O voltímetro é um aparelho que realiza medições de tensão elétrica em um circuito. As baterias são dispositivos que usamos muito no nosso dia a dia. Basicamente, elas transformam reações químicas em energia elétrica.

Neste tutorial vamos transformar nosso Arduino Uno R3 em um voltímetro e criar uma bateria a partir de uma fruta. O Kit Iniciante com Arduino Uno R3 possui todos os componentes necessários para a construção do voltímetro deste tutorial. Para a bateria de limão, além da fruta, usaremos objetos simples, como uma moeda de cobre e um parafuso de zinco.

Atenção! Este voltímetro será capaz de medir somente entre 0 e 5V, mais que isso poderá causar danos permanentes em seu Arduino.

 

Conecte os componentes conforme o diagrama a seguir:

Construindo um voltímetro com Arduino


Ao finalizar você deve ter 2 jumpers soltos saindo da sua protoboard. Esses serão os cabos que você vai usar para fazer as medições.

Insira o código a seguir na IDE do Arduino:

/**
 * SparkFun Inventor's Kit Project
 * Voltmeter
 * Date: May 3, 2016
 *
 * NOTE: The voltmeter is only capable of sensing 0 - 5V.
 * License:  Public Domain
 */

#include <LiquidCrystal.h>

// Constants
int VOLTAGE_PIN = A0;

// Global variables
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {

  // Initialize the LCD and clear it
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.clear();
}

void loop() {

  int sensorValue;
  float voltage;

  // Read the analog value from A0
  sensorValue = analogRead(VOLTAGE_PIN);

  // Convert the analog value to a voltage
  voltage = ((float)sensorValue * 5.0) / 1023;

  // Display the voltage on the LCD
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(voltage);
  lcd.print(" V");

  // Wait 200 ms before taking another reading
  delay(200);
}

Uma vez enviado o código para seu Arduino, prove medir as extremidades de uma pilha AA. Você deve ler a voltagem no display de LCD.

Importante: este voltímetro que fizemos não mede voltagens negativas. Confira que você está conectando o cabo do A0 (cabo vermelho) no terminal positivo da pilha e o terra (GND, cabo preto) no terminal negativo.

Caso você não consiga fazer a leitura no display de LCD, ajuste o brilho com o potenciômetro.

Construindo um voltímetro com Arduino


Construindo uma bateria com limão.

Agora vamos construir uma bateria! Essa é uma bateria baseada em uma fruta que não deve durar muito tempo nem transmitir muita corrente.

Os metais em contato com a acidez do suco do limão criam uma corrente de elétrons. A velocidade da produção de elétrons por esta reação química (a resistência interna da bateria), controla quantos elétrons podem fluir entre os terminais.
Os limões, na verdade, geram baterias bastante fracas. Um dos motivos é que o zinco continua reagindo com o limão mesmo sem um circuito presente. Isso significa que essa bateria vai durar poucas horas.

Importante! Não coma a fruta depois de fazer essa bateria. Os íons de zinco que estão agora dentro do suco do limão seguramente não serão saudáveis para você.

Material necessário para o experimento:

Construindo um voltímetro com Arduino

- 1 limão
- 1 parafuso com acabamento de zinco
- 1 moeda com acabamento em cobre
- 1 pilha
- 1 faca

Insira o parafuso de zinco em um dos lados do limão.

Construindo um voltímetro com Arduino

Na outra extremidade faça um pequeno corte na casca do limão e insira metade da moeda, de maneira que parte da moeda fique para fora.

Construindo um voltímetro com Arduino

Construindo um voltímetro com Arduino

E pronto! A bateria está pronta! Verifique atentamente que a moeda e o parafuso não estão em contato, ou você pode criar um curto circuito. Neste caso um curto circuito não vai produzir nenhuma faísca ou incêndio, mas não dará tensão para o nosso experimento.

Construindo um voltímetro com Arduino


Se você quiser que sua bateria de limão dure umas horas a mais, retire o parafuso. Mesmo sem um circuito conectado, o parafuso continua oxidando na presença do suco do limão.

Medição

Primeiro faça o contato do negativo (cabo preto) no anodo (parafuso) da bateria e faça o contato do positivo (cabo vermelho) no terminal catodo da bateria (moeda de cobre). Veja o resultado da leitura no display de LCD.

Construindo um voltímetro com Arduino



Próximos passos

Agora que você fez seu próprio voltímetro e mediu a voltagem de uma bateria de limão, você pode fazer novos testes.

- Tente fazer baterias com outras frutas ou vegetais. Qual deles alcança uma voltagem maior?

- Conecte várias baterias de frutas para acender um LED. Quantas frutas são necessárias para acender um LED?

- Compare a leitura do seu voltímetro com Arduino com a leitura de um voltímetro padrão.

Tutorial Multilógica-Shop - Construindo um voltímetro com Arduino

Tutorial Multilógica-Shop - Construindo um voltímetro com Arduino

Este tutorial foi adaptado do material desenvolvido pela SparkFun.

Atenção! Não conecte este voltímetro na rede elétrica e não conecte em pilhas ou baterias de mais de 5V ou você poderá causar danos permanentes em seu Arduino.