使用 Arduino 和智能手机的 DIY 电压表

关于这个项目

演示

如果您是 Arduino 新手，您可以开始学习 Arduino 新手教程。

工作原理

我们可以使用 Arduino 模拟输入引脚来测量电压。但是，最大可测量电压为5V。

为了增加可测量的电压，我们需要使用分压器

理论

我们有：

V_measure =(R1 + R2) / R2 * V_in

比率 =(R1 + R2) / R2

=> V_measure =比率 * V_in

如果我们选择 R1 =10 * R2，我们有：

V_measure =11 * V_in

由于允许的 V_in 最大值为 5V => 可测量电压的最大值为 55V

为了限制电流通过Arduino的管脚，可能会损坏Arduino，我们需要选择尽可能大的电阻值。

我选择R1 =1 Mohm, R2 =100Kohm

实践中

那里 是实践中的一些问题

• R1 和 R2 的值有错误。误差导致V_measure的误差
• Arduino 的电源可能不稳定。它使模拟输入的 V_REF 不稳定。因此，它会导致V_in.的计算错误 => 它会导致 V_measure 的计算错误

这些问题在校准部分得到解决

校准

1.衡量的真实价值 (R1 + R2) / R2

这个只需要做一次就可以得到比率

如下图接线：

ratio =(R1 + R2) / R2 =V_measure / V_in =A1_read_value / A0_read_value

比率 =A1_read_value / A0_read_value

此校准的代码 => 参见代码部分中的 ResisterCalibration.ino

2.供电不稳定

电源不稳定导致模拟引脚电压参考不稳定。导致电压计算错误。

为了解决这个问题，我们需要经常测量参考电压。

如何测量参考电压？

将 3.3V 连接到引脚 A1

参考电压是根据 A1 中的值间接测量的：

V_reference=1023 * 3.3 / A1_value

如何计算 V_measure：

V_in =mapFloat(A0_value, 0, 1023, 0, V_reference);V_measure =ratio * V_in;

主要接线：

如何

• 接线为“电阻校准接线”电路
• 上传 ResistorCalibration.ino
• 打开串行绘图仪
• 复制比率值
• 在 Voltmeter.ino 的第 5 行替换此值
• 重新布线为“主布线”
• 上传 Voltmeter.ino
• 上传网页用户界面 (voltmeter.php 和 voltmeter_body.jpg ) 到 PHPoC 盾
• 访问网页 http://phpoc_shield_ip_address/voltmeter.php 以查看电压。

您可以通过以下方式在智能手机上查看电压：

接线提示：

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代码

• ResistorCalibration.ino
• Voltmeter.ino
• 电压表.php

ResistorCalibration.inoArduino

double ratio;int analogReadAverage(int pin, int read_time){ unsigned long read_value =0; 的第 5 行替换此值// 读取模拟值 read_time 次： for(int i =0; i  
Voltmeter.inoArduino 
 这是主要代码。在上传此代码之前，我们需要： 
 - 上传 ResistorCalibration.ino 
 - 打开串行监视器 
 - 复制此代码第 5 行中的比率值和替换值
double V_measure;double V_in; double V_reference;double ratio =11.59;double mapFloat(double x, double in_min, double in_max, double out_min, double out_max) { return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;}int模拟读取平均值（int pin，int read_time）{ unsigned long read_value =0; for(int i =0; i  
voltmeter.phpPHP 
 此文件是 Web 用户界面。它需要与背景图片 voltmeter_body.jpg
<样式>html {height:100%;}body {width:100%;高度：100%；；文本对齐：居中；}.container {宽度：100%；最小高度：99%；最大高度：100%;}canvas { 背景：url(voltmeter_body.jpg);背景大小：包含；字体系列：'Segment7Standard';字体粗细：粗体；字体样式：斜体;} 
  
 

示意图