Voltímetro preciso con pantalla de tinta electrónica Waveshare (0-90v CC) con Arduino Nano: 3 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

En este Instructable, utilizo una pantalla de papel electrónico Waveshare de 2.9 con un Arduino Nano, un divisor de voltaje y un ADS1115 para mostrar voltajes precisos de hasta 90 voltios CC en la pantalla de papel electrónico.

Este instructable combina estos dos proyectos anteriores:

- Voltímetro Arduino (0-100V DC) - Versión 2 -

- Actualización parcial de la pantalla de papel electrónico con Arduino -

Suministros

Suministros utilizados:

1 x Arduino Nano -

1 x pantalla de Waveshare -

Protoboard y cables -

Banco de energía USB -

1 x ADS 1115 - ADC de 16 bits -

1 x 1 / 4W (aunque sugiero usar resistencias de 1W) Resistencias al 1% - 690k ohmios -

1 x 1 / 4W (aunque sugiero usar resistencias de 1W) Resistencias al 1% - 10k ohmios -

Astro AI DM6000AR -

Baterías de 9V -

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Paso 1: conectemos los componentes

Conecté los componentes de la siguiente manera:

Pantalla de Waveshare:

Pantalla Arduino

OCUPADO D7

RST D8

DC D9

CS D10

DIN D11

CLK D13

GND GND

VCC 3,3 V

ADS1115:

ADS1115 Arduino

VCC 5V

GND GND

DIRECCIÓN TIERRA

SCL A5

SDA A4

Divisor de tensión AIN0

Para el divisor de voltaje utilicé una resistencia de 680Kohm y una de 10Kohm esta vez. Siempre mido los valores de resistencia para una mejor precisión.

Los cálculos para el divisor de voltaje están disponibles en esta hoja de cálculo que automatiza los cálculos en caso de que desee utilizar diferentes valores de resistencia: Enlace a la hoja de Google. Tenga en cuenta que el archivo no es editable, deberá descargarlo o hacer una copia en su disco para poder modificarlo.

Paso 2: Código

El código para la pantalla y para el ADC es bastante grande y no habría suficiente memoria en el arduino si usara caracteres grandes en la pantalla.

Para resolver esto, convertí el texto en código creando una imagen que contenía el texto y luego usando esta herramienta en línea para convertir la imagen en código legible por el arduino:

Todavía utilizo algunas fuentes y caracteres, pero solo uso una fuente que contiene números para mostrar el voltaje de la batería y el porcentaje de carga para ahorrar memoria.

Este código muestra el voltaje de la batería y muestra el porcentaje de carga, asumiendo que a 90v la batería está cargada y que a 0v la batería está completamente descargada. Esto se puede modificar para adaptarlo a sus necesidades.

// la clase base GxEPD2_GFX se puede usar para pasar referencias o punteros a la instancia de visualización como parámetro, usa ~ 1.2k más de código

// habilitar o deshabilitar la clase base GxEPD2_GFX #define ENABLE_GxEPD2_GFX 0 #include #include #include #include #include #include Adafruit_ADS1115 ads (0x48); // Dirección del ADC # si está definido (_ AVR) #define MAX_DISPLAY_BUFFER_SIZE 800 // #define MAX_HEIGHT (EPD) (EPD:: HEIGHT <= MAX_DISPLAY_BUFFER_SIZE / (EPD:: WIDTH / 8)? EPD:: HEIGHT: MAX_DISPLAY EPD:: WIDTH / 8)) Pantalla GxEPD2_BW (GxEPD2_290 (/ * CS = 10 * / SS, / * DC = * / 9, / * RST = * / 8, / * BUSY = * / 7)); #endif U8G2_FOR_ADAFRUIT_GFX u8g2Fonts; configuración vacía () {Serial.begin (115200); Serial.println (); Serial.println ("configuración"); ads.begin (); display.init (); u8g2Fonts.begin (pantalla); // conecta los procedimientos de u8g2 a Adafruit GFX showbitmaps (); retraso (500); Serial.println ("configuración realizada"); } bucle vacío () {valores (); retraso (1000); } // 'icono de carga-c', 128x40px const unsigned char Bat PROGMEM = {0xff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x07, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x00, 0x00,, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x07, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x07, 0xffx, 0xff, 0xff,, 0xff, 0xf0, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x87, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,, 0xff, 0xff, 0x87, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x87, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x87, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00x1, 0, 0x87, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0f, 0x80, 0x07, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0xc0, 0x00, 0x00, 0x0f, 0x80, 0x07, 0xff, 0xff, 0xfxff,, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0f, 0xc0, 0x00, 0x00, 0x0f, 0x80, 0x07, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x00, 0x3f, 0x80, 0x00, 0x0, 0x07, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x01, 0xff, 0x80, 0x00, 0x00, 0x0f, 0x80, 0x07, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf0, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf0,, 0x07, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0f, 0x87, 0xc7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x3f, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0ffc, 0x0ffc,, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 0x00, 0x00, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0f, 0x87, 0xc7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 07x00, 0xffx, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0f, 0x87, 0xc7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 0x00, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x80, 0x0f, 0x87, 0xff, 0xc7, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 0x00, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x00, 0x0f, 0x87, 0xc7, 0xff, 0xff, 0xff, 0x ff, 0xf0, 0xf8, 0x01, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x00, 0x0f, 0x87, 0xc7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 0x00, 0x00, 0fx0, 0x7, 0x00, 0x0f, 0x87, 0xc7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x00, 0xff, 0xff, 0x80, 0x00, 0x0f, 0x87, 0xc7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x00, 0xff, 0xfc, 0x00, 0x00, 0x0f, 0x87, 0xc7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x01, 0xff, 0x00, 0xf0, 0 0x87, 0xc7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x01, 0xff, 0x80, 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0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xffx, 0xff, 0xff, 0xffx, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xffx, 0xff, 0xff, 0xffx, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xffx, 0xff, 0xff, 0xffx, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff}; // esta función dibuja las imágenes void showbitmaps () {uint16_t bg = GxEPD_WHITE; uint16_t fg = GxEPD_BLACK; display.firstPage (); hacer {display.fillScreen (bg); display.drawImage (battext, 0, 60, 128, 145, falso, 0, verdadero); // texto (y desde abajo, x desde la izquierda, altura y, longitud x, reverse_color (verdadero / falso), rotar (0, 1), transparencia? (verdadero / falso)) display.drawImage (Bat, 0, 5, 128, 40, falso, 0, verdadero); // icono de batería} while (display.nextPage ()); } // esta función calcula e imprime los valores en la pantalla void values () {float battV; // Voltaje de la batería float perc; // Batería% int calib = 7; // Valor de calibración de ADS1115 para reducir error flotante voltaje = 0; // utilizado para almacenar el valor de voltaje float Radjust = 0.01437283477; // Factor divisor de voltaje (R2 / R1 + R2) R1 ~ 690k y R2 ~ 10k int16_t adc0; // Lectura ADC de 16 bits de la entrada A0 adc0 = ads.readADC_SingleEnded (0); voltaje = ((adc0 + calib) * 0.1875) / 1000; battV = voltaje / Radjust; // Calcula el% perc de la batería = (battV / 90) * 100; // asumimos que el voltaje máximo de la batería es 90v // mantenga la batería% 2 dígitos como máximo para evitar problemas de visualización if (perc> = 100) {perc = 99; } display.setRotation (1); // 0 Sin rotación, 1 rotación de 90 grados uint16_t bg = GxEPD_WHITE; uint16_t fg = GxEPD_BLACK; u8g2Fonts.setFontMode (1); // usa el modo transparente u8g2 (este es el predeterminado) u8g2Fonts.setFontDirection (0); // de izquierda a derecha (esto es predeterminado) u8g2Fonts.setForegroundColor (fg); // aplica el color Adafruit GFX u8g2Fonts.setBackgroundColor (bg); // aplica el color Adafruit GFX u8g2Fonts.setFont (u8g2_font_logisoso32_tn); // o u8g2_font_logisoso32_tr o u8g2_font_logisoso32_tn display.setPartialWindow (203, 0, 100, 128); // (x desde la izquierda, y desde arriba, longitud x, altura y) esto establece una ventana para los valores de actualización parcial display.firstPage (); hacer {display.fillScreen (bg); // Imprime el voltaje de la batería u8g2Fonts.setCursor (205, 52); u8g2Fonts.print (battV, 1); // Imprime la batería% u8g2Fonts.setCursor (205, 110); u8g2Fonts.print (perc, 0); } while (display.nextPage ()); }

Paso 3: Probémoslo:)

Estoy bastante contento con los resultados.

Pude probar varios voltajes desde aproximadamente 9v hasta aproximadamente 85v con una desviación mínima (menos de 0.2 voltios) del voltaje real.

Una vez empaquetado en una bonita caja, esto debería ser un bonito voltímetro que se puede leer en entornos muy luminosos:).