Цифровой вольтметр своими руками

Цифровой вольтметр своими руками

У меня в мастерской скопилась целая куча батареек — пальчики и мизинчики, таблетки и кроны. Какие-то использованные, какие-то совсем новые. Чтобы найти рабочие, я собрал простой цифровой вольтметр.

Что понадобится

    — микроконтроллер Arduino Uno
    — текстовый ЖК экран
    — пара резисторов на 10 кОм
    — выпрямительный диод
    — клемник
    — макетная плата
    — соединительные провода «папа-папа»

Цифровой вольтметр своими руками

Микроконтроллер Arduino Uno умеет измерять напряжение на контактах для подключения аналоговых устройств. Плата рассчитана на постоянный ток напряжением до 5 вольт, более высокое напряжение может повредить плату. Некоторые батарейки выдают больше, например "Крона" — 9 вольт. Чтобы не повредить плату, добавлю простой делитель напряжения — он позволит справиться с 10 вольтами.

Соберу вольтметр на макетной плате: так можно быстро менять схему, добавлять новые детали и исправлять ошибки. С паяльником это намного труднее.

Шаг первый. Подключаем подсветку экрана

Жидкокристалический экран — это сложное электронное устройство. Кроме дисплея, на борту модуля предусмотрена собственная память, микропроцессор для обработки сигналов и электронные компоненты, которые помогают менять яркость подсветки и контраст символов. Чтобы экран заработал, придётся подключить минимум 12 контактов.

Начнём с самого простого, подсветки экрана. За неё отвечает пара ног: 15 — это плюс, а 16 — минус. На моём экране они расположены справа, но у вашего модуля порядок ножек может быть другим. Проверьте документацию, эти ножки называются LED+ и LED-

Цифровой вольтметр своими руками

Если всё сделали правильно, загорится подсветка экрана.

Цифровой вольтметр своими руками

Можно начинать подключать остальные ножки.

Шаг 2. Подключаем экран

Разобьём подключение на два этапа. Сначала подключим правую группу пинов, затем — левую.

Пойдём справа налево: подключим ножки 1, 2, 3, 4, 5 и 6.

Цифровой вольтметр своими руками

Ножки 1 (GND) и 2 (UCC)отвечают за питание электроники модуля. Подключим их к плюсу и минусу на макетной плате.

Ножка 3 (Uo) отвечает за управление контрастностью. Проще всего просто подключить её к общему минусу, так контрастность будет максимальной.

Ножки 4 (Ao), 5 (R/W) и 6 (E) служат для управления режимами работы экрана. Подключим среднюю к минусу, а остальные к контактам 13 и 12 на Arduino. Звучит запутанно, но разобраться вам поможет схема подключения.

Цифровой вольтметр своими руками

К сожалению пока проверить экран не получится, чтобы вывести хотя бы одну точку, придётся подключить ещё четыре ножки. На моём модуле это левая группа контактов, они пронумерованы с 14 по 11.

Цифровой вольтметр своими руками

Эти контакты отвечают за передачу символов, которые будут выводиться на экран. Внимательно изучите свой модуль и подключите их в таком порядке:
    — 14 (DB7) ножку экрана к 8 контакту платы Arduino,
    — 13 (DB6) ножку к 9 контакту,
    — 12 (DB5) ножку к 10 контакту,
    — 11 (DB4) ножку к 11 контакту (наконец-то номера совпали!).

Цифровой вольтметр своими руками

Шаг 2 и ¾. Проверяем подключение

Втыкая дюжину проводов, немудрено ошибиться. Поэтому проверим как работает экран. Для этого загрузим в плату простую программу. Как это сделать, я рассказывал в самом первом проекте. Если забыли, посмотрите статью о бесконтактном санитайзере.

Скопируйте код и у вас на вашем экране появится мотивирующая записка от нашего журнала.

Цифровой вольтметр своими руками

Шаг три. Добавляем делитель напряжения и защитный диод

Напряжение пальчиковых и мизинчиковых батареек мы можем измерять подключаясь к контактам Arduino, но это чревато двумя проблемами. Плата может сгореть, если:
    — попробуем измерить напряжение на большой батарейке, например на "Кроне" или "Планете",
    — перепутаем полярность, подключим минус батарейки к контакту платы.

С первой проблемой справится простой делитель напряжения. Достаточно пары 10 килоомных сопротивлений. Если соединить их последовательно, они разделят напряжение пополам. Поэтому к плате можно будет подключать батарейки с напряжением до 10 вольт.

Минусовой провод нашего вольтметра подключим через выпрямительный диод. Он работает как простой клапан, пропускает ток только в одном направлении. Если кто-то перепутает полярность, цепь не замкнётся и плата останется цела и невредима. Главное, не перепутайте полярность самого диода: минус на нём обозначен полоской вокруг корпуса.

Цифровой вольтметр своими руками
Цифровой вольтметр своими руками

Теперь загрузите в плату новую программу. Код не сложный, каждая строка прокомментирована, поэтому вы легко разберётесь в коде.

Вот и всё. Всего за десять минут мы собрали функциональный прибор — настоящий цифровой вольтметр. Теперь вы сможете навести порядок в ящике с батарейками. Удачи!

Цифровой вольтметр своими руками

P.S. Если что-то непонятно или же хочется разобраться поглубже, пишите в комментариях. Обязательно отвечу!

Цифровой вольтметр своими руками
Постоянный автор компании «220 вольт». Умеет собирать шкафы, пилить заборы и выпиливать двери. Пишет буквы и снимает видео.