Arduino功率计:测量电压、电流和功耗

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作为电子工程师,我们总会需要依靠仪器仪表来测量和分析电路的工作状况。从简单的万用表到复杂的电能质量分析仪或DSO,一切都有自己独特的应用。这些仪表中的大多数都是现成的,可以根据要测量的参数及其精度购买。但有时候我们可能会遇到需要制作属于自己的仪表的情况。比如说你正在研究一个太阳能光伏项目,你想计算负载的功耗,在这种情况下我们可以使用像Arduino这样的简单微控制器平台制作我们自己的功率计。

制作自己的仪表不仅降低了测试成本,还为我们提供了简化测试过程的空间。比如,使用Arduino构建的功率计可以轻松调整以监控串口监视器上的结果,并在串口绘图仪上绘制图形,或添加SD卡以预定义的时间间隔自动记录电压、电流和功率值。听起来很有趣!?让我们开始吧…

所需的材料

● Arduino Nano开发板

● LM358运算放大器

● 7805电压调节器

● LCD显示屏1602

● 测试负载

● 面包板

● 焊接套件

电路原理图

Arduino功率计的完整电路图如下:

为便于理解,Arduino功率计电路分为两个单元。电路的上部是测量单元,电路的下部是计算和显示单元。对于那些不熟悉这种类型电路的人来说,请参考标签。如+ 5V标签意味着标签所连接的所有引脚都应该被视为它们连接在一起。标签通常用于使电路图看起来整洁。

该电路设计适用于工作电压范围为0-24V、电流范围为0-1A的系统,同时考虑到太阳能光伏发电的规格。但是一旦理解了电路的工作原理,就可以轻松扩展范围。电路背后的基本原理是测量负载两端的电压和通过它的电流,以计算功耗。所有测量值将在液晶显示屏1602上面显示。

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