Arduino UNO R4 - medir voltaje

En esta guía, aprenderemos cómo medir voltaje que va desde 0 V hasta 25 V usando un sensor de voltaje con un Arduino UNO R4. Discutiremos:

Cómo conectar el sensor de voltaje con Arduino UNO R4
Cómo programar Arduino UNO R4 para medir el voltaje del sensor

Hardware Requerido

1	×	Arduino UNO R4 WiFi or Arduino UNO R4 Minima
1	×	Alternatively, DIYables STEM V4 IoT, Compatible with Arduino Uno R4 WiFi
1	×	Cable USB Tipo-A a Tipo-C (para PC USB-A)
1	×	Cable USB Tipo-C a Tipo-C (para PC USB-C)
1	×	Voltage Sensor
1	×	Cables Puente
1	×	(Recomendado) Shield de Bloque de Terminales de Tornillo para Arduino Uno R4
1	×	(Recomendado) Shield de Protoboard para Arduino Uno R4
1	×	(Recomendado) Carcasa para Arduino Uno R4
1	×	(Recomendado) Divisor de Alimentación para Arduino Uno R4
1	×	(Recomendado) Placa Base de Prototipado y Kit de Protoboard para Arduino Uno

Or you can buy the following kits:

1	×	DIYables STEM V4 IoT Starter Kit (Arduino included)
1	×	DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays)
1	×	DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)

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Acerca del sensor de voltaje

Un sensor de voltaje es un circuito prefabricado llamado divisor de voltaje, que utiliza resistencias precisas para facilitar la medición del voltaje. Tiene dos resistencias, de 30 kΩ y 7,5 kΩ. Con una tensión de referencia de 5 V para el ADC, este sensor puede medir voltajes entre 0 y 25 V en corriente continua. Si la tensión de referencia del ADC es de 3,3 V, puede medir voltajes de 0 a 16,5 V en corriente continua.

Esquema de pines

Un sensor de voltaje tiene dos tipos de pines:

Interfaz de Entrada (conéctalo donde necesites medir el voltaje):

Pin VCC: Este es el pin positivo. Conéctalo a donde el voltaje sea mayor.
Pin GND: Este es el pin negativo. Conéctalo a donde el voltaje sea menor.

Interfaz de Salida (conéctala al Arduino UNO R4):

Pin Vout (S): Este es el pin de señal. Conéctalo a un pin analógico en el Arduino UNO R4.
Pin NC (+): No lo conectes; no se utiliza.
Pin GND (-): Este es el pin de tierra. Conéctalo al GND (0 V) en el Arduino UNO R4.

image source: diyables.io

Diagrama de Cableado

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Código del Arduino UNO R4

/* * Este código de Arduino UNO R4 fue desarrollado por es.newbiely.com * Este código de Arduino UNO R4 se proporciona al público sin ninguna restricción. * Para tutoriales completos y diagramas de cableado, visite: * https://es.newbiely.com/tutorials/arduino-uno-r4/arduino-uno-r4-measure-voltage */ #define ANALOG_IN_PIN A0 #define REF_VOLTAGE 5.0 #define ADC_RESOLUTION 1024.0 #define R1 30000.0 // resistor values in voltage sensor (in ohms) #define R2 7500.0 // resistor values in voltage sensor (in ohms) void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { // read the analog input int adc_value = analogRead(ANALOG_IN_PIN); // determine voltage at adc input float voltage_adc = ((float)adc_value * REF_VOLTAGE) / ADC_RESOLUTION; // calculate voltage at the sensor input float voltage_in = voltage_adc * (R1 + R2) / R2; // print results to serial monitor to 2 decimal places Serial.print("Measured Voltage = "); Serial.println(voltage_in, 2); delay(500); }

Pasos R\u00e1pidos

Sigue estas instrucciones paso a paso:

Si es la primera vez que usas Arduino UNO R4 WiFi/Minima, consulta el tutorial sobre configurar el entorno para Arduino UNO R4 WiFi/Minima en el IDE de Arduino.
Conecta el Arduino UNO R4 al sensor de voltaje.
Conecta la placa Arduino UNO R4 a tu computadora usando un cable USB.
Inicia el IDE de Arduino en tu computadora.
Selecciona la placa Arduino UNO R4 adecuada (p. ej., Arduino UNO R4 WiFi) y el puerto COM.
Copia el código proporcionado y ábrelo en el IDE de Arduino.
Haz clic en el botón Subir en el IDE de Arduino para transferir el código al Arduino UNO R4.
Prueba midiendo 5V y 3.3V en el Arduino UNO R4.
Verifica los resultados en el Monitor serie.

COM6

Send

Measured Voltage = 4.96 Measured Voltage = 4.96 Measured Voltage = 4.96 Measured Voltage = 4.96 Measured Voltage = 3.39 Measured Voltage = 3.39 Measured Voltage = 3.39 Measured Voltage = 3.39

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

El resultado de la medición podría ser incorrecto o muy diferente del valor real. Esto no es culpa del módulo de sensor de voltaje. El problema podría deberse a que la referencia de voltaje estándar es de 5 V, la cual podría ser inestable y variar con la fuente de alimentación. Aquí hay algunas formas de solucionar este problema:

Asegúrate de usar una fuente de alimentación que proporcione el voltaje correcto para el Arduino UNO R4. Verifica si el pin de 5 V del Arduino UNO R4 realmente entrega 5 V usando un multímetro.
Utiliza una referencia de voltaje externa de 3.3 V. Recuerda, de este modo solo puedes medir voltajes entre 0 y 16,5 V DC.

Medición de voltaje con una referencia de 3.3V

Para usar este método, primero prepare el hardware y el código. Para el hardware, conecte el pin AREF del Arduino UNO R4 a 3.3V como indica el diagrama.

Arduino UNO R4 mide voltaje: diagrama de cableado

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Ver La mejor forma de alimentar Arduino Uno R4 y otros componentes.

A continuación, use este código:

/* * Este código de Arduino UNO R4 fue desarrollado por es.newbiely.com * Este código de Arduino UNO R4 se proporciona al público sin ninguna restricción. * Para tutoriales completos y diagramas de cableado, visite: * https://es.newbiely.com/tutorials/arduino-uno-r4/arduino-uno-r4-measure-voltage */ #define ANALOG_IN_PIN A0 #define REF_VOLTAGE 3.3 #define ADC_RESOLUTION 1024.0 #define R1 30000.0 // resistor values in voltage sensor (in ohms) #define R2 7500.0 // resistor values in voltage sensor (in ohms) void setup() { Serial.begin(9600); analogReference(EXTERNAL); } void loop() { // read the analog input int adc_value = analogRead(ANALOG_IN_PIN); // determine voltage at adc input float voltage_adc = ((float)adc_value * REF_VOLTAGE) / ADC_RESOLUTION; // calculate voltage at the sensor input float voltage_in = voltage_adc * (R1 + R2) / R2; // print results to serial monitor to 2 decimal places Serial.print("Measured Voltage = "); Serial.println(voltage_in, 2); delay(500); }

Video Tutorial

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Referencias de Funciones

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