قياس الجهد الكهربي باستخدام الاردوينو اكتب تعليقُا

 تم نشر هذا المشروع لجميع الأشخاص المهتمين في مجال تصنيع وابتكار المشاريع الإلكترونية والبرمجية، و نود التنويه أن موقع انا الكتروني يخلي مسؤوليته التامة في حال لم يعمل المشروع لدى العميل أو في حال الاستخدام الخاطئ للمكونات الإلكترونية والكهربائية التي قد تؤدي لحدوث الحرائق أو غيرها لا سمح الله.

مقدمة عن المشروع

قياس الجهد سهل للغاية باستخدام أي متحكم مقارنة بقياس التيار. يصبح قياس الفولتية ضروريًا إذا كنت تعمل مع البطاريات أو إذا كنت تريد إنشاء مصدر طاقة قابل للتعديل. على الرغم من أن هذه الطريقة تطبق على أي جامعة  ولكن في هذا البرنامج التعليمي ، سوف نتعلم كيفية قياس الجهد باستخدام Arduino .

هناك أجهزة استشعار الجهد المتاحة في السوق. ولكن هل حقا بحاجة لهم؟ هيا نكتشف!

متطلبات المشروع

  • Arduino Uno
  • Hook Up Wires
  • breadboard‬‬ Board‬‬
  • Voltage Sensor
تنبيه : في حال لم تكن متأكد من قدرتك على تنفيذ خطوات المشروع يرجى استشارة شخص متخصص في هذا المجال.

طريقة العمل والتوصيل

FCKXQ2IJJT6MWWT.LARGE

المتحكم لا يمكن فهم الجهد التناظرية أو التماثلي مباشرة. لهذا السبب يتعين علينا استخدام محول تناظري رقمي أو ADC باختصار.

يحتوي Atmega328 ، وهو الدماغ الخاص بـ Arduino Uno ، على 6 مداخل تماثلية  (تحمل علامة A0 إلى A5) ، و ADC هي 10 بت. هذا يعني أنه سيتم تعيين الفولتية المدخلات من 0 إلى 5V في قيم عدد صحيح من 0 إلى (2 ^ 10-1) أي يساوي 1023 والذي يعطي دقة 4.9mV لكل وحدة. حيث 0 يتوافق مع 0V  و 4.9mv تتوافق مع 2 إلى 9.8mV وبهذه الطريقة حتى 1023. كما موضخ بالصورة أعلاه .

قياس جهد من 0 فولت الي 5 فولت

F25XBPBJJT6MX1C.LARGE

أولاً ، سوف نرى كيفية قياس الجهد بأقصى جهد 5V. هذا سهل للغاية لأنه لا توجد تعديلات خاصة مطلوبة. لمحاكاة الجهد المتغير ، سوف نستخدم مقياس الجهد  أو المقاومة المتغييرة المعروفة باسم بوتنشميتر الموضح في الصورة أعلاه  الذي يرتبط دبوسه الأوسط بأي من المداخل التماثلية الست. سنقوم الآن بكتابة الكود لقراءة القيم من ADC وتحويلها إلى قراءات جهد مفيدة  . الكود مرفق بالاسفل.

يمكنك تحميل الكود  البرمجي من هنــــــــــا .

قياس جهد كهربي أكبر من 5 فولت

F3LK1UTJJT6N36B.LARGE

في الطريقة السابقة  المشكلة تنشأ عندما يتجاوز الجهد المراد قياسه 5 فولت في هذه الحالة يصعب قياسه . ولكن يمكن حل هذا باستخدام دائرة مقسم الجهد الذي يتكون من 2 المقاومات المتصلة بشكل متسلسل كما هو مبين في الصورة أعلاه . حيث يرتبط أحد أطراف سلسلة الاتصال بالجهد المطلوب قياسه (Vm) والطرف الآخر على الأرض. سيظهر جهد (V1) يتناسب مع الجهد المقاس عند تقاطع مقاومين. يمكن عندئذ توصيل هذا التقاطع بالمدخل التماثلي الخاص بـ Arduino. يمكن العثور على الجهد باستخدام هذه الصيغة.

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

ثم يتم قياس الجهد V1 بواسطة اردوينو.

بناء دائرة مقسم جهد

FIA5LXHJJT6N37C.LARGE

الآن لبناء مقسم الجهد هذا ، نحتاج أولاً إلى معرفة قيم المقاومات. اتبع هذه الخطوات لحساب قيمة المقاومات.

تحديد الحد الأقصى للجهد الذي يجب قياسه .
حدد قيمة مناسبة ومعيارية لـ R1 في نطاق كيلو أوم .
باستخدام الصيغة ، وحساب R2.
إذا كانت قيمة R2 ليست (أو قريبة من) قيمة قياسية ، فقم بتغيير R1 وكرر الخطوات أعلاه .
ولكن  الاردوينو يمكنها التعامل مع أقصى جهد 5V ، V1 = 5V .
على سبيل المثال ، دع الجهد الأقصى (Vm) المراد قياسه هو 12V و R1 = 47 كيلو أوم. ثم باستخدام الصيغة R2 يخرج ليكون مساوي 33k.

الآن ، قم ببناء دائرة مقسم الجهد باستخدام هذه المقاومات.

مع هذا الإعداد ، لدينا الآن الحد العلوي والسفلي للجهد . عندما   Vm = 12V ، نحصل على V1 = 5V و عندما  Vm = 0V نحصل على V1 = 0V. وهذا يعني أنه من 0 إلى 12 فولت عند Vm ، سيكون هناك جهد تناسبي من 0 إلى 5V في V1 والذي يمكن بعد ذلك إدخاله في Arduino كما كان من قبل.

قياس الجهد باستخدام مستشعر الجهد

F3S6TRSJJT6N7CG.LARGE

مع تعديل بسيط في الكود ، يمكننا الآن قياس 0 إلى 12V.

تتم قراءة القيمة التناظرية كما كان من قبل. ثم ، باستخدام نفس الصيغة المذكورة سابقًا ، يتم قياس الجهد بين 0 و 12V .

القيمة = analogRead (A0) ؛
الجهد = القيمة * (5.0 / 1023) * ((R1 + R2) / R2) ؛

وحدات الاستشعار عن الجهد المتاحة عادة ليست سوى دائرة مقسم الجهد. تم تصنيفها من 0 إلى 25 فولت مع 30 كيلو أوم و 7.5 كيلو أوم مقاومات .

شكرا لك على الالتصاق حتى النهاية. آمل أن يكون هذا الفكرة قد ساعدتك.

يمكنك تحميل الكود البرمجي لقياس الجهد بواسطة الحساس من هنـــــــا .

اترك تعليقاً



لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *