如何使用Arduino构建一个简单的欧姆表

我们发现很难读取电阻器上的颜色代码来找到其电阻。为了克服查找电阻值的困难，我们将使用Arduino构建一个简单的欧姆表。该项目背后的基本原则是分压器网络。未知电阻值显示在16*2液晶显示屏上。

所需组件：

Arduino Uno

16*2液晶显示屏

电位器（1公斤欧姆）

电阻

面包板

跳线

电路图：

Arduino Uno：

阿杜伊诺Uno是一款基于ATmega328p微控制器的开源微控制器板。它具有 14 个数字引脚（其中 6 个引脚可用作 PWM 输出）、6 个模拟输入、板载稳压器等。Arduino Uno具有32KB闪存，2KB的SRAM和1KB的EEPROM。它的工作时钟频率为16MHz。 Arduino Uno支持串行，I2C，SPI通信，用于与其他设备通信。下表显示了Arduino Uno的技术规格。

 

微控制器	ATmega328p
工作电压	5V
输入电压	7-12V（推荐）
数字 I/O 引脚	14
模拟引脚	6
闪存	32KB
SRAM	2KB
电丙胺	1KB
时钟速度	16兆赫

 

16x2 液晶显示器：

16 * 2 LCD是嵌入式应用中广泛使用的显示器。以下是有关16 * 2液晶显示器的引脚和工作的简要说明。LCD内部有两个非常重要的寄存器。它们是数据寄存器和命令寄存器。命令寄存器用于发送清晰显示、光标在家乡等命令，数据寄存器用于发送要在16*2 LCD上显示的数据。下表显示了16 * 2 LCD的引脚说明。

 

针	象征	I/O	描述
1	VSS	-	地
2	Vdd	-	+5V电源
3	V形	-	用于控制对比度的电源
4	RS	我	RS=0 为命令寄存器 ， RS=1 用于数据寄存器
5	乌尔曼	我	R/W=0 表示写入，R/W=1 表示读取
6	E	I/O	使
7	D0	I/O	8位数据总线
8	D1	I/O	8位数据总线
9	D2	I/O	8位数据总线
10	D3	I/O	8位数据总线
11	D4	I/O	8位数据总线
12	D5	I/O	8位数据总线
13	D6	I/O	8位数据总线
14	D7	I/O	8位数据总线
15	一个	-	+5V背光
16	K	-	地

 

电阻颜色代码的概念：

为了确定电阻值，我们可以使用以下公式。

R= { (AB*10c)Ω  ± T% }

哪里

A = 第一个波段中颜色的值。

B = 第二波段中颜色的值。

C = 第三波段中颜色的值。

T = 第四波段中颜色的值。

下表显示了电阻器的颜色代码。

 

颜色	颜色的数值	乘法因子（10c)	公差值（T）
黑	0	100	-
棕色	1	101	± 1%
红	2	102	± 2%
橙	3	103	-
黄色	4	104	-
绿	5	105	-
蓝	6	106	-
紫	7	107	-
灰色	8	108	-
白	9	109	-
金	-	10-1	± 5%
银	-	10-2	± 10%
无乐队	-	-	± 20%

 

例如，如果颜色代码为棕色 – 绿色 – 红色 – 银色，则电阻值的计算公式为：

Brown = 1 Green = 5 Red = 2 Silver = ± 10%

从前三个波段开始，R = AB*10c

R = 15 * 10+2 R = 1500 Ω

第四波段表示公差± 10%

10% of 1500 = 150 For + 10 percent, the value is 1500 + 150 = 1650Ω For - 10 percent, the value is 1500 -150 = 1350Ω

因此，实际电阻值可以在1350Ω至1650Ω之间。

为了更方便，这里是电阻颜色代码计算器，您只需输入电阻器上环的颜色，您将获得电阻值。

使用 Arduino 欧姆表计算电阻：

该电阻计的工作原理非常简单，可以使用如下所示的简单分压器网络进行解释。

从电阻R1和R2的分压器网络，

Vout = Vin * R2 / (R1 + R2 )

从上式中，我们可以推导出 R2 的值为

R2 = Vout * R1 / (Vin – Vout)

其中 R1 = 已知电阻

R2 = 未知电阻

Vin = 在 Arduino 的 5V 引脚上产生的电压

Vout = R2处相对于地的电压。

注意：所选的已知电阻（R1）值为3.3KΩ，但用户应将其替换为所选电阻的电阻值。

因此，如果我们得到未知电阻（Vout）上的电压值，我们可以很容易地计算出未知电阻R2。在这里，我们使用模拟引脚A0读取电压值Vout（参见电路图），并将这些数字值（0 -1023）转换为电压，如下面的代码中所述。

如果已知电阻的值远大于或小于未知电阻，则误差将更大。因此，建议将已知电阻值保持在更接近未知电阻的位置。

代码说明：
该项目的完整Arduino程序和演示视频在本项目结束时给出。代码被分成有意义的小块，并在下面解释。

在代码的这一部分中，我们将定义将16 * 2 LCD显示器连接到Arduino的引脚。16*2 LCD 的 RS 引脚连接到 arduino 的数字引脚 2。16 * 2 LCD的使能引脚连接到Arduino的数字引脚3。16*2 LCD的数据引脚（D4-D7）连接到Arduino的数字引脚4，5，6，7。

LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7); //rs,e,d4,d5,d6,d7
在代码的这一部分中，我们将定义一些在程序中使用的变量。Vin 是由 arduino 的 5V 引脚提供的电压。Vout是电阻R2处相对于地的电压。

R1是已知电阻的值。R2是未知电阻的值。

int Vin=5; //voltage at 5V pin of arduino
float Vout=0; //voltage at A0 pin of arduino
float R1=3300; //value of known resistance
float R2=0; //value of unknown resistance
在代码的这一部分中，我们将初始化16 * 2 LCD显示器。这些命令提供给16 * 2 LCD显示器，用于不同的设置，例如清晰的屏幕，光标闪烁时的显示等。

lcd.begin(16,2);
在代码的这一部分中，电阻R2（A0引脚）的模拟电压被转换为数字值（0至1023）并存储在变量中。

a2d_data = analogRead(A0);
在代码的这一部分中，数字值（0至1023）被转换为电压以供进一步计算。

buffer=a2d_data*Vin;
Vout=(buffer)/1024.0;
Arduino Uno ADC 具有 10 位分辨率（因此整数值从 0 - 2^10 = 1024 个值）。这意味着它将 0 到 5 伏之间的输入电压映射到 0 到 1023 之间的整数值。因此，如果我们将输入 anlogValue 乘以 （5/1024），则得到输入电压的数字值。在此处了解如何在 Arduino 中使用 ADC 输入。

在代码的这一部分中，未知电阻的实际值是使用上述程序计算的。

buffer=Vout/(Vin-Vout);
R2=R1*buffer;
在代码的这一部分，未知电阻的值印在16*2液晶显示器上。

lcd.setCursor(4,0);
lcd.print("ohm meter");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("R (ohm) = ");
lcd.print(R2);

这是我们可以使用Arduino轻松计算未知电阻器的电阻。

#include


LiquidCrystal lcd(2,3,4,5,6,7); //rs,e,d4,d5,d6,d7


int Vin=5; //voltage at 5V pin of arduino

float Vout=0; //voltage at A0 pin of arduino

float R1=3300; //value of known resistance

float R2=0; //value of unknown resistance

int a2d_data=0; 

float buffer=0; 


void setup() 

{

lcd.begin(16,2);

}


void loop()

{

a2d_data=analogRead(A0);

if(a2d_data)

{

buffer=a2d_data*Vin;

Vout=(buffer)/1024.0;

buffer=Vout/(Vin-Vout); 

R2=R1*buffer;


lcd.setCursor(4,0);

lcd.print("ohm meter");


lcd.setCursor(0,1);

lcd.print("R (ohm) = ");

lcd.print(R2);



delay(1000);

}

}