為什么電池電量監(jiān)控很重要

您是否經(jīng)歷過(guò)建設(shè)電池供電項(xiàng)目，然后突然無(wú)法工作，因?yàn)樾枰召M(fèi)？

我們都知道電池有一定的電壓限制。超過(guò)或完全失去電池電壓可能導(dǎo)致很多挫折，元件損壞或數(shù)據(jù)丟失。因此，能夠監(jiān)控電池電量以便您決定是否需要充電或更換電池不是很好嗎？這就是本讀者將為您做的事情！

需要的材料

Arduino Uno

16 x 2 LCD顯示器

LED條形圖/10個(gè)LED燈泡

Arduino IDE

4 x 1.2V電池

電池座

什么是LED條形圖？

LED條形圖是一個(gè)由10個(gè)獨(dú)立LED組成的LED陣列，帶有10個(gè)輸出引腳。它有各種應(yīng)用，包括音頻設(shè)備和工業(yè)控制面板。

在我們的項(xiàng)目中，我們將其用作電池電量指示器。與任何其他LED一樣，當(dāng)將LED條連接到微控制器時(shí)，必須使用端到地的電阻將陽(yáng)極引腳連接到正極和陰極引腳。

該項(xiàng)目如何測(cè)量電池電量？

很高興理解電池具有我們稱(chēng)之為電量的電池。它可以理解為電池中包含的電壓量。

Arduino的模擬引腳充當(dāng)一個(gè)簡(jiǎn)單的電壓表，可以檢索電壓值。然后，我們可以使用ADC轉(zhuǎn)換公式將模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓值。

我們轉(zhuǎn)換的值將顯示在LED條形圖上，它可以投射強(qiáng)度。因此，如果所有十個(gè)LED都點(diǎn)亮，則電池處于全強(qiáng)度狀態(tài)。如果只有五個(gè)LED亮，則電池的強(qiáng)度為一半。

Arduino Uno ADC的分辨率為10位。 ADC轉(zhuǎn)換器將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analogValue乘以（5/1024），那么我們得到輸入電壓的數(shù)字值。

項(xiàng)目示意圖

下面是構(gòu)建的原理圖。

電池電量監(jiān)控代碼演練

首先，我們需要定義LCD庫(kù)并指定我們將與Arduino一起使用的引腳。我們將模擬引腳A4分配為用于檢查電池電壓的模擬引腳。這些值在float中設(shè)置，因此我們可以得到最多兩位小數(shù)的電壓值。

#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，我們創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組，用于將引腳分配給LED條形圖。連接LED的引腳編號(hào)數(shù)組。

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

我們將LCD和模擬引腳設(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”）;

}

接下來(lái)，我們創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)， LED_function ，用于使用LED條形圖。

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）;

}

}

一旦我們有了這個(gè)功能，我們需要一種方法將模擬值轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓值。通過(guò)使用Arduino的內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器和ADC轉(zhuǎn)換公式，我們將能夠輕松轉(zhuǎn)換這些值。我們還希望在LCD顯示屏上顯示這些轉(zhuǎn)換值。

// 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）;

然后我們創(chuàng)建一些條件來(lái)控制LED條形圖，相對(duì)于我們從模擬引腳讀取的輸入電壓值A(chǔ)4。

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）;

}

在上圖中，您可以看到我們得到一個(gè)幾乎完全充電的電池讀數(shù)，相當(dāng)于大約3.84V。

完整項(xiàng)目代碼

#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）;

}

}

現(xiàn)在您不必?fù)?dān)心電池意外運(yùn)行不足。希望這有助于您的下一個(gè)電池供電項(xiàng)目！