Arduino万用表之电流表_电压_电阻

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我们都知道欧姆定律：两个端子之间的电压降即是电流值乘以这两个端子之间的电阻。

V = R I

Arduino万用表之电流表_电压_电阻通讯

因此，利用这个大略的公式可以很随意马虎地丈量电阻器两端之间的电流。

在该图中，我们可以看到我们在负载两端施加电压VT，在这种情形下是灯泡和电阻器串联。
我们想要丈量流过灯泡的电流，由于它们是串联连接的，以是电流同样流过电阻器。
因此，如果我们知道电阻器的电阻并丈量其端子之间的电压降，我们就可以利用上面的欧姆定律打算电流。
问题是我们须要利用一个低阻值电阻，由于如果电阻过大，电阻电压降会影响到我们利用灯泡的电压。

例如，假设我们想对灯泡施加12伏电压。
流过的电流约为1安培。
如果电阻值是10欧姆，那将在地电压和10欧姆电阻之间产生电压降VR，这意味着我们向灯施加电压达不到12伏VL。
灯两端的电压只有12-10 = 2伏特。

为理解决这个问题，我们不能利用普通的电阻器。
办理方案是利用具有非常低阻值的分流电阻器。
非常低阻值的电阻器非常适于此目的，该种类电阻器常日称为分流器。
该名称源于它们在老式移动线圈式电流表的利用，个中分流器直接连接在电流表端子上。
其目的是将大部分电流“分流”阔别电流表，电流表本身设计为仅处理几毫安以使指针满量程偏转。

我从网上买了这个分流器。
当你购买它们时，你必须要看它的规格。
下面是分流器规格的一个例子。

电流：10A

电压降：75mV

准确度：0.5级

环境条件：-40~ + 60°C，相对温度≤95％（35°C）

有几个参数对付选用分流电阻非常主要。
分流电阻的最大额定电流。
电阻值由最大额定电流下的电压降打算出。
例如，额定电流为100A和电压降50mV的分流电阻的电阻为50/100 = 0.5 mOhm。
最大电流下的电压降常日为50,75或100 mV。
在这种情形下，我们的分流器为10A，最大电压降为75mA。
这让我们打算出该电阻阻值：

75mV / 10A = 7.5mOhm。

以是现在我们的电路具有一个非常低电阻的分流电阻。
现在，如果我们有1A的电流流过分流电阻器，那么电压降仅为7.5mV，这将不会影响我们想要运用于灯泡的12伏电压。

但现在我们还有另一个问题。
为了丈量电流，我们必须首先丈量分流电阻器电压降并将其除以电阻值。
但由于分流电阻器电阻较低，电压降非常小，以至于我们的Arduino ADC只能丈量较大电流值。

例如，像我们说的，我们想要丈量1A的电流。
这将使VR低落7.5mV。
Arduino ADC有10位。
这意味着它将为o伏对应0值，为5伏对应1024，这是该微掌握器的最大Vref电压。

5伏---------- 1024

0.0075volts ------- X.

如果我们打算出“X”，它将为我们供应以1.5为单位的ADC，用于7.5mV的压降。
这基本上意味着我们丈量精度会非常小。
为了能够以更高的精度进行丈量，我们必须放大此电压降。
为此，我们将利用仪表放大器。
我们不该用大略的运放，由于我们须要高增益和更高的精确度。
我们将利用AD623AN仪表放大器。
从数据表中可以看出，它的增益设置为单个1％电阻（或者，如果您想随时变动增益，可能还有预设的可变电阻）。

如果我们看一下AD623AN数据表，我们就可以看到增益取决于引脚1和8之间的Rg电阻。
我们知道，对付10安培，分流端子之间的最大电压降为7.5mV。
利用500增益，我们将从放大器输出3.75伏电压，这对我们的Arduino ADC非常有用。
但是，得到高收益可能会给我们带来缺点。
请查看数据表以查找每个增益的缺点图。
因此，对付501增益，我们必须利用200欧姆Rg电阻。
我们该当添加一个100欧姆的可调电阻以进行微调。

因此我们为arduino供应5伏的放大器，由于它不会利用太多的电流。
放大器将放大分流电阻之间的电压降。
现在我们可以丈量电压降，范围在0到5伏之间。
设置放大器的增益，使得当我们丈量最大10A电流时，输出电压将低于5伏。
现在我们须要做的便是将下面代码上传到我们的arduino并开始丈量当前。
请记住安装lyquid crystal i2C库以利用i2c LCD屏幕。

你可以下载lyquid crystal i2C库，要安装它，我们只需转到Sketch - > Include库，然后打开我们刚刚下载的.zip文件。

库文件请关注微信公众年夜众号电子爱好谈论分享获取。

以下为代码：

//LCD config

#include <Wire.h>

#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x3f,20,4); //sometimes the adress is not 0x3f. Change to 0x27 if it dosn't work.

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

int analogInputAmps = A3; //Connect the output of the amplifier to this pin

int readAmpsADC = 0;

float voltage = 0.0;

float amps = 0.0;