O monitoramento de tensão é uma aplicação comum em projetos eletrônicos, especialmente quando se trata de garantir a segurança e a eficiência de sistemas alimentados por baterias ou fontes de energia variáveis. O Arduino, uma plataforma de prototipagem eletrônica de código aberto, é uma excelente ferramenta para realizar essa tarefa. Neste artigo, vamos explorar como monitorar a tensão usando um Arduino, fornecendo exemplos práticos e códigos para facilitar a implementação.

Introdução

Monitorar a tensão é crucial em diversas aplicações, como sistemas de energia solar, baterias de veículos elétricos e fontes de alimentação. O Arduino pode ser utilizado para medir a tensão e exibir os valores em um display ou enviar os dados para um sistema de monitoramento remoto.

Componentes Necessários

1. Arduino (Uno, Nano, Mega, etc.)
2. Divisor de tensão (resistores)
3. Display LCD ou Serial Monitor
4. Fios de conexão
5. Protoboard

Princípio de Funcionamento

O Arduino possui pinos analógicos que podem ler tensões de 0 a 5V. Para medir tensões maiores, utilizamos um divisor de tensão, que reduz a tensão a um nível que o Arduino pode ler.

Configuração do Divisor de Tensão

Um divisor de tensão é composto por dois resistores em série. A tensão de entrada é aplicada ao conjunto de resistores e a tensão de saída é medida no ponto entre os dois resistores.

A fórmula para calcular a tensão de saída ((V_{out})) é:

[ V{out} = V{in} \times \frac{R2}{R1 + R2} ]

Onde:

• (V_{in}) é a tensão de entrada
• (R1) e (R2) são os valores dos resistores

Exemplo Prático

Montagem do Circuito

1. Conecte o resistor (R1) entre a tensão de entrada ((V_{in})) e o ponto de medição.
2. Conecte o resistor (R2) entre o ponto de medição e o terra (GND).
3. Conecte o ponto de medição ao pino analógico (A0) do Arduino.

Código Arduino

const int analogPin = A0; // Pino analógico onde o divisor de tensão está conectado
const float R1 = 10000.0; // Valor do resistor R1 em ohms
const float R2 = 10000.0; // Valor do resistor R2 em ohms

void setup() {
  Serial.begin(9600); // Inicializa a comunicação serial
}

void loop() {
  int sensorValue = analogRead(analogPin); // Lê o valor do pino analógico
  float voltage = sensorValue * (5.0 / 1023.0); // Converte o valor lido para tensão

  // Calcula a tensão de entrada
  float inputVoltage = voltage * ((R1 + R2) / R2);

  // Exibe os valores no Serial Monitor
  Serial.print("Tensão lida: ");
  Serial.print(voltage);
  Serial.print(" V, Tensão de entrada: ");
  Serial.print(inputVoltage);
  Serial.println(" V");

  delay(1000); // Espera 1 segundo antes de ler novamente
}

Explicação do Código

1. Declaração de Variáveis: Definimos o pino analógico e os valores dos resistores.
2. Setup: Inicializamos a comunicação serial para exibir os dados no Serial Monitor.
3. Loop: Lemos o valor do pino analógico, convertemos para tensão e calculamos a tensão de entrada usando a fórmula do divisor de tensão. Os valores são então exibidos no Serial Monitor.

Conclusão

Monitorar a tensão usando um Arduino é uma tarefa simples e eficaz. Com um divisor de tensão adequado, é possível medir tensões superiores a 5V, tornando o Arduino uma ferramenta versátil para diversas aplicações de monitoramento de energia.