Przejdź do głównej zawartości

[Arduino] Trójkanałowy pomiar rezystancji

Moduł Arduino posiada kilka portów analogowych, poprzez które możemy mierzyć napięcie. Napięcie jest taką wielkością, że przy odrobinie wyobraźni i znajomości elektrotechniki w zasadzie każdą inną możemy sprowadzić właśnie do napięcia. Dzisiejszy projekt dotyczy trójkanałowego pomiaru rezystancji z wykorzystaniem Arduino. Oprócz modułu procesora wykorzystany będzie moduł wyświetlacza LCD. Dlaczego trójkanałowego? Ano dlatego, że taki układ można wykorzystać np. do pomiaru przenośnych uziemiaczy trójfazowych. 




Przykładowy uziemiacz 3-fazowy

Badanie takiego uziemiacza polega na pomiarze rezystancji każdej końcówki fazowej względem końcówki uziemiającej. Pomysł z Arduino polega na wykorzystaniu trzech analogowych portów wejściowych i pomiarze napięcia. Jak zatem zamienić wartość rezystancję na proporcjonalną wartość napięcia? Sposób jest bardzo prosty i oparty jest na zasadzie działania rezystancyjnego dzielnika napięcia.

Dzielnik rezystancyjny

Zasada działania takiego dzielnika opisana jest następującym wzorem:

Czyli znając wartość napięcia U1, napięcia U2 oraz rezystancji R1 jesteśmy w stanie przekształcić wzór i policzyć mierzoną rezystancję R2:

Jako napięcie U1 wykorzystany zostanie port zasilający Arduino o wartości 5 V. Wartość napięcia U2 zmierzymy, zaś wartość rezystancji R1 zostanie określona. 

Aby można było zobaczyć wyniki do Arduino dołączony zostanie wyświetlacz LCD. Cały schemat wygląda następująco:

Schemat układu
Centralnym punktem jest płytka Arduino. Na lewo część rezystancyjna, czyli rezystory wzorcowe o znanej wartości rezystancji, oraz pontencjometry symulujące mierzoną rezystancję. Z prawej strony zaś płytka stykowa oraz wyświetlacz LCD. Informację o tym jak go podłączyć można łatwo znaleźć w sieci, stąd nie będę tutaj tego powielać. Pomiar napięcia na mierzonych rezystancjach odbywa się przy użyciu trzech portów A0 - A2. Program realizujący funkcjonalność wygląda następująco:

#include <LiquidCrystal.h>

int pinR1 = 0;
int pinR2 = 1;
int pinR3 = 2;

int Rd = 1;
int Uwe = 5;

int a = 0;
float Uwy = 0;
float R1 = 0;
float R2 = 0;
float R3 = 0;

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup()
{
//inicjalizacja i ustawienie rozmiaru wyświetlacza
  lcd.begin(16, 2);
}

void loop()
{
//wyswietlenie kursora na danej pozycji
  lcd.setCursor(0,0);

  //pomiary dla L1
a = analogRead(pinR1);
if(a)
{
Uwy=a*(Uwe/1024.0);
R1=(Uwy*Rd)/(Uwe-Uwy);
}
 
  //pomiary dla L2
a = analogRead(pinR2);
if(a)
{
Uwy=a*(Uwe/1024.0);
R2=(Uwy*Rd)/(Uwe-Uwy);
}
 
  //pomiary dla L3
a = analogRead(pinR3);
if(a)
{
Uwy=a*(Uwe/1024.0);
R3=(Uwy*Rd)/(Uwe-Uwy);
}


//wyswietlenie wynikow
  lcd.print("R1="); lcd.print(R1,1); lcd.print(" ");
  lcd.print("R2="); lcd.print(R2,1);
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("R3="); lcd.print(R3,1);
  delay(500);
}

Pierwsza część programu są to deklaracje zmiennych i stałych oraz definicje.Główna część programu polega na odczycie napięcia z danego portu i przeliczeniu go na odpowiadającą wartość rezystancji. Przeliczenie czyli uwzględnienie 10-bitowej charakterystyki przetwornika AC/DC oraz podstawienie do wzoru na wartość rezystancji R2. Ostatnia część to wyświetlenie zaokrąglonych do dziesiątych części oma wyników na LCD. 

Projekt został wykonany na platformie TinkerCAD i tam też można go na żywo obejrzeć.

Bibliografia

[1] Strona internetowa sklepu uziemiacze.pl
[2] Projekt na stronie TinkerCAD - tutaj
Etykiety:

Komentarze

Prześlij komentarz

Popularne posty z tego bloga

Z psem na Turbacz

 Wyjazd wakacyjny nie musi się wiązać z zostawianiem psa w domu pod opieką rodziny czy sąsiadów, albo oddawaniem do psiego hotelu. Przy odrobinie wyobraźni i dobrych chęci czas ten można znakomicie spędzić wspólnie. Pewną propozycją dla osób posiadających psa lubiącego dalekie spacery może być wycieczka na Turbacz. Turbacz jest najwyższym szczytem Gorców, a jego wysokość to 1310 m.  Dojście z psem na szczyt możliwe jest legalnie niebieskim szlakiem z Łopusznej. O tyle zaznaczam legalność wejścia, ponieważ wstęp psów do parków narodowych jest w większości przypadków zabroniony, a Trubacz od północy otacza Gorczański Park Narodowy. Proponowany niebieski szlak jest to dość długi, bowiem ma około 11 km licząc od parkingu. Część turystów zostawia samochód na dzikim parkingu 3 km dalej po trasie szlaku, ale miejsca jest tam nie za dużo i może być problem. Poza tym umówmy się, że jak się idzie szlakiem to się idzie, a nie jedzie - do czego wrócę w innym wpisie. A zatem samochód zosta...
Prześlij komentarz
Czytaj więcej

Bolimowski Park Krajobrazowy

Dzisiejszy wpis ma charakter praktycznych rozważań życiowych - co zrobić z psem, kiedy rodzina chce jechać na większą część dnia w miejsce, gdzie nie obsługują psów? To zależy. W tym przypadku docelowym miejscem wyjazdu było Suntago - znany myślę każdemu, choćby z mediów, park wodny w centralnej części Polski. Ponieważ nie stanowię targetu dla projektantów zjeżdżalni stąd odpowiedź na wyżej postawione pytanie była jasna - pies zostaje ze mną. Ale trzeba go czymś zająć. I gdyby ktoś stał przed podobnym pytaniem dotyczącym właśnie Suntago, albo basenów termalnych w Mszczonowie (rzut beretem obok Suntago) to mogę polecić rozwiązanie. Spacer po lesie w Bolimowskim Parku Krajobrazowym. Jak już odstawimy rodzinę do parku wodnego należy udać się około 22 km na zachód w kierunku miejscowości Bartniki, gdzie znajduje się parking leśny o całkiem niezłych możliwościach. Mapa dojazdu z Suntago Miejsce na ognisko, wiata, ławki, stoły, kosze - cud miód. Parking leśny Mnie jednak interesowała okolica...
Prześlij komentarz
Czytaj więcej

Mrozy i Jeruzal, czyli szlakiem serialu „Ranczo”

Tematem dzisiejszego wyjazdu są dwa miejsca, które łączy serial pt. „Ranczo”. Oba znajdują się na wschodnim końcu województwa mazowieckiego, kawałek za Mińskiem Mazowieckim. Główny szlak dojazdowy to autostrada A2 z Warszawy, ale jak ktoś woli bardziej klimatyczne drogi to bez problemu znajdzie coś mniej lub bardziej równoległego. Ja wybrałem autostradę, choć najpierw musiałem do niej dojechać co oznaczało ostrożne omijanie sznurka samochodów na ulicy Żołnierskiej. Lokalni wiedzą o co chodzi - ogółem spory chaos ze względu na trwającą budowę estakady.  Mrozy Pierwszy z punktów wycieczki to jedyny w Polsce tramwaj konny, czyli miejscowość Mrozy. Tramwaj ten powstał w 1902 roku z konieczności transportowania materiałów budowlanych ze stacji kolejowej Mrozy do nowo budowanego szpitala w pobliskiej wsi Rudka. Był to czas epidemii gruźlicy, a panujący tam mikroklimat przyspieszał proces powrotu do zdrowia. Budowa trwała 6 lat i po jej zakończeniu tramwaj zaczęto wykorzystywać do transpo...
Prześlij komentarz
Czytaj więcej