基于用Arduino開發(fā)板電池電壓監(jiān)測(cè)方案

電池有一定的電壓限制，如果電壓在充電或放電時(shí)超出規(guī)定的限制，電池的使用壽命就會(huì)受到影響或降低。每當(dāng)我們?cè)陧?xiàng)目中使用電池供電時(shí)，有時(shí)我們需要檢查電池的電壓電量，確定是否需要充電或更換。本篇文章將幫助您如何使用Arduino開發(fā)板監(jiān)測(cè)電池電壓。該電池電壓指示器可以指示電池狀態(tài)，并且能夠根據(jù)電池的不同電壓在10段LED光柱上點(diǎn)亮LED。它還將一個(gè)LCD連接到Arduino開發(fā)板，并在LCD上顯示電池電壓。

所需的材料

● Arduino UNO開發(fā)板

● 10段LED光柱顯示器件

● LCD液晶顯示模塊（16 * 2）

● 10K的電位器

● 電阻（10個(gè)100ohm; 330ohm）

● 電池（將要被測(cè)試）

● 連接導(dǎo)線

● 適用于Arduino的12v適配器

電路原理圖

使用Arduino和LED光柱顯示器件的電池電壓指示器電路圖

LED光柱顯示

LED光柱顯示器件采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并且功耗低。光柱根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行分類。該產(chǎn)品本身仍然符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。它具有高達(dá)2.6V的正向電壓。每段功耗為65mW。 LED光柱顯示的工作溫度為-40℃至80℃。LED光柱顯示器件有很多的應(yīng)用，如音頻設(shè)備、儀表板和數(shù)字讀出顯示器等。

以下是LED光柱顯示器件的引腳圖：

以下是LED光柱顯示器件的引腳配置：

Arduino電池電壓監(jiān)測(cè)程序

在本文的末尾處給出了完整的Arduino代碼。這里我們簡(jiǎn)單解釋代碼的一些重要部分。

在這里，我們定義LCD庫(kù)并指定用于Arduino的LCD引腳。模擬輸入取自A4引腳，用于檢查電池電壓。我們將該值設(shè)置為Float，以使電壓達(dá)到兩位小數(shù)。

#include

const int rs = 12, en = 13, d4 = A0, d5 = A1, d6 = A2, d7 = A3;

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

const int analogPin = A4;

float analogValue;

float input_voltage;

以下數(shù)組用于將引腳分配給LED光柱顯示器件。

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)

將LCD和模擬引腳（A0、A1、A2、A3）設(shè)置為OUTPUT引腳。

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");

}

這里，我們編寫一個(gè)函數(shù)，以一種簡(jiǎn)單的方式使用LED光柱顯示器件，您甚至也可以通過逐一編程來點(diǎn)亮LED，但代碼會(huì)變得冗長(zhǎng)。

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);

}

}

在這一部分中，我們使用模擬引腳讀取電壓值。然后，我們使用模數(shù)轉(zhuǎn)換公式將模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值，并在LCD上進(jìn)一步顯示。

//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);

根據(jù)輸入電壓的值，我們給出了一些條件來控制LED光柱顯示器件。您可以在代碼中查看以下條件：

if (input_voltage < 0.50 && input_voltage >= 0.00 )

{

digitalWrite(2, HIGH);

delay (30);

digitalWrite(2, LOW);

delay (30); // when the voltage is zero or low the 1st LED will indicate by blinking

}

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);

}

}

電池電壓指示器的工作

電池電壓指示器只需讀取Arduino的模擬引腳的值，并使用模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）公式將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字值即可。 Arduino Uno的ADC具有10位分辨率（所以整數(shù)值從0 - 2 ^ 10 = 1024）。 這意味著它將0到5伏的輸入電壓映射到0到1023之間的整數(shù)值。所以如果我們將輸入模擬電壓anlogValue乘以（5/1024），那么我們就可以得到輸入電壓的數(shù)字值。 在這里，我們學(xué)習(xí)了如何在Arduino中使用ADC輸入。 然后使用該數(shù)字值相應(yīng)地點(diǎn)亮LED光柱顯示器件。

編輯：hfy