Ampermetre, herhangi bir yük veya cihazdaki akım akışını ölçmek için kullanılır. İşte bu Arduino Ampermetrede, ohm yasasını kullanarak akımın ölçülmesini açıklayacağız. Okul günlerimizde okuduğumuz temel bilimin iyi bir uygulaması kadar oldukça ilginç olacak.
Hepimiz ohm yasasını iyi biliyoruz, " Bir iletkenin iki kutbu veya terminali arasındaki potansiyel farkın, aynı iletkenden geçen akım miktarıyla doğru orantılı olduğunu " belirtir, orantılılık için direnç kullanırız, bu yüzden burada ohm yasasının denklemi geliyor.
V = IR
- V = iletken boyunca Volt (v) cinsinden voltaj.
- I = akım, Amper (A) cinsinden iletkenden geçer.
- R = Ohm (Ω) cinsinden orantılı direnç sabiti.
Cihazdan geçen akım geçişini bulmak için denklemi aşağıdaki gibi yeniden düzenleriz veya ohm kanunu hesaplayıcısı ile hesaplayabiliriz.
Ben = V / R
Yani akımı bulmak için bazı verilere ihtiyacımız var:
- Voltaj
- Direnç
Cihazla birlikte seri bir direnç oluşturacağız. Cihaz boyunca voltaj düşüşünü bulmamız gerektiğinden, bunun için voltaj düşüşünden önce ve sonra voltaj okumalarına ihtiyacımız var, bu, kutup olmadığından dirençte mümkündür.
Yukarıdaki diyagramda olduğu gibi, direnç boyunca akan iki gerilimi bulmalıyız. Dirençlerin iki ucundaki voltajlar (V1-V2) arasındaki fark bize direnç (R) boyunca voltaj düşüşü verir ve voltaj düşüşünü direnç değerine böleriz, cihaz üzerinden akım akışını (I) alırız. Bu, içinden geçen Akım değerini nasıl hesaplayabiliriz, hadi pratik uygulamaya geçelim.
Gerekli Bileşenler:
- Arduino Uno.
- Direnç 22Ω.
- LCD 16x2.
- LED.
- 10K pot.
- Breadboard.
- Multimetre.
- Atlama kabloları.
Devre Şeması ve Bağlantılar:
Arduino Ampermetre Projesinin şematik diyagramı aşağıdaki gibidir
Şematik diyagram Arduino Uno'nun LCD, direnç ve LED ile bağlantısını gösterir. Arduino Uno, diğer tüm bileşenlerin güç kaynağıdır.
Arduino'nun analog ve dijital pinleri vardır. Sensör devresi, voltaj değerini aldığımız analog girişlere bağlanır. LCD dijital pinlere (7,8,9,10,11,12) bağlanır.
LCD'de 16 pim bulunur; ilk iki pim (VSS, VDD) ve son iki pim (Anot, Katot) gnd ve 5v'ye bağlanır. Sıfırlama (RS) ve etkinleştirme (E) pinleri Arduino dijital pinleri 7 ve 8'e bağlanır. Veri pinleri D4-D7 Arduino'nun dijital pinlerine (9,10,11,12) bağlanır. V0 pini potun orta pimine bağlanır. Kırmızı ve siyah kablolar 5v ve gnd'dir.
Akım Algılama Devresi:
Bu Ampermetre devresi, direnç ve yük olarak LED'den oluşur. Direnç, yük boyunca akımın aktığı ve dirençten voltaj düşüşlerinin belirlendiği LED'e seri olarak bağlanır. V1, V2 terminalleri Arduino'nun analog girişine bağlanacaktır.
Arduino ADC'sinde voltajı 0-1023 arası 10 bit çözünürlük sayılarına çeviren. Bu yüzden programlamayı kullanarak voltaj değerine dönüştürmemiz gerekiyor. Bundan önce, Arduino'nun ADC'sinin algılayabileceği minimum voltajı bilmemiz gerekir, bu değer 4.88mV'dir. ADC'den gelen değeri 4.88mV ile çarpıyoruz ve gerçek gerilimi ADC'ye alıyoruz. Arduino'nun ADC'si hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz.
Hesaplamalar:
Arduino'nun ADC'sinden gelen voltaj değeri 0-1023 arasında ve referans voltajı 0-5v arasındadır.
Örneğin:
V1 = 710, V2 = 474 ve R = 22Ω'nin değeri, gerilimler arasındaki fark 236'dır. 0.00488 ile çarparak gerilime çeviririz, sonra 1.15v elde ederiz. Yani Gerilim farkı 1.15v'dir, 22'ye bölerek burada 0.005A akım değerini elde ederiz. Burada düşük değerli 22ohm direnci akım sensörü olarak kullandık. Arduino kullanarak akımı bu şekilde ölçebiliriz.
Arduino Kodu:
Akımı ölçmek için arduino tabanlı ampermetrenin tam kodu bu makalenin sonunda verilmiştir.
Arduino programlaması neredeyse c programlamayla aynıdır, önce başlık dosyalarını açıklıyoruz. Başlık dosyaları depodaki dosyayı çağırıyor, tıpkı hesaplamada olduğu gibi analogread fonksiyonunu kullanarak voltaj değerlerini alıyorum .
int voltaj_değer0 = analogRead (A0); int voltaj_değer1 = analogRead (A1);
Float temp_val gibi gerilim değerini tutmak için geçici bir float değişkeni tanımlanır. Gerçek voltaj farkını elde etmek için değer 0,00488 ile çarpılır ve ardından akım akışını bulmak için direnç değerine bölünür. 0.00488v, Arduino'nun ADC'sinin algılayabileceği minimum voltajdır.
int subraction_value = (voltaj_değer0 - voltaj_değer1); float temp_val = (subraction_value * 0.00488); float current_value = (temp_val / 22);
Aşağıdaki tam tanıtım videosunu kontrol edin ve ayrıca Arduino Dijital Voltmetreyi kontrol edin.