बराबर मैप करेगा जो प्रति यूनिट 4.9mV का रिज़ॉल्यूशन देता है। 0 0V, 1 से 4.9mv, 2 से 9.8mV और इसी तरह 1023 तक के अनुरूप होगा।

चरण 2: 0-5V. मापना

सबसे पहले, हम देखेंगे कि 5V के अधिकतम वोल्टेज के साथ वोल्टेज को कैसे मापें। यह बहुत आसान है क्योंकि किसी विशेष संशोधन की आवश्यकता नहीं है। अलग-अलग वोल्टेज का अनुकरण करने के लिए, हम एक पोटेंशियोमीटर का उपयोग करेंगे, जिसका मध्य पिन 6 चैनलों में से किसी एक से जुड़ा है। अब हम एडीसी से मूल्यों को पढ़ने के लिए कोड लिखेंगे और उन्हें वापस उपयोगी वोल्टेज रीडिंग में बदल देंगे।

एनालॉग पिन पढ़ना A0

मान = एनालॉगरेड (ए 0);

अब, चर 'मान' में वोल्टेज के आधार पर 0 से 1023 के बीच का मान होता है।

वोल्टेज = मान * 5.0/1023;

वास्तविक वोल्टेज प्राप्त करने के लिए प्राप्त मूल्य को अब संकल्प (5/1023 = 4.9mV प्रति यूनिट) से गुणा किया जाता है।

और अंत में, सीरियल मॉनिटर पर मापा वोल्टेज प्रदर्शित करें।

सीरियल.प्रिंट ("वोल्टेज =");

Serial.println (वोल्टेज);

चरण 3: 5V से ऊपर वोल्टेज मापना

लेकिन समस्या तब उत्पन्न होती है जब मापी जाने वाली वोल्टेज 5 वोल्ट से अधिक हो जाती है। इसे एक वोल्टेज डिवाइडर सर्किट का उपयोग करके हल किया जा सकता है जिसमें दिखाए गए अनुसार श्रृंखला में जुड़े 2 प्रतिरोधक होते हैं। इस श्रृंखला के कनेक्शन का एक सिरा मापा जाने वाले वोल्टेज (Vm) से और दूसरा सिरा जमीन से जुड़ा होता है। मापा वोल्टेज के आनुपातिक एक वोल्टेज (V1) दो प्रतिरोधों के जंक्शन पर दिखाई देगा। इस जंक्शन को तब Arduino के एनालॉग पिन से जोड़ा जा सकता है। इस सूत्र का उपयोग करके वोल्टेज का पता लगाया जा सकता है।

वी1 = वीएम * (आर2/(आर1+आर2))

वोल्टेज V1 को तब Arduino द्वारा मापा जाता है।

चरण 4: वोल्टेज विभक्त का निर्माण

अब इस वोल्टेज विभक्त को बनाने के लिए, हमें पहले प्रतिरोधों के मूल्यों का पता लगाना होगा। प्रतिरोधों के मान की गणना करने के लिए इन चरणों का पालन करें।

1. अधिकतम वोल्टेज निर्धारित करें जिसे मापा जाना है।
2. किलो-ओम रेंज में R1 के लिए उपयुक्त और मानक मान तय करें।
3. सूत्र का उपयोग करके, R2 की गणना करें।
4. यदि R2 का मान एक मानक मान (या उसके करीब) नहीं है, तो R1 बदलें और उपरोक्त चरणों को दोहराएं।
5. चूंकि Arduino अधिकतम 5V, V1 = 5V को संभाल सकता है।

उदाहरण के लिए, मापी जाने वाली अधिकतम वोल्टेज (Vm) को 12V और R1 = 47 किलो-ओम मान लें। फिर सूत्र R2 का उपयोग करने पर 33k के बराबर निकलता है।

अब, इन प्रतिरोधों का उपयोग करके एक वोल्टेज विभक्त सर्किट बनाएँ।

इस सेटअप के साथ, अब हमारे पास ऊपरी और निचली सीमा है। Vm = 12V के लिए हमें V1 = 5V मिलता है और Vm = 0V के लिए हमें V1 = 0V मिलता है। यानी, Vm पर 0 से 12V के लिए, V1 पर 0 से 5V तक आनुपातिक वोल्टेज होगा जिसे पहले की तरह Arduino में फीड किया जा सकता है।

चरण 5: वोल्टेज पढ़ना

कोड में थोड़े से संशोधन के साथ, अब हम 0 से 12V तक माप सकते हैं।

एनालॉग मान पहले की तरह पढ़ा जाता है। फिर, पहले बताए गए समान सूत्र का उपयोग करके, 0 और 12V के बीच के वोल्टेज को मापा जाता है।

मान = एनालॉगरेड (ए 0);

वोल्टेज = मान * (5.0/1023) * ((R1 + R2)/R2);

आमतौर पर उपलब्ध वोल्टेज सेंसर मॉड्यूल और कुछ नहीं बल्कि सिर्फ एक वोल्टेज डिवाइडर सर्किट है। इन्हें 0 से 25V के लिए 30 किलोहोम और 7.5 किलो-ओम प्रतिरोधों के साथ रेट किया गया है।

तो, क्यों खरीदें, जब आप DIY कर सकते हैं!

अंत तक बने रहने के लिए धन्यवाद। मुझे उम्मीद है कि इस ट्यूटोरियल ने आपकी मदद की होगी।

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