使用Arduino计算直流电压的方式

通过对Arduino和分压器电路的简单了解，我们可以将Arduino转换为数字电压表，并可以使用Arduino和16x2 LCD显示器测量输入电压。

Arduino有几个模拟输入引脚，连接到Arduino内部的模数转换器（ADC）。Arduino ADC是一个十位转换器，这意味着输出值的范围为0到1023。我们将使用 analogRead（） 函数获取此值。如果您知道基准电压，则可以轻松计算模拟输入端的电压。我们可以使用分压器电路来计算输入电压。

测量的电压显示在 16x2 液晶显示器 （LCD） 上。我们还在Arduino IDE的串行监视器中显示了电压，并使用万用表确认了测量的电压。

所需硬件：

Arduino uno

16x2 液晶显示器（液晶显示器）

100 k 欧姆电阻器

10 k 欧姆电阻器

10 k 欧姆电位计

面包板

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分压器电路：

在进入此Arduino电压表电路之前，让我们讨论一下分压器电路。

分压器是一种电阻电路，如图所示。在这个电阻网络中，我们有两个电阻器。如图所示，R1和R2分别为10k和100k欧姆。分支的中点作为Arduino的异常输入进行测量。R2两端的压降称为Vout，这是我们电路的分压。

公式：

使用已知值（两个电阻值R1、R2和输入电压），我们可以在下面的公式中代入以计算输出电压。

Vout = Vin （R2/R1+R2）

该公式表明输出电压与输入电压以及R1和R2的比值成正比。

通过在Arduino代码中应用此公式，可以轻松推导出输入电压。Arduino只能测量+55v的直流输入电压，换句话说，当测量55V时，Arduino模拟引脚将处于其最大电压5V，因此在此限制内测量是安全的。此处，电阻R2和R1值设置为100000和10000，即比率为100：10。

电路图和连接：

此Arduino数字电压表的连接很简单，如下图所示：

LCD 的引脚 DB4、DB5、DB6、DB7、RS 和 EN 直接连接到 Arduino Uno 的引脚 D4、D5、D6、D7、D8、D9

构成分压器电路的两个电阻R1和R2的中心点连接到Arduino引脚A0。而其他 2 端连接到输入电压（待测量电压）和 GND。

编码说明：

用于测量直流电压的完整Arduino代码在下面的代码部分中给出。代码很简单，很容易理解。

代码的主要部分是借助上述给定方程Vout = Vin（R2 / R1 + R2）将给定的输入电压转换并映射到显示的输出电压。如前所述，Arduino ADC输出值的范围为0到1023，Arduino最大输出电压为5v，因此我们必须将A0处的模拟输入乘以5/1024才能获得实际电压。

void loop()
{
int analogvalue = analogRead(A0);
temp = (analogvalue * 5.0) / 1024.0; // FORMULA USED TO CONVERT THE VOLTAGE
input_volt = temp / (r2/(r1+r2));

在这里，我们在Arduino的LCD和串行监视器上显示了测量的电压值。因此，在代码中，Serial.println用于在串行监视器上打印值，lcd.print用于在16x2 LCD上打印值。

Serial.print("v= "); // prints the voltage value in the serial monitor
Serial.println(input_volt);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Voltage= "); // prints the voltage value in the LCD display 
lcd.print(input_voltage);