Pengukuran Tegangan Menggunakan Arduino: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Mengukur tegangan cukup mudah menggunakan mikrokontroler apa pun dibandingkan dengan pengukuran arus. Mengukur tegangan menjadi penting jika Anda bekerja dengan baterai atau Anda ingin membuat catu daya sendiri yang dapat disesuaikan. Meskipun metode ini berlaku untuk semua UC tetapi dalam tutorial ini, kita akan belajar cara mengukur tegangan menggunakan Arduino.

Ada sensor tegangan yang tersedia di pasar. Tetapi apakah Anda benar-benar membutuhkannya? Mari kita cari tahu!

Langkah 1: Dasar-dasar

Mikrokontroler tidak dapat memahami tegangan analog secara langsung. Itu sebabnya kita harus menggunakan Analog to Digital Converter atau singkatnya ADC. Atmega328 yang merupakan otak dari Arduino Uno memiliki 6 channel (ditandai dengan A0 sampai A5), ADC 10-bit. Ini berarti akan memetakan tegangan input dari 0 hingga 5V menjadi nilai integer dari 0 hingga (2^10-1) yaitu sama dengan 1023 yang memberikan resolusi 4,9mV per unit. 0 akan sesuai dengan 0V, 1 hingga 4.9mv, 2 hingga 9.8mV dan seterusnya hingga 1023.

Langkah 2: Mengukur 0-5V

Pertama, kita akan melihat bagaimana mengukur tegangan dengan tegangan maksimum 5V. Ini sangat mudah karena tidak diperlukan modifikasi khusus. Untuk mensimulasikan tegangan yang bervariasi, kita akan menggunakan potensiometer yang pin tengahnya terhubung ke salah satu dari 6 saluran. Kami sekarang akan menulis kode untuk membaca nilai dari ADC dan mengubahnya kembali menjadi pembacaan tegangan yang berguna.

Membaca pin analog A0

nilai = analogRead(A0);

Sekarang, variabel 'nilai' berisi nilai antara 0 hingga 1023 tergantung pada tegangan.

tegangan = nilai * 5.0/1023;

Nilai yang diperoleh sekarang dikalikan dengan resolusi (5/1023 = 4.9mV per unit) untuk mendapatkan tegangan aktual.

Dan terakhir, tampilkan tegangan terukur pada monitor Serial.

Serial.print("Tegangan = ");

Serial.println(tegangan);

Langkah 3: Mengukur Tegangan Di Atas 5V

Namun masalah muncul ketika tegangan yang akan diukur melebihi 5 volt. Ini dapat diselesaikan dengan menggunakan rangkaian pembagi tegangan yang terdiri dari 2 resistor yang dihubungkan secara seri seperti yang ditunjukkan. Salah satu ujung sambungan seri ini dihubungkan ke tegangan yang akan diukur (Vm) dan ujung lainnya ke ground. Tegangan (V1) sebanding dengan tegangan yang diukur akan muncul di persimpangan dua resistor. Sambungan ini kemudian dapat dihubungkan ke pin analog Arduino. Tegangan dapat diketahui dengan menggunakan rumus ini.

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

Tegangan V1 kemudian diukur oleh Arduino.

Langkah 4: Membangun Pembagi Tegangan

Sekarang untuk membangun pembagi tegangan ini, pertama-tama kita perlu mengetahui nilai resistor. Ikuti langkah-langkah ini untuk menghitung nilai resistor.

1. Tentukan tegangan maksimum yang akan diukur.
2. Tentukan nilai yang sesuai dan standar untuk R1 dalam kisaran kilo-ohm.
3. Dengan menggunakan rumus, hitung R2.
4. Jika nilai R2 bukan (atau mendekati) nilai standar, ubah R1 dan ulangi langkah di atas.
5. Karena Arduino dapat menangani maksimum 5V, V1 = 5V.

Misalnya, Biarkan tegangan maksimum (Vm) yang akan diukur adalah 12V dan R1 = 47 kilo-ohm. Kemudian menggunakan rumus R2 menjadi sama dengan 33k.

Sekarang, Bangun rangkaian pembagi tegangan menggunakan resistor ini.

Dengan pengaturan ini, kami sekarang memiliki batas atas dan bawah. Untuk Vm = 12V kita dapatkan V1 = 5V dan untuk Vm = 0V kita dapatkan V1 = 0V. Artinya, untuk 0 hingga 12V pada Vm, akan ada tegangan proporsional dari 0 hingga 5V pada V1 yang kemudian dapat diumpankan ke Arduino seperti sebelumnya.

Langkah 5: Membaca Tegangan

Dengan sedikit modifikasi pada kode, sekarang kita dapat mengukur 0 hingga 12V.

Nilai analog dibaca seperti sebelumnya. Kemudian, dengan menggunakan rumus yang sama yang disebutkan sebelumnya, tegangan antara 0 dan 12V diukur.

nilai = analogRead(A0);

tegangan = nilai * (5.0/1023) * ((R1 + R2)/R2);

Modul Sensor Tegangan yang tersedia secara umum tidak lain hanyalah rangkaian pembagi tegangan. Ini dinilai untuk 0 hingga 25V dengan resistor 30 kiloohm dan 7,5 kilo-ohm.

Jadi, Mengapa MEMBELI, ketika Anda bisa DIY!

Terima kasih telah bertahan sampai akhir. Saya harap tutorial ini akan membantu Anda.

Berlangganan saluran YouTube saya untuk lebih banyak proyek dan tutorial yang akan datang. Sekali lagi terima kasih!