Эксперимент 18. Тестер батареек
← Пантограф | Оглавление | Светильник, управляемый по USB →
В этом эксперименте мы выводим на жидкокристаллический дисплей данные о напряжении, измеренном на батарейке.
Список деталей для эксперимента
§ 1 плата Arduino Uno
§ 1 беспаечная макетная плата
§ 2 резистора номиналом 10 кОм
§ 1 выпрямительный диод
§ 1 текстовый экран
§ 16 проводов «папа-папа»
§ 1 клеммник
Принципиальная схема
Схема на макетке
Обратите внимание
§ Мы подключаем «плюс» батарейки через делитель напряжения с равными плечами (R1 = R2 = 10 кОм), таким образом деля подаваемое напряжение пополам. Поскольку в аналоговый вход Arduino мы можем подавать до 5В, мы можем измерять напряжение до 10В. Не пробуйте измерять большее напряжение, вы можете повредить плату!
§ На принципиальной схеме внутри изображения дисплея подписаны названия его выводов согласно datasheet, а снаружи — номера его ножек.
§ Ножки нашего ЖК-дисплея нумеруются не подряд: 15 и 16 ножки находятся перед 1.
§ Диод пригодится, если пользователь тестера перепутает «+» и «-» батарейки, главное нам самим не забыть про направление, в котором через диод может течь ток, и установить его верно!
Скетч
p180_lcd.ino
// Подключаем библиотеку для работы с жидкокристаллическим
// экраном (англ. Liquid Crystal Display или просто LCD)
#include <LiquidCrystal.h>
// на диоде, защищающем от неверной полярности, падает доля
// напряжения (англ. voltage drop). Необходимо это учитывать
#define DIODE_DROP 0.7
// Объявляем объект, для управления дисплеем. Для его создания
// необходимо указать номера пинов, к которым он подключен в
// порядке: RS E DB4 DB5 DB6 DB7
LiquidCrystal lcd(13, 12, 11, 10, 9, 8);
void setup()
{
// начинаем работу с экраном. Сообщаем объекту количество
// строк и столбцов. Опять же, вызывать pinMode не требуется:
// функция begin сделает всё за нас
lcd.begin(16, 2);
// печатаем сообщение на первой строке
lcd.print("Battery voltage:");
}
void loop()
{
// высчитываем напряжение подключенной батарейки
float voltage = analogRead(A0) / 1024.0 * 10.0;
// если напряжение на делителе напряжения было зафиксировано,
// нужно прибавить напряжение на диоде, т.к. оно было съедено
if (voltage > 0.1)
voltage += DIODE_DROP;
// устанавливаем курсор, колонку 0, строку 1. На деле — это
// левый квадрат 2-й строки, т.к. нумерация начинается с нуля
lcd.setCursor(0, 1);
// печатаем напряжение в батарейке с точностью до сотых долей
lcd.print(voltage, 2);
// следом печатаем единицы измерения
lcd.print(" Volts");
}
Пояснения к коду
§ Если вы используете диод, падение напряжения на котором происходит на другую величину, не забудьте исправить макроопределение DIODE_DROP.
§ В этом эксперименте мы снова пользуемся готовой библиотекой <LiquidCrystal.h> для создания объекта lcd и использования его методов
o lcd.begin(cols,rows) с помощью которого мы задаем количество колонок и строк нашего дисплея
o lcd.print(data) для вывода данных. У него есть второй необязательный параметр BASE, передав который, можно выбрать систему счисления, так же, как в примере с Serial.print().
o lcd.setCursor(col,row) устанавливает курсор в переданную колонку и строку. Последующий вывод будет осуществляться с этого места.
§ При создании lcd мы передали параметрами пины, к которым подключены выводы дисплея, через которые мы будем им управлять и передавать данные.
§ О том, как выводить текст кириллицей, и о других подробностях работы с дисплеем в нашей вики есть отдельная статья.
Вопросы для проверки себя
1. Из-за чего измерения напряжения в этом эксперименте могут быть неточными (на что мы можем повлиять)?
2. Какая библиотека облегчает работу с нашим текстовым экраном? Какие шаги нужно предпринять до начала вывода текста на него?
3. Каким образом мы задаем позицию, с которой на экран выводится текст?
4. Можем ли мы писать на экране кириллицей? Как?
Задания для самостоятельного решения
Возможно, вы захотите воспользоваться еще одним методом вашего объекта lcd — clear(): он очищает экран и устанавливает курсор в левую колонку верхней строчки.
1. Создайте секундомер, который будет отсчитывать время, прошедшее с начала работы Arduino и выводить секунды и сотые секунд на экран.
2. Совместите отсчет времени и измерение напряжения. Отобразите все данные на дисплее. Отправляйте их раз в 10 секунд на компьютер.
Теперь вы можете выводить без компьютера и проводов любые данные, с которыми работаете, и использовать это как в режиме эксплуатации вашего устройства, так и во время отладки!