Mesure de tension à l'aide d'Arduino : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

La mesure de la tension est assez facile à l'aide de n'importe quel microcontrôleur par rapport à la mesure du courant. La mesure des tensions devient nécessaire si vous travaillez avec des batteries ou si vous souhaitez créer votre propre alimentation électrique réglable. Bien que cette méthode s'applique à n'importe quel uC, mais dans ce didacticiel, nous apprendrons à mesurer la tension à l'aide d'Arduino.

Il existe des capteurs de tension sur le marché. Mais en avez-vous vraiment besoin ? Découvrons-le!

Étape 1: les bases

Un microcontrôleur ne peut pas comprendre directement la tension analogique. C'est pourquoi nous devons utiliser un convertisseur analogique-numérique ou ADC en bref. Atmega328 qui est le cerveau de l'Arduino Uno a 6 canaux (marqués A0 à A5), ADC 10 bits. Cela signifie qu'il mappera les tensions d'entrée de 0 à 5V en valeurs entières de 0 à (2^10-1) c'est-à-dire égales à 1023, ce qui donne une résolution de 4,9 mV par unité. 0 correspondra à 0V, 1 à 4,9mv, 2 à 9,8mV et ainsi de suite jusqu'à 1023.

Étape 2: mesurer 0-5V

Tout d'abord, nous verrons comment mesurer une tension avec une tension maximale de 5V. C'est très simple car aucune modification particulière n'est requise. Pour simuler la variation de tension, nous utiliserons un potentiomètre dont la broche centrale est connectée à l'un des 6 canaux. Nous allons maintenant écrire le code pour lire les valeurs de l'ADC et les reconvertir en lectures de tension utiles.

Lecture de la broche analogique A0

valeur = lecture analogique(A0);

Maintenant, la variable 'valeur' contient une valeur comprise entre 0 et 1023 selon la tension.

tension = valeur * 5,0/1023;

La valeur obtenue est maintenant multipliée par la résolution (5/1023 = 4,9 mV par unité) pour obtenir la tension réelle.

Et enfin, affichez la tension mesurée sur le moniteur série.

Serial.print("Tension = ");

Serial.println(tension);

Étape 3: Mesurer la tension au-dessus de 5V

Mais le problème se pose lorsque la tension à mesurer dépasse 5 volts. Cela peut être résolu en utilisant un circuit diviseur de tension qui se compose de 2 résistances connectées en série comme indiqué. Une extrémité de cette connexion en série est reliée à la tension à mesurer (Vm) et l'autre extrémité à la masse. Une tension (V1) proportionnelle à la tension mesurée apparaîtra à la jonction de deux résistances. Cette jonction peut ensuite être connectée à la broche analogique de l'Arduino. La tension peut être trouvée en utilisant cette formule.

V1 = Vm * (R2/(R1+R2))

La tension V1 est ensuite mesurée par l'Arduino.

Étape 4: Construire le diviseur de tension

Maintenant, pour construire ce diviseur de tension, nous devons d'abord connaître les valeurs des résistances. Suivez ces étapes pour calculer la valeur des résistances.

1. Déterminez la tension maximale à mesurer.
2. Décidez d'une valeur appropriée et standard pour R1 dans la plage de kilo-ohms.
3. À l'aide de la formule, calculez R2.
4. Si la valeur de R2 n'est pas (ou proche de) une valeur standard, modifiez R1 et répétez les étapes ci-dessus.
5. Étant donné qu'Arduino peut gérer un maximum de 5V, V1 = 5V.

Par exemple, Soit la tension maximale (Vm) à mesurer 12V et R1 = 47 kilo-ohms. Ensuite, en utilisant la formule R2 est égal à 33k.

Maintenant, construisez un circuit diviseur de tension en utilisant ces résistances.

Avec cette configuration, nous avons maintenant une limite supérieure et inférieure. Pour Vm = 12V nous obtenons V1 = 5V et pour Vm = 0V nous obtenons V1 = 0V. C'est-à-dire que pour 0 à 12V à Vm, il y aura une tension proportionnelle de 0 à 5V à V1 qui pourra ensuite être injectée dans l'Arduino comme auparavant.

Étape 5: Lecture de la tension

Avec une légère modification dans le code, on peut maintenant mesurer de 0 à 12V.

La valeur analogique est lue comme précédemment. Ensuite, en utilisant la même formule mentionnée précédemment, la tension entre 0 et 12V est mesurée.

valeur = lecture analogique(A0);

tension = valeur * (5,0/1023) * ((R1 + R2)/R2);

Les modules de capteurs de tension couramment disponibles ne sont rien d'autre qu'un circuit diviseur de tension. Ceux-ci sont évalués pour 0 à 25V avec des résistances de 30 kiloohms et 7,5 kilo-ohms.

Alors, pourquoi ACHETER, quand on peut bricoler !

Merci d'être resté jusqu'au bout. J'espère que ce tuto t'aura aidé.

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