Transformer une carte arduino en Voltmètre

1. Description

Dans ce tutoriel, nous allons mesurer une tension qui sera présente sur l'une des entrées analogiques de la carte arduino. Nous choisissons ici l'entrée A0 (repérée par un point rouge sur le dessin). Cette tension sera fournie par un potentiomètre, et pourra donc être ajustée à la convenance de l'utilisateur. Après lecture de la tension, la carte Arduino utilise le port série (communication par le câble USB) pour envoyer la valeur de la tension sur l'écran de l'ordinateur.
Une pause d'une seconde est réalisée entre chaque mesure pour éviter de surcharger le port série. Découvrons maintenant le câblage complet de notre expérience.

2. Câblage de la carte Arduino

3. Programme

void setup()
{
// Code qui ne s'exécute qu'une seule fois au démarrage.
Serial.begin(9600); // La vitesse de communication du port série est fixée à 9600 bits/s
}

void loop()
{
// Lecture de la tension sur la broche analogique A0.
int valeurLue = analogRead(A0);
// Envoie de la valeur par le port série vers l'ordinateur.
Serial.println(valeurLue);
// Pause de 1000 ms.
delay(1000);
}

Après avoir lancé le programme, il ne faut pas oublier d'ouvrir la fenêtre de communication avec le port série (menu : Outils, puis Moniteur série). Les valeurs mesurées apparaissent alors successivement ligne après ligne dans la fenêtre de communication.
Actionnons le potentiomètre sur toute sa plage de fonctionnement. Puisqu'il est alimenté entre le 0V et le 5V, il serait normal de s'attendre à voir s'afficher des valeurs comprises entre ces deux bornes. Surprise les valeurs affichées vont de 0 à 1023 ! Pourquoi ?
C'est normal. Chaque entrée analogique 0 - 5V transforme la valeur lue en valeur numérique codée sur 10 bits. 2¹⁰ = 1024. La valeur codée sera donc un nombre compris en 0 et 1023. Il suffit donc d'appliquer un simple produit en croix pour convertir la valeur lue en tension. Voici le programme modifié :

void setup()
{
// Code qui ne s'exécute qu'une seule fois au démarrage.
Serial.begin(9600); // La vitesse de communication du port série est fixée à 9600 bits/s
}

float tension;

void loop()
{
// Lecture de la tension sur la broche analogique A0.
int valeurLue = analogRead(A0);
// Conversion.
tension = (float)valeurLue * 5 / 1023;
// Envoie de la valeur vers l'ordinateur, avec 3 décimale, par le port série.
Serial.print(tension, 3);
Serial.println(" Volt");
// Pause de 1000 ms.
delay(1000);
}

Voilà, nous venons de transformer notre carte Arduino en Voltmètre de 0 à 5 Volt. Noter la présence de (float) devant la variable valeurLue. C'est indispensable pour éviter la perte de précision dans les calculs du fait que valeurLue est un entier. Noter aussi la différence entre print et println : ce dernier ajoute un retour à la ligne automatiquement après chaque envoi.

En savoir plus sur la conversion analogique - numérique de la carte Arduino : Blog d'eskimon