Измерение напряжения в Arduino (внешний ИОН)

В предыдущей статье рассматривалось как собрать простой вольтметр на Arduino, в качестве источника опорного напряжения использовалось напряжение питания +5 В, но такой вариант использования опорного напряжения имеет недостаток — нестабильность напряжения питания приведет к погрешности в процессе измерения напряжения. Так же был опробован метод использования внутреннего ИОН.

В этой статье мы рассмотрим вариант вольтметра с использованием внешнего источника опорного напряжения.

Соберите схему показанную на рисунке:

При использовании внешнего источника опорного напряжения, подаем +5В от ИОН на вывод AREF через сопротивление 4,7 кОм (5 кОм — рекомендовано). При этом следует учесть внутреннее сопротивление вывода AREF в 32 кОм и ввести коррекцию при пересчете измерения в вольты.

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
  analogReference(EXTERNAL);/* используем внешний источник опорного напряжения, 
   подаем +5В от ИОН на вывод AREF через сопротивление 5 кОм.
   При этом следует учесть внутреннее сопротивление вывода AREF в 32 кОм 
   и ввести коррекцию при пересчете измерения в вольты */
  pinMode(A0,INPUT);// A0 - аналоговый вход
}

void loop() {
  u = analogRead(A0); // измерение 
  u_in = (u * 4.33) / 1023; /* пересчет измерения в вольты
                             при опорном 5 В */ 
  lcd.setCursor(1,0); 
  lcd.print("U = ");
  lcd.print(u_in); // вывод измерения на экран
  lcd.print(" V");
  delay(500);
}

u_in = (u * 4.33) / 1023; — эта строка кода позволяет откалибровать вольтметр, коэффициент подобран так, чтобы при внешнем ИОН 5 В, вольтметр измерял с погрешностью не более чем ±1 ед. младшего разряда в диапазоне от 0 В до напряжения на выводе AREF Arduno.

Измеренное значение 3,3В на плате Arduino.