VF Arduino : 2015

Projeto de um voltímetro DC com faixa de leitura 0 a 30 volts, utilizando uma porta analógica do Arduino Uno.

Circuito

Esquema

Projeto de um voltímetro digital, com o qual podemos medir com segurança tensões DC na faixa de 0 a 30V. A placa Arduino pode ser alimentada por uma bateria de 9V.

Utilizamos uma das portas analógicas da placa Arduino para medir uma tensão DC entre 0 e 5 V (utilizando a tensão de referência analógica padrão 5V) e esta faixa pode ser aumentada utilizando dois resistores como divisor de tensão. O divisor de tensão diminui a tensão medida, mantendo a mesma dentro da faixa de entrada das portas analógicas do Arduino. Calcularemos a tensão real que está sendo medida através código digitado no Sketch.

O conversor analógico da placa Arduino detecta a tensão analógica no pino e a converte para formato digital que possa ser processado pelo microcontrolador. Estamos entrando com a tensão na porta analógica do pino (A0), utilizamos um circuito divisor de tensão, formado por 2 resistores R1 (100K) e R2 (10K). Utilizando divisor de tensão teremos uma faixa de 0V a 55V como entrada para nosso voltímetro. A junção na rede divisor de tensão ligado ao pino do análogo da placa Arduino é equivalente à tensão de entrada dividida por 11, de modo 55V ÷ 11 = 5V. Em outras palavras, quando se mede a 55V, o pino analógico da placa Arduino estará no seu máximo de voltagem que é de 5V. Assim, na prática, é melhor rotular este voltímetro como sendo de "0 a 30V" assim deixamos uma margem de segurança.

Podemos aferir o multímetro comparado a leitura do mesmo com uma leitura feita com multímetro de bancada, e verificando com um ohmímetro os valore real dos resistores R1 e R2, atualizado os respectivos valores no Sketch. Em seguida verifique a valor da tensão no pinos GND e 5V da placa Arduino com um voltímetro de bancada. Se medir menos (por exemplo 4.95V), substitua o valor no código vout = (valor * 5.0) / 1024.0 (ou seja, substituir o valor 5.0 para a leitura real Volts, neste caso 4.95V). Além disso, sempre tente usar resistores com precisão de 1% de tolerância, para os resistores R1 e R2.

Vídeo da Simulação

Download - Simulação Fontes e Library

Projeto utilizando Arduino Uno , Display de LCD Nokia 3310, Módulos: RTC DS1307- DH11 e os Sensores LM35 - LDR para visualizar no LCD as Horas, Data, Temperatura, Umidade e Luminosidade Ambiente.

Módulo de Display Gráfico - Nokia 3310 ou 5110

O LCD Nokia 3310 e o 5110 são controlados pelo chip PCD8544, o Arduino envia as instruções para o controlador e este as traduz no LCD. Possui uma resolução de 84x48 pixels e cerca de 1,5" de diâmetro, podemos usá-lo para gráficos, textos ou bitmaps e necessitam de poucos pinos de I/O digitais e são de baixo consumo de energia também. Teoricamente este chip só suporta 3.3V, mas repetidos testes feitos por diversos desenvolvedores tem mostrado que o chip é tolerante aos 5V do Arduino, por isso você pode fazer as ligações diretamente. Usando fonte pequena, sem espaçamento entre linhas, é possível exibir cerca de 6 linhas de 14 caracteres com este display.

Foto do Projeto

Configuração para o LCD-5110

Arduino                    LCD
5V   ------------------- 3-VCC
GND     ------------------- 1-GND
PIN #8 ------------------- 6-D/C
PIN #9 ------------------- 8-RST
PIN #10 ------------------ 7-SCE
PIN #11 ----------------- 5-SDIN

PIN #13 ----------------- 4-SCLK

PIN #7 ------------------ 2-BL (LED)

Módulo Real Time Clock - RTC DS1307

Real Time Clock (RTC) é um módulo de baixo consumo de energia, com calendário completo e com mais 56 bytes de SRAM, sendo capaz de fornecer informações como segundo, minutos, dia, data, mês e ano. Possui circuito que detecta falhas de energia, acionando assim automaticamente a bateria para evitar perda de dados e manter a contagem do tempo correta, dessa forma mantém data e hora sempre exatos. Endereço e informações são transferidas via protocolo I2C. Correções como meses com menos de 31 dias e anos bissextos são corrigidos automaticamente.

Módulo - DHT11

Este módulo inclui um componente medidor de umidade e um componente NTC para temperatura, ambos conectados a um controlador de 8-bits. O interessante neste componente é o protocolo usado para transferir dados entre o MCDU e DHT11, pois as leituras do sensor são enviadas usando apenas um único fio de barramento. Formato dos dados: 8bit integral RH data + 8bit decimal RH data + 8bit integral T data + 8bit decimal T data + 8bit check sum = 40 bits. Neste projeto uso apenas o componente medidor de umidade do módulo, pois a temperatura será fornecida pelo Sensor LM35.

Caracteristicas:

– Alimentação: 3,0 a 5,0 VDC (5,5 Vdc máximo)

– Corrente: 200uA a 500mA, em stand by de 100uA a 150 uA

– Faixa de medição de umidade: 20 a 90% UR

– Faixa de medição de temperatura: 0º a 50ºC

– Precisão de umidade de medição: ± 5,0% UR

– Precisão de medição de temperatura: ± 2.0 ºC

– Tempo de resposta: < 5s

– Dimensões: 23mm x 12mm x 5mm (incluindo terminais)

Sensor de Temperatura - LM35

O sensor LM35 apresenta uma saída de tensão linear relativa à temperatura em que ele se encontrar no momento em que for alimentado por uma tensão de 4-20Vdc e GND, tendo em sua saída um sinal de 10mV para cada Grau Celsius de temperatura. Este sensor poderá ser alimentado com alimentação simples ou simétrica, dependendo do que se desejar como sinal de saída, mas independentemente disso, a saída continuará sendo de 10mV/ºC.

Sensor de Luminosidade - LDR

LDR (do inglês Light Dependent Resistor ou em português Resistor Dependente de Luz) é um tipo de resistor cuja resistência varia conforme a intensidade de radiação eletromagnética do espectro visível que incide sobre ele. Um LDR é um transdutor de entrada (sensor) que converte a luz em valores de resistência. É feito de sulfeto de cádmio (CdS) ou seleneto de cádmio (CdSe). Sua resistência diminui quando a luz é muito alta, e quando a luz é baixa, a resistência no LDR aumenta. Um multímetro pode ser usado para encontrar a resistência na escuridão ou na presença de luz intensa. Estes são os resultados típicos para um LDR padrão: