Tutorial: Como fazer um ohmímetro com Arduino

Oi pessoal, tudo bem?

Então, nesse post montaremos um ohmímetro com o Arduino.

Em termos práticos, um ohmímetro é um instrumento capaz de medir o valor da resistência de um resistor. (para saber mais sobre resistores clique aqui).

Então vamos lá:

Embasamento Teórico

Para um ohmímetro básico utilizaremos uma associação em série (também chamado de divisor de tensão) de resistores, como pode ser visto no esquema do circuito a seguir:

Onde I é a corrente no circuito, Vx a tensão a ser medida pelo Arduino, +5V a tensão constante fornecida pelo Arduino, X o valor da resistência a ser encontrada e R uma resistência conhecida previamente (resistência de referência).

Aplicando a lei de Kirchoff ao resistor R, temos:

Aplicando a Lei de Ohm no resistor desconhecido X, temos:

Substituindo (1) em (2), temos:

Loo, basta termos R e V, e medirmos Vx com o Arduino, para que encontremos o valor do resistor.

No nosso caso, temos que V = 5 Volts.

Material Necessário

Vamos à liste de materiais necessários:

• Resistores diversos (sendo que 1 deles será o resistor de referência):

• Arduino MEGA R3:

• Jumpers Macho/Macho:

• Protoboard:

Metodologia

• Monte o seguinte circuito em sua protoboard:

• Escolha um resistor com valor conhecido para ser o seu resistor R de referência.
• Coloque o resistor a ser calculada a resistência na posição do resistor X da figura.
• Implemente o seguinte código no IDE e carregue-o no seu Arduino:


/* Programa Ohmimetro Basico com Arduino
Blog Mecatronizando Ideias
Qualquer copia do codigo deve ser feita com devida atribuicao de autoria do mesmo
05/12/2014*/

char pino_leitura = 0; // Pino para a leitura dos valores da tensão Vx \\ Pode ser suprimida essa linha sem problemas
int leitura = 0; // Variavel para armazenar o valor lido pela entrada analógica (valor entre 0 e 1023)
float Vx = 0.0; // Variavel para calcular o valor lido pela entrada analóica em volts (entre 0 e 5 volts)
float R = 0.0; // Variavel para receber o valor do resistor de referencia a ser dado pelo usuario via serial monitor
float resultado = 0.0; // Variavel para calcular o valor do resistor utilizando a formula (3) do embasamento teorico

void setup(){
Serial.begin(9600); // Configuraçao do serial monitor
pinMode(pino_leitura, INPUT); // Configuraçao do pino de leitura como entrada de dados \\ também pode ser suprimida essa linha
}

void loop(){
leitura = analogRead(pino_leitura); // Variavel leitura recebe o valor lido pela porta serial A0
Vx = (5.0*leitura)/1023.0; /* Os valores mapeados pela entrada analogica estabelecem a seguinte relacao (regra de tres simples):
5 Volts ---------- valor = 1023
Vx (Volts) ---------- valor = leitura (valor lido pela porta A0)*/
if(Serial.available()>0){ // Se existir dados na porta serial a serem transmitidos, então executa o if

R = float(Serial.parseInt()); // R recebe o próximo valor inteiro a ser enviado pela serial


resultado = ((5*R)/Vx) - R; // Calculo do resultado utilizando a formula (3)

Serial.print("O valor da Resistencia Eletrica e:"); // Imprime no serial monitor a frase entre aspas
Serial.println(resultado); // Imprime no serial monitor o resultado calculado
Serial.flush();
}

}

• Execute o programa e abra o serial monitor. Ao abri-lo, você deverá digitar o valor de R para que seja calculado o valor do resistor X. Ou seja, no início o serial monitor estará em branco, sem nada, Ao digitar o valor de R, você receberá o valor do resistor desconhecido.

Resultados

Primeiramente devemos escolher o nosso resistor de referência. No meu caso, utilizei um de 10000 Ohms:

Após isso, devemos colocar o resistor desconhecido na posição do resistor X anterior e executar o programa no Arduino. Tendo executado o programa, vamos abrir o serial monitor. Inicialmente ele estará assim:

Agora colocaremos o valor do resistor de referencia no campo adequado (no meu caso será 10000 ohms). Lembre-se de colocar o valor completo e somente valores inteiros.

Após você digitar enter ou clicar em ENVIAR, retornará o resultado (o valor do resistor desconhecido).

1º Teste

No nosso primeiro teste utilizarei um resistor com o mesmo valor do resistor de referência. Ou seja:

Como resultado, obtive:

2º Teste

Agora vamos utilizar o seguinte resistor como o resistor X:

Como resultado, obtive:

3º Teste

Desta vez utilizaremos o seguinte resistor:

Como resultado, obtive:

4º Teste

Por fim, utilizaremos o seguinte resistor:

Como resultado, obtive:

Considerações Finais

Com esses resultados pudemos constatar que, quando se tem um resistor conhecido e outros resistores com valores desconhecidos, esse método [básico] se mostra bem eficaz.

Vale ressaltar que os erros em relação ao valor obtido pelo código de cores, principalmente para valores de resistência mais baixos, se devem à tolerância dos resistores (incluindo a tolerância do resistor de referência, é claro).

Para se ter resultados mais precisos pode-se colocar um resistor de precisão (com tolerâncias menores) como sendo o resistor de referência. 

Além disso, pode-se utilizar um circuito de corrente constante (em outras palavras, uma "fonte de corrente"). Sabendo a corrente fornecida e medindo a diferença de potencial no resistor desconhecido podemos ter o valor da resistência em questão.

Basicamente é isso, espero que tenham gostado e que tenha sido útil para cada um de vocês. Qualquer dúvida comente que eu respondo, se possível.

Até a próxima  o/