使用Arduino量測交流(AC)電壓 林品成 2018.6月
大綱 Outline 硬體 軟體 實現方式 量測架構 量測結果
研究背景 硬體 Arduino 的特色如下： 軟體硬體都是開放的。 可簡單地與感測器、電子元件連接。 使用 USB 介面與電腦作傳輸，不需外接電源。 基本規格如下： 1、Digital I/O 數位式輸入/輸出端共 1~13。 2、Analog I/O 類比式輸入/輸出端共 0~5。 3、支援 USB 接頭傳輸資料及供電。 4、支援三組 PWM 端子(Pin11, Pin10, Pin9)。 5、自行供應電源時，建議使用 5V~12V DC 輸入；輸出電壓 5V DC。
研究背景 硬體 接地 0~12數位輸出/輸入埠 Reset重置鈕 USB座，可提供電力和傳輸資料 7V~12V電源輸入插座 電源輸入 A0~A5類比輸入埠 兼數位輸出/輸入埠 重置接腳 電源輸出
軟體 Arduino IDE Arduino IDE軟體介面 Arduino的開發環境，採用Java編寫的,軟體無需安裝,下載完成解壓縮後就可以直接打開使用。 Arduino開發環境使用的語法與c/c++相似，容易使用。 可以在不同的作業平台上都可以開發，不管是Windows、蘋果電腦、還是Linux 都可以使用與開發Arduino。 可以配著其他介面軟體，以及程式的撰寫，進而完成自己的實作開發設計。 Arduino IDE軟體介面
實現方式 Arduino 量測交流電壓功能 IDE 監控視窗 void setup() { Serial.begin(115200); //每秒鐘傳輸115200位元 (bit/s) pinMode(A0,INPUT); //對 A0 這個 pin 腳做初始，並決定作為接收（INPUT）訊號。 } void loop() { int val = analogRead(A0); //讀取A0所量測到的數值 float voltage = val * (5.0 / 1023.0); //ADC轉電壓值公式 Serial.println(voltage); //印出電壓值(繪圖) IDE 監控視窗
實現方式 程式重點說明: ARDUINO的ADC範圍為(0~1023)，對應電壓值為(0V~5V)，故電壓解析度最小值:5V/1023=0.0048V int 為整數，其記憶體長度是16 bits ，數值範圍: -32768~32767 float為浮點數，其記憶體長度是32 bits，數值範圍: ± 3.4028235e+38 Arduino 本身僅能收到正半周值，但可利用offset功能觀察到完整波形 為保護板子，本實驗量測交流訊號振幅切勿超過5Vp-p。
研究背景 量測架構 GND A0 - + 信號產生器 模擬交流訊號 量測架構圖
研究背景 量測結果 量測數據60Hz、1Vp-p、offset:0V 量測數據60Hz、1Vp-p、offset:1V
THE END