Stap 2: DVM-basisprincipes
Nauwkeurigheid en precisie
Onze DVM niet zo nauwkeurig zal zijn of exact een commercialy beschikbaar eenheid, maar het wil zeker flexibeler.
Om de lezingen zo nauwkeurig mogelijk, moeten we twee dingen: de invoerresolutie en de kalibratie. Invoerresolutie hangt af van de Arduinos analoge ingang A/D converter, die 10 bits op de Arduino uno en de nano is. Kalibratie zal afhangen van de kwaliteit van de gebruikte componenten en de referenties waarmee de measurments kalibreren.
Ingangsimpedantie
Comercial digitale multimeters (universeelmeters) dat DC spanning meten wordt meestal een zeer hoge ingangsimpedantie van 10MΩ of meer hebben. (dwz-de weerstand tussen de twee multimeter test sondes is 10MΩ of meer.)
Een hoge ingangsimpedantie voor een voltmeter is nodig zodat de voltmeter zal geen invloed op de waarde van het circuit wordt gemeten.
Als een voltmeter een lage ingangsimpedantie heeft, kan het eventueel wijzigen de spanning wordt gemeten en geven u onjuiste lezingen...
Er is ook een nadeel zijn, echter, aan het hebben van een hoge ingangsimpedantie; De test-sondes zijn gevoeliger zijn voor elektromagnetische interferentie (EMI), die ook kan compenseren uw metingen en tonen "spook" lezingen halen.
Hoewel een hoge ingangsimpedantie wenselijk is, zal het circuit van de spanning divider we zullen gebruiken, onze voltmeter een ingangsimpedantie van over 1MΩ, hetgeen aanvaardbaar is voor de meeste metingen van de laag voltage en lage impedantie circuits meestal gebouwd door elektronische hobbyisten is.
Voltage Divider Circuit
We gebruiken twee weerstanden in serie die de ingangsspanning naar een bereik binnen de veilige grenzen van de Arduino analoge input specs zal verkleinen. De fundamentele spanning divider-vergelijking is:
V = V in uit * R b / (R een + R b).
Indien:
R een = 1MΩ
R b = 100KΩ
V = uit 5V (de maximale spanning voor de arduino analoge input pinnen)
then;
V = 55V in (de maximale spanning die veilig kan worden gemeten)
Het circuit dat we zullen gebruiken, zullen de ingangsspanning verdelen door 11; (100K / (100 K + 1 M)) = (100 /1100) = (1 /11)
Common Ground beperking
Meeste comercial DVMS kunt u voor het meten van de spanning over elke component, niet alleen vanuit een verwijzing van de grond. Onze Arduino gebaseerd voltmeter niet dat het alleen van een verwijzing van de grond meten kan omdat de Arduino GND pin wordt gebruikt als de negatieve of gemeenschappelijke (COM)-testpunt leiden van een standaard multimeter, en moet worden aangesloten op de grond van het circuit beproeven.
Input bescherming
De weerstand waarden wij gebruiken bieden sommige overspanningsbeveiliging bij het meten van lage spanningen en tot ongeveer 55 volt. Ter bescherming van de Arduino uit een toevallige overvoltage(>55VDC), we kunnen, desgewenst, gebruiken 5.1 volt zener diodes parallel aan de weerstanden van de 100KΩ, dit zorgt voor extra bescherming aan de Arduino analoge input pinnen.
Maximale spanning
Zoals eerder uitgelegd, het punt op de weerstand scheidingslijn netwerk verbonden met de de analoge input pin van de Arduino is gelijk aan de ingangsspanning gedeeld door 11 (55V ÷ 11 = 5V). De maximale spanning die veilig kan worden gemeten is 55 volt, de analoge pin van de Arduino zal zijn op de maximale spanning van 5V. Let op! niet proberen te meten van spanning hoger dan 55 volt of u kan beschadigen uw Arduino
