基于Arduino和LED條形圖的電池電壓指示器

電池具有一定的電壓限制，如果在充電或放電時電壓超過規(guī)定的限制，電池的使用壽命會受到影響或縮短。每當(dāng)我們使用電池供電的項目時，有時我們需要檢查電池電壓水平，是否需要充電或更換。該電路將幫助您監(jiān)控電池的電壓。此Arduino 電池電壓指示器根據(jù)電池電壓，通過在10 段 LED 條形圖上發(fā)光 LED 來指示電池狀態(tài)。它還在連接到Arduino的LCD上顯示您的電池電壓。

所需材料

Arduino UNO

10 段 LED 條形圖

液晶屏 （16*2）

電位器-10k

電阻器 （100歐姆-10;330歐姆）

電池（待測試）

連接線

適用于 Arduino 的 12v 適配器

電路圖

LED 條形圖

LED 條形圖采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸，功耗低。條形按發(fā)光強度分類。產(chǎn)品本身仍符合 RoHS 標(biāo)準(zhǔn)。它具有高達 2.6v 的正向電壓。每段功耗為65mW。LED 條形圖的工作溫度為 -40°C 至 80°C。LED條形圖有許多應(yīng)用，如音頻設(shè)備，儀表板和數(shù)字讀數(shù)顯示。

引腳圖

Pin Configuration

用于電池電壓監(jiān)控的 Arduino 程序：

在這里，我們正在定義LCD庫并指定要與Arduino一起使用的LCD引腳。模擬輸入取自引腳A4，用于檢查電池電壓。我們將值設(shè)置為 Float，以使電壓達到兩位小數(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;

該陣列用于將引腳分配給 LED 條形圖。
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)
將液晶屏和模擬針腳（A0、A1、A2、A3）設(shè)置為輸出針腳。

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");
}
在這里，我們制作了一個以簡單方式使用 LED 條形圖的函數(shù)，您甚至可以通過一個接一個地編程來發(fā)光 LED，但代碼變得冗長。

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，并將其進一步顯示在LCD上。

// 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條形圖LED。您可以在代碼中檢查以下條件：

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原理

電池電壓指示器只需從Arduino模擬引腳讀取值，并使用模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）公式將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。Arduino Uno ADC具有 10 位分辨率（因此整數(shù)值從 0 - 2^10 = 1024 個值）。這意味著它將 0 到 5 伏之間的輸入電壓映射到 0 到 1023 之間的整數(shù)值。因此，如果我們將輸入 anlogValue 乘以 （5/1024），則得到輸入電壓的數(shù)字值。

#include


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

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

const int analogPin = A4;

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);

}


}