Измерение напряжения в Arduino

На базе Arduino Nano (Uno) можно собрать простой вольтметр для измерения постоянного напряжения. Измерение напряжения на аналоговых входах Arduino производится при помощи АЦП с разрешением 10 бит, что соответствует коду от 0 до 1023, полученное значение мы преобразуем в напряжение при помощи коэффициента. Опорным напряжением в данном случае будет напряжение питания платы Arduino.

Соберите схему показанную на рисунке:

На вход А0 необходимо подавать измеряемое напряжение, при помощи делителя напряжения на резисторах можно можно расширить диапазон измеряемого напряжения, а при помощи коэффициента установить нужное значение напряжения, главное чтобы напряжение непосредственно на входе А0 не превышало напряжение питания +5 В.

Загрузите в микроконтроллер следующий скетч:

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);// RS,E,D4,D5,D6,D7
int u = 0; // переменная для числа пребразования 0-1023
float u_in = 0.0; // переменная для напряжения 0.0-5.0

void setup() {
  lcd.begin(16, 2);// LCD 16X2
  pinMode(A0,INPUT);// A0 - аналоговый вход
}

void loop() {
  u = analogRead(A0); // измерение 
  u_in = (u * 4.77) / 1023; // пересчет измерения в вольты
  lcd.setCursor(1,0); 
  lcd.print("U = ");
  lcd.print(u_in); // вывод измерения на экран
  lcd.print(" V");
  delay(500);
}

u_in = (u * 4.77) / 1023; // пересчет измерения в вольты — эта строка кода позволяет откалибровать вольтметр. Из кода видно, что напряжение питания которое поступает на плату Arduino от порта USB не равно 5 В, а примерно равно 4,77 В, поэтому максимальное напряжение которое может измерить вольтметр равно 4,77 В.

В результате калибровки и последующих измерений (источник образцового напряжения калибратор напряжения П320) были получены следующие результаты:

Как видно из таблицы, результаты довольно не плохие, но в случае изменения напряжения питания возрастет погрешность. Поэтому для повышения точности измерений, рекомендуется использовать внутренний или внешний источник опорного напряжения.