測(cè)量太陽(yáng)能電池板、UPS和其他日常使用電池的電壓會(huì)花費(fèi)大量時(shí)間。如果，給這些設(shè)備添加一個(gè)WiFi模塊，是不是讀取電壓更方便了？為此，英銳恩單片機(jī)開(kāi)發(fā)工程師分享了一個(gè)來(lái)自國(guó)外的基于NodeMCU開(kāi)發(fā)的帶WiFi模塊的電池電壓監(jiān)控系統(tǒng)。

使用該系統(tǒng)可以連接到我們本地家庭WiFi的WiFi設(shè)備，可以從控制器讀取電壓，并向最終用戶(hù)更新當(dāng)前電池電量。為此，在本方案中使用nodemcu WiFi模塊。它不僅可以用作控制器，還可以將其自身作為服務(wù)器或客戶(hù)端連接到WiFi網(wǎng)絡(luò)。電池監(jiān)控電路是傳統(tǒng)的分壓器電路。我要測(cè)量12伏電池。可以修改電路以測(cè)量24伏電池，甚至更多48伏并聯(lián)電池組。

Nodemcu是一個(gè)很小的設(shè)備，它的工作電壓為3.3伏。由于其工作電壓為3.3伏，因此其引腳只能提供和吸收3.3伏的電壓。大于5伏的電壓可能會(huì)燒斷引腳或炸掉節(jié)點(diǎn)MCU。在我們的情況下，我們要測(cè)量12伏電池，nodemcu adc（模擬至數(shù)字通道）只能接受3.3伏。我們需要在這里聰明地比賽。我們要做的是將兩個(gè)電阻器之間的電壓分壓，并僅測(cè)量一個(gè)電阻器上的電壓，剩余的電阻器電壓將通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算。典型的分壓器電路和公式如下：

接下來(lái)，我們來(lái)計(jì)算一下Rtop和Rbottom的值。在這里，我們需要認(rèn)真考慮一些重要的因素。

（1）低歐姆電阻會(huì)吸收大量電流，并且電線(xiàn)可能會(huì)立即被加熱。因此，電線(xiàn)可能在幾秒鐘內(nèi)熔化。因此，對(duì)于較大的安培小時(shí)電池，請(qǐng)始終使用足夠數(shù)量的電阻。這里選擇了一個(gè)電阻Rbottom為10k歐姆。

（2）在充電過(guò)程中，電池電壓可能會(huì)增加到18伏。例如，在充滿(mǎn)陽(yáng)光的情況下，150瓦的太陽(yáng)能電池板在6安培時(shí)輸出17伏特，輸出電壓甚至可以達(dá)到18伏特以上。太陽(yáng)能控制器還輸出電壓大約等于15伏，可為電池充電。

公式計(jì)算

我將測(cè)量Rbottom兩端的電壓，并隨機(jī)決定其值為10k歐姆。我們知道Vout可以高達(dá)3.3伏，因?yàn)閚odemcu可以工作并且在其I/O引腳接受最大3.3伏。電池充電時(shí)Vin為18伏，現(xiàn)在我們可以計(jì)算Rtop的值。

現(xiàn)在，如果電池側(cè)有18伏電壓，則將在電阻器之間分配電壓，在10k電阻器上將下降3.3伏，在44.54k電阻器上將剩下14.7伏。44.54 k ohm電阻在市??場(chǎng)上不可用，我將使用高于該額定值的電阻，可以在任何電子產(chǎn)品商店中找到47 k ohm電阻。如果電池沒(méi)有充電，并說(shuō)提供12伏電壓，電阻兩端的壓降將是多少？

從以上討論可以明顯看出，Rbottom兩端的電壓現(xiàn)在不會(huì)超過(guò)3.3伏。我希望讀者對(duì)計(jì)算有意義。現(xiàn)在的問(wèn)題是如何通過(guò)nodemcu將3.33伏轉(zhuǎn)換為12伏，或者如何從3.33伏預(yù)測(cè)電池側(cè)的電壓為12伏。這里涉及更多的數(shù)學(xué)。由于電阻值是固定的，因此我們可以計(jì)算電阻兩端相對(duì)于電源的電壓比，并將其用于代碼中表示電源的實(shí)際電壓。比率的計(jì)算方法如下：

上面給出了兩種情況，當(dāng)電源為18伏時(shí)和電源為12伏時(shí)，兩種情況的比率均為恒定值。該比率在代碼中用于預(yù)測(cè)實(shí)際的電源/電池電壓。比率乘以Rbottom處的實(shí)際電壓值。

方案電路圖如下。我正在使用nodemcu的ADC0通道來(lái)測(cè)量電池電壓。電池和nodemcu電源都必須接地，以完成電路。這是一個(gè)最常見(jiàn)的錯(cuò)誤，將測(cè)量?jī)蓚€(gè)接地未一起接地的電壓。如果未將nodemcu接地與電池接地綁在一起，則adc0引腳將變?yōu)楦?dòng)引腳，并開(kāi)始讀取浮動(dòng)值。

在完成電路之后，是時(shí)候繼續(xù)編寫(xiě)代碼了。代碼是用arduino IDE編寫(xiě)的。我在代碼中使用了ESP8266WiFi.h庫(kù)，因此請(qǐng)首先確保將此庫(kù)安裝在arduino庫(kù)文件夾中。如果不存在，請(qǐng)從github下載并首先安裝。然后輸入要與您的nodemcu連接的WiFi網(wǎng)絡(luò)的SSID和密碼。最有可能的是您的家庭WiFi。因此，只需輸入ssid和密碼。現(xiàn)在，將代碼上傳到nodemcu中。上傳之前，請(qǐng)確保您從arduino開(kāi)發(fā)板上選擇了正確的開(kāi)發(fā)板。如果nodemcu沒(méi)有出現(xiàn)在您的面板下拉菜單中，則從面板管理器導(dǎo)入其鏈接并安裝其必要文件。

在瀏覽器中點(diǎn)擊分配的IP后，您將看到顯示電池狀態(tài)和按鈕的頁(yè)面。隨時(shí)按此按鈕可獲得更新的溫度。

注意：Nodemcu和要查看其電壓的客戶(hù)端移動(dòng)設(shè)備或臺(tái)式機(jī)必須連接到同一WiFi。如果您的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)和客戶(hù)端移動(dòng)設(shè)備或計(jì)算機(jī)，便攜式計(jì)算機(jī)等連接到不同的網(wǎng)絡(luò)，則在點(diǎn)擊IP后無(wú)法查看任何內(nèi)容。

源代碼附件：

帶WiFi模塊的電池電壓監(jiān)控系統(tǒng).txt

以上就是英銳恩單片機(jī)開(kāi)發(fā)工程師們分享的基于NodeMCU開(kāi)發(fā)的帶WiFi模塊的電池電壓監(jiān)控系統(tǒng)。