Jak funguje voltmetr a jak ho zapojit?

O voltmetru bychom měli vědět, už ze základní školy, že se jedná o zařízení, které měří elektrické napětí mezi dvěma body. Pokud patříte mezi fanoušky bastlení nebo s ním teprve začínáte, měli byste vědět, že ačkoli Arduino umožňuje měřit různé fyzikální veličiny. Samo o sobě napětí měřit neumí. V následujícím článku si ukážeme jednotlivé typy voltmetrů a jak voltmetr zapojit do Arduina.

Jak vlastně voltmetr funguje a s jakými typy se můžete setkat?

Jak již bylo výše uvedeno, voltmetr měří napětí mezi dvěma body v okruhu, konkrétněji tak, že se paralelně připojí ke spotřebiči nebo body v obvodu, mezi kterými se má rozdíl měřit. Voltmetr totiž měří úbytek rozdílu napětí na součástkách. V praxi se pak používají dva typy voltmetru.

Analogový voltmetr užívá pohyblivou cívku v magnetickém poli. Při průchodu proudu cívkou se vytváří moment síly, který otáčí ručičkou na stupnici.
Digitální voltmetr pak převádí analogové napětí na digitální signál pomocí analogově-digitálního převodníku (ADC). Výsledná hodnota je tak jednoduše zobrazena na displeji.

Jak na zapojení voltmetru v Arduinu?

Arduino samo o sobě neumí měřit napětí přímo. Je tak nezbytné použít externí voltmetr nebo modul voltmetru pro Arduino. Na oba způsoby se společně podíváme níže.

Jak zapojit externí voltmetr do Arduina?

Nezapomeňte na dělič napětí: Arduino Uno má maximální vstupní napětí 5V. Pokud chcete měřit vyšší napětí, je nezbytné použít dělič napětí. Dělič napětí jsou dva rezistory, které jsou zapojeny do série a snižují vstupní napětí na bezpečnou úroveň pro Arduino, tedy na méně než 5V.
Spočítejte výstupní napětí podle vzorce Vout = Vin*(R2/(R1+R2)), kde Vin je vstupní napětí, R1 a R2 jsou pak hodnoty rezistorů. Hodnoty rezistorů pak musí mít výstupní napětí 0-5V.
Vlastní zapojení voltmetru:

Při použití analogového voltmetru připojte jeden vodič z voltmetru k GND Arduina a druhý vodič k analogovému vstupu.
Při použití digitálního voltmetru postupujte při připojování vodiče podle instrukcí výrobce. Obecně však platí, že většina digitálních voltmetrů má tři vodiče: napájení VCC, uzemnění GND a pro datový signál DATA.

Napište kód který bude číst hodnoty z analogového vstupu, převádět je na napětí a zobrazovat je na sériovém monitoru nebo připojeném LCD displeji. Pro Arduino programování můžete použít obsáhlou knihovnu.

Jak zapojit modul voltmetru pro Arduino?

Pokud hledáte jednodušší možnost připojení voltmetru k okruhu, zvolte si moduly, které již obsahují dělič napětí a ADC převodník. V tomto případě stačí připojit modul k Arduinu podle instrukcí výrobce. Obvykle se používají piny VCC, GND a jeden z analogových pinů. Většina modulů pro Arduino má vlastní knihovnu, která zjednodušuje čtení hodnot napětí a není tak nutné psát vlastní kód.

Tagy:

inzerce