Arduino: определение заряда аккумуляторов и вывод информации в консоль

Наверное, каждый, создавая собственного автономного робота, хотел определять уровень заряда аккумуляторов и выводить их на дисплей или в консоль. Эта функция в основном необходима для отладки, однако в некоторых случаях определение заряда — важная часть функционала робота. Сложность в выполнении этой задачи составляет ограничение максимального входного напряжения на аналогово-цифровом преобразователе (5В), а также огромные скачки полученного значения. В этом посте я хотел бы показать свой способ считывания напряжения с аккумуляторов и определение заряда.

В первую очередь необходимо припаять к штекеру питания два резистора по 1 кΩ вот этой схеме делителя напряжения:

Таким образом, если выходное напряжение полностью заряженных аккумуляторов не превышает 10В, то напряжение после делителя будет меньше 5В, а значит, будет адекватно распознаваться аналого-цифровым преобразователем.

Теперь необходимо подключить выход делителя к любому аналоговому входу на Arduino. В моем случае это ножка А5. Затем попробуем считать напряжение с батареек:

void setup() {   Serial.begin(9600);   pinMode(A5, INPUT); }  void loop() {   float k = 2;   float voltage = k*analogRead(A5); } 

Получается непонятно что, так как мы забыли конвертировать значение в десятеричную систему счисления. Для этого делим все на 1024:

void loop() {   float k = 2/1024;   float voltage = k*analogRead(A5); } 

Теперь подбираем при помощи вольтметра коэффициент, при котором voltage будет примерно равно реальному напряжению:

  float k = 2*1.12;   float voltage = k*4.5f/1024*analogRead(A5); 

Мы получили сильно прыгающее вверх-вниз напряжение, зачастую не схожее с требуемым. Для исправления этой ошибки добавляем низкочастотную фильтрацию с наиболее оптимальным для вашего проекта коэффициентом сглаживания:

 void loop() {   float k = 2*1.12;   float voltage = k*4.5f/1024*analogRead(A5);   float chargeLevel_procents;   float chargeLevel;   float y;   int z;    //Сглаживание значения заряда батареи    float A_v = voltage; //Значение   float A_K = 0.3; //Коэффициент сглаживания   static float A_y; //Выходное значение      A_y = A_y - A_K * (A_y - A_v); } 

Теперь осталось измерить напряжение на полностью заряженных аккумуляторах и полностью разряженных. В моем случае разница составляет ровно 1В.

После этого необходимо найти заряд аккумулятора в процентах:

  y = A_y / 8.4 * 100;      chargeLevel_procents = y;   chargeLevel = z; 

Нам осталось только перевести это в значок батарейки (или в квадратики, как у меня) и вывести в консоль:

 if(chargeLevel_procents >= 0 && chargeLevel_procents < 33) {     z = 1; // 1/3 заряда   }      else if(chargeLevel_procents >= 33 && chargeLevel_procents < 66) {     z = 2; // 2/3 заряда   }       else if(chargeLevel_procents >= 66 && chargeLevel_procents <= 100) {     z = 3; // Полный заряд   } 

Serial.print("\t Voltage: ");     Serial.print(A_y);     Serial.print(" V ");     Serial.print("\t Charge: ");     if(z == 1) {       Serial.print("■");     }     else if(z == 2) {       Serial.print("■■");     }     else if(z == 3) {       Serial.print("■■■");     }     else {       Serial.print("ERROR");     }     Serial.print("\r\n");   

Для просмотра результата рекомендую использовать PuTTY, т. к. она поддерживает любые кодировки, в отличие от обычного «монитора порта» в Arduino IDE.

ссылка на оригинал статьи https://geektimes.ru/post/271562/