如何构建基于Arduino的电压指示器

为什么电池电量监控很重要

您是否经历过建设电池供电项目，然后突然无法工作，因为需要收费？

我们都知道电池有一定的电压限制。超过或完全失去电池电压可能导致很多挫折，元件损坏或数据丢失。因此，能够监控电池电量以便您决定是否需要充电或更换电池不是很好吗？这就是本读者将为您做的事情！

需要的材料

Arduino Uno

16 x 2 LCD显示器

LED条形图/10个LED灯泡

Arduino IDE

4 x 1.2V电池

电池座

什么是LED条形图？

LED条形图是一个由10个独立LED组成的LED阵列，带有10个输出引脚。它有各种应用，包括音频设备和工业控制面板。

在我们的项目中，我们将其用作电池电量指示器。与任何其他LED一样，当将LED条连接到微控制器时，必须使用端到地的电阻将阳极引脚连接到正极和阴极引脚。

该项目如何测量电池电量？

很高兴理解电池具有我们称之为电量的电池。它可以理解为电池中包含的电压量。

Arduino的模拟引脚充当一个简单的电压表，可以检索电压值。然后，我们可以使用ADC转换公式将模拟值转换为数字电压值。

我们转换的值将显示在LED条形图上，它可以投射强度。因此，如果所有十个LED都点亮，则电池处于全强度状态。如果只有五个LED亮，则电池的强度为一半。

Arduino Uno ADC的分辨率为10位。 ADC转换器将0到5伏之间的输入电压映射到0到1023之间的整数值。因此，如果我们将输入analogValue乘以（5/1024），那么我们得到输入电压的数字值。

项目示意图

下面是构建的原理图。

电池电量监控代码演练

首先，我们需要定义LCD库并指定我们将与Arduino一起使用的引脚。我们将模拟引脚A4分配为用于检查电池电压的模拟引脚。这些值在float中设置，因此我们可以得到最多两位小数的电压值。

#include

const int rs = 12， en = 13， d0 = A0， d1 = A1， d2 = A2， d3 = A3;

const int analogPin = A4;

LiquidCrystal lcd（rs， en， d0， d1， d2， d3）;

float analogValue;

float input_voltage;

然后，我们创建一个数组，用于将引脚分配给LED条形图。连接LED的引脚编号数组。

int ledPins［］ = { 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 10， 11 }; // The LEDs attach to this array of pin numbers

int pinCount = 10; // the number of pins

我们将LCD和模拟引脚设置为OUTPUT引脚。

void setup（）

{

Serial.begin（9600）; // opens serial port， sets data rate to 9600 bps

lcd.begin（16， 2）; //// set up the LCD‘s number of columns and rows：

pinMode（A0，OUTPUT）;

pinMode（A1，OUTPUT）;

pinMode（A2，OUTPUT）;

pinMode（A3，OUTPUT）;

pinMode（A4，INPUT）;

lcd.print（“Voltage Level”）;

}

接下来，我们创建一个函数， LED_function ，用于使用LED条形图。

void LED_function（int stage）

{

for （int j=2; j《=11; j++）

{

digitalWrite（j，LOW）;

}

for （int i=1， l=2; i《=stage; i++，l++）

{

digitalWrite（l，HIGH）; //delay（30）;

}

}

一旦我们有了这个功能，我们需要一种方法将模拟值转换成数字电压值。通过使用Arduino的内置模数转换器和ADC转换公式，我们将能够轻松转换这些值。我们还希望在LCD显示屏上显示这些转换值。

// Conversion formula for voltage

analogValue = analogRead （A4）;

Serial.println（analogValue）;

delay （1000）;

input_voltage = （analogValue * 5.0） / 1024.0;

lcd.setCursor（0， 1）;

lcd.print（“Voltage= ”）;

lcd.print（input_voltage）;

Serial.println（input_voltage）;

delay（100）;

然后我们创建一些条件来控制LED条形图，相对于我们从模拟引脚读取的输入电压值A4。

if （input_voltage 《 0.50 && input_voltage 》= 0.00 ）

{

digitalWrite（2， HIGH）;

delay （30）;

digitalWrite（2， LOW）;

delay （30）;

}

else if （input_voltage 《 1.00 && input_voltage 》= 0.50）

{

LED_function（2）;

}

else if （input_voltage 《 1.50 && input_voltage 》= 1.00）

{

LED_function（3）;

}

else if （input_voltage 《 2.00 && input_voltage 》= 1.50）

{

LED_function（4）;

}

else if （input_voltage 《 2.50 && input_voltage 》= 2.00）

{

LED_function（5）;

}

else if （input_voltage 《 3.00 && input_voltage 》= 2.50）

{

LED_function（6）;

}

else if （input_voltage 《 3.50 && input_voltage 》= 3.00）

{

LED_function（7）;

}

else if （input_voltage 《 4.00 && input_voltage 》= 3.50）

{

LED_function（8）;

}

else if （input_voltage 《 4.50 && input_voltage 》= 4.00）

{

LED_function（9）;

}

else if （input_voltage 《 5.00 && input_voltage 》= 4.50）

{

LED_function（10）;

}

在上图中，您可以看到我们得到一个几乎完全充电的电池读数，相当于大约3.84V。

完整项目代码

#include

const int rs = 12， en = 13， d0 = A0， d1 = A1， d2 = A2， d3 = A3;

const int analogPin = A4;

LiquidCrystal lcd（rs， en， d0， d1， d2， d3）;

float analogValue;

float input_voltage;

int ledPins［］ = { 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 10， 11 }; // an array of pin numbers to which LEDs are attached

int pinCount = 10; // the number of pins （i.e. the length of the array）

void setup（）

{

Serial.begin（9600）; // opens serial port， sets data rate to 9600 bps

lcd.begin（16， 2）; //// set up the LCD’s number of columns and rows：

pinMode（A0，OUTPUT）;

pinMode（A1，OUTPUT）;

pinMode（A2，OUTPUT）;

pinMode（A3，OUTPUT）;

pinMode（A4，INPUT）;

lcd.print（“Voltage Level”）;

}

void LED_function（int stage）

{

for （int j=2; j《=11; j++）

{

digitalWrite（j，LOW）;

}

for （int i=1， l=2; i《=stage; i++，l++）

{

digitalWrite（l，HIGH）; //delay（30）;

}

}

void loop（）

{

// Conversion formula for voltage

analogValue = analogRead （A4）;

Serial.println（analogValue）;

delay （1000）;

input_voltage = （analogValue * 5.0） / 1024.0;

lcd.setCursor（0， 1）;

lcd.print（“Voltage= ”）;

lcd.print（input_voltage）;

Serial.println（input_voltage）;

delay（100）;

if （input_voltage 《 0.50 && input_voltage 》= 0.00 ）

{

digitalWrite（2， HIGH）;

delay （30）;

digitalWrite（2， LOW）;

delay （30）;

}

else if （input_voltage 《 1.00 && input_voltage 》= 0.50）

{

LED_function（2）;

}

else if （input_voltage 《 1.50 && input_voltage 》= 1.00）

{

LED_function（3）;

}

else if （input_voltage 《 2.00 && input_voltage 》= 1.50）

{

LED_function（4）;

}

else if （input_voltage 《 2.50 && input_voltage 》= 2.00）

{

LED_function（5）;

}

else if （input_voltage 《 3.00 && input_voltage 》= 2.50）

{

LED_function（6）;

}

else if （input_voltage 《 3.50 && input_voltage 》= 3.00）

{

LED_function（7）;

}

else if （input_voltage 《 4.00 && input_voltage 》= 3.50）

{

LED_function（8）;

}

else if （input_voltage 《 4.50 && input_voltage 》= 4.00）

{

LED_function（9）;

}

else if （input_voltage 《 5.00 && input_voltage 》= 4.50）

{

LED_function（10）;

}

}

现在您不必担心电池意外运行不足。希望这有助于您的下一个电池供电项目！