¿Medir el voltaje y el amperaje dibujado por un Arduino?

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Así que estoy en una clase de ingeniería ecológica en la escuela secundaria, y mi amigo y yo nos hemos encargado de un proyecto especial, que mide la cantidad de energía extraída por un arduino para que podamos determinar la eficiencia energética del proyecto de cada persona. (casas modelo automatizadas).

Mi plan es hacer funcionar la fuente de alimentación de la pared de CC a través de un circuito que determinará el voltaje y el amperaje consumido por el arduino de la fuente de alimentación de la pared de CC, y luego enviar la energía al Arduino (donde estaba originalmente). El gran problema aquí es que no conozco la resistencia equivalente del Arduino, ya que varía según el Arduino hace diferentes cosas (enciende los motores, parpadea luces, etc.).

Como la salida de este circuito de amperímetro / voltímetro, me gustaría tener dos cables que generen una tensión analógica que se relacione con el amperaje y la tensión, que luego puedo leer en el código Arduino.

El código no es el problema aquí (duh, este es un sitio de EE), simplemente no sé lo suficiente sobre los circuitos para hacer un amperímetro que tenga una salida analógica.

Para el voltaje, pensé en simplemente ejecutar el positivo de la fuente de alimentación a un pin analógico con una resistencia de 5 Mhm entre. ¿Funcionaría esto?

    
pregunta OneChillDude

1 respuesta

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La mejor forma de hacer esto sería como un multímetro / amperímetro real que mide la corriente. Coloque una resistencia de derivación de valor muy bajo (< 1 ohm) en serie con la fuente de alimentación de CC (corte la conexión y conéctela de nuevo a través de una resistencia). Lo único que debes tener en cuenta en este escenario es que cuanto mayor sea tu carga, mayor será la caída de voltaje en la derivación.

Entonces, usando la ley de Ohm:

V = IR

Suponiendo una carga de 20 mA a través de una derivación de 1 ohmio:

V = .02A * 1 ohm = .02mV

Entonces, con una carga de 20 mA, la derivación cae 20mV. Como puede ver, usar una derivación de 1 ohm es particularmente conveniente porque la caída de voltaje es igual a la corriente (20mA da como resultado una caída de 20mV).

El Arduino tiene un regulador de voltaje a bordo, así que mientras el voltaje en el Arduino se mantenga por encima de los 6 voltios, todo debería estar bien. Tenga en cuenta que este método mide TODA la corriente utilizada por el Arduino, incluidas las ineficiencias de los reguladores lineales y el uso actual de los AVR. Sin embargo, para una cifra aproximada del consumo actual, esto está bien. Recuerde que el consumo de energía será la corriente a través de la derivación por el voltaje de la fuente de alimentación de la pared (menos la caída de tensión en la derivación, pero eso probablemente será despreciable). Como se conoce el voltaje de su suministro de pared, solo necesita un cable que muestre la corriente.

El hecho de que estés tratando de medir esto con un Arduino complica el problema. Necesita una conexión a tierra común entre la fuente de alimentación de CC y su Arduino de medición. Dependiendo de la fuente de alimentación de Arduino (si conectas ambos Arduinos a USB), eso significa que no puedes simplemente elegir el conductor más negativo en la derivación a tierra (hacerlo causaría un poco de humo y probablemente algo). Esto significa que necesita diseñar un amplificador diferencial con un amplificador operacional.

Esto es bastante simple, pero te recomiendo que uses un multímetro para medir la caída de voltaje en la derivación. Esto será más fácil de implementar y más preciso.

    
respondido por el Spencer Davis

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