🔋 Простой вольтметр на Arduino с OLED-дисплеем

📟 Миниатюрное устройство для измерения напряжения с графическим выводом данных

---

📌 Описание проекта

В этом проекте мы соберем простой цифровой вольтметр на базе Arduino Nano и OLED-дисплея (128×32 пикселя) и (128×64 пикселя) с интерфейсом I2C. Устройство умеет измерять напряжение в диапазоне до 5 напрямую и до 25 вольт с делителем на резисторах. И красиво отображать результат на дисплее с помощью текста и графики. Изменив резисторы диапазон измерений можно увеличить

Также приглашаю всех на одноимённый Telegram канал и чат:
☑️ Telegram Канал —-

---

🧰 Что потребуется

Компоненты:

• Arduino Nano или Uno
• OLED-дисплей 0.91″ 128×32 I2C (SSD1306)
• Резисторы для делителя (если нужно измерять больше 5В)
• Макетная плата и провода
• Источник измеряемого напряжения (батарейка, БП и т.д.)

---

⚙️ Схема подключения

OLED контакт	Подключить к Arduino
VCC	5V
GND	GND
SDA	A4
SCL	A5

⚠️ Если используете другой микроконтроллер, уточните его I2C-выводы!

---

💡 Принцип работы

Arduino считывает напряжение с аналогового входа A0, преобразует его в цифровое значение (от 0 до 1023) и пересчитывает в вольты. Полученное значение отображается на OLED-дисплее.

---

🖥 Код программы

Программа написана с использованием библиотек Adafruit_SSD1306 и Adafruit_GFX, которые можно установить через библиотечный менеджер Arduino IDE.

#include <Wire.h>                          // Библиотека для работы с I2C
#include <Adafruit_GFX.h>                  // Графическая библиотека от Adafruit
#include <Adafruit_SSD1306.h>              // Драйвер дисплея SSD1306

#define SCREEN_WIDTH 128                   // Ширина дисплея
#define SCREEN_HEIGHT 64                   // Высота дисплея
#define OLED_RESET -1                      // Не используем аппаратный RESET
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

#define ANALOG_PIN A0                      // Пин, к которому подключен делитель напряжения

// Значения сопротивлений делителя (в омах)
const float R1 = 100000.0;                 // Верхний резистор (100 кОм)
const float R2 = 10000.0;                  // Нижний резистор (10 кОм)

const float VREF = 5.0;                    // Опорное напряжение Arduino (можно уточнить)

float voltage = 0.0;                       // Измеренное напряжение
float maxVoltage = 0.0;                    // Максимально зафиксированное напряжение

void setup() {
  Serial.begin(9600);                      // Инициализация порта для отладки
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // Инициализация дисплея по адресу 0x3C
  display.clearDisplay();                 // Очистка экрана
  splashScreen();                         // Показ приветственного экрана
}

void loop() {
  int analogValue = analogRead(ANALOG_PIN); // Считывание аналогового значения (0-1023)

  // Перевод в напряжение с учётом делителя:
  voltage = (analogValue * VREF / 1023.0) * ((R1 + R2) / R2);

  // Обновляем максимальное значение
  if (voltage > maxVoltage) {
    maxVoltage = voltage;
  }

  display.clearDisplay();                 // Очистка дисплея перед новым выводом
  drawVoltage(voltage, maxVoltage);      // Отображение данных
  display.display();                      // Отрисовка содержимого
  delay(500);                             // Пауза между обновлениями
}

// Показываем заставку при включении
void splashScreen() {
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(2);                 // Крупный шрифт
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);   // Белый цвет
  display.setCursor(10, 10);              // Смещение курсора
  display.print("V-Meter");              // Надпись
  display.display();
  delay(2000);                             // Показываем заставку 2 секунды
}

// Функция для отображения напряжения и шкалы
void drawVoltage(float v, float vmax) {
  display.setTextSize(3);
  display.setCursor(0, 0);
  display.print("V:");
  display.print(v, 2);                    // Текущее напряжение с 2 знаками
 
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(0, 45);
  display.print("Max: ");
  display.print(vmax, 1);                // Максимальное напряжение с 1 знаком

  // Преобразуем напряжение в длину полосы от 0 до 128 пикселей
  int barLength = map(v * 10, 0, 250, 0, 128); // (0...25.0В *10 = 250)
  display.fillRect(0, 30, barLength, 10, SSD1306_WHITE); // Рисуем шкалу
}

🛠 Возможные улучшения

• 🔋 Добавить делитель напряжения из резисторов, чтобы измерять до 12В, 24В и выше.
• 📊 Реализовать график изменения напряжения во времени.
• 💾 Добавить сохранение данных в EEPROM или на SD-карту.
• ⚠️ Отображать предупреждение при превышении порога (например, мигающий дисплей).

---

📈 Как расширить проект

С этим вольтметром можно делать многое:

• Собрать электронную нагрузку с мониторингом.
• Добавить датчик тока, превратив его в амперметр.
• Объединить с RTC и вести лог напряжения по времени.
• Использовать BLE или Wi-Fi модуль и передавать данные на смартфон.

---

🧪 Тестирование

Проект отлично работает в онлайн-симуляторе Wokwi. Ты можешь протестировать свою версию схемы и кода без пайки — быстро и просто!

---

📟  Обновлённая версия прошивки с усреднением результата

А также с ним много расширенными возможностями и функционалом

---

🧠 Чем полезен ООП-подход:

• 🔧 Структура — код делится на логические блоки (дисплей, измерения и т.д.)
• 🔁 Масштабируемость — легко добавлять новые функции (например, логгирование, BLE-передачу)
• 👶 Понятность — начинающий быстрее поймёт, за что отвечает каждая часть
• 📚 Обучение основам — вы учитесь работать с классами и методами, как в больших проектах

#include <Wire.h>                          // Библиотека для работы с I2C
#include <Adafruit_GFX.h>                  // Графическая библиотека от Adafruit
#include <Adafruit_SSD1306.h>              // Драйвер дисплея SSD1306

#define SCREEN_WIDTH 128                   // Ширина дисплея
#define SCREEN_HEIGHT 64                   // Высота дисплея
#define OLED_RESET -1                      // Не используем аппаратный RESET
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

#define ANALOG_PIN A0                      // Пин, к которому подключен делитель напряжения

// Значения сопротивлений делителя (в омах)
const float R1 = 100000.0;                 // Верхний резистор (100 кОм)
const float R2 = 10000.0;                  // Нижний резистор (10 кОм)

const float VREF = 5.0;                    // Опорное напряжение Arduino (можно уточнить)

float voltage = 0.0;                       // Измеренное напряжение
float voltage_Sr = 0.0;                     // Напряжение для усреднения
float maxVoltage = 0.0;                    // Максимально зафиксированное напряжение

void setup() {
  Serial.begin(9600);                      // Инициализация порта для отладки
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // Инициализация дисплея по адресу 0x3C
  display.clearDisplay();                 // Очистка экрана
  splashScreen();                         // Показ приветственного экрана
}

void loop() {
  for(int i=0; i<10; i++){
    int analogValue = analogRead(ANALOG_PIN); // Считывание аналогового значения (0-1023)

    // Перевод в напряжение с учётом делителя:
    // voltage = (analogValue * VREF / 1023.0) * ((R1 + R2) / R2);  // С делителем 
    voltage = (analogValue * VREF / 1023.0);              // Без делителя
    voltage_Sr = voltage_Sr + voltage;

    // Обновляем максимальное значение
    if (voltage > maxVoltage) {
      maxVoltage = voltage;
    }
    delay(50);
  }
  voltage = voltage_Sr / 10;  // Усредняем
  voltage_Sr = 0.0;   //  Обнуляем

  display.clearDisplay();                 // Очистка дисплея перед новым выводом
  drawVoltage(voltage, maxVoltage);      // Отображение данных
  display.display();                      // Отрисовка содержимого
  // delay(500);                             // Пауза между обновлениями
}

// Показываем заставку при включении
void splashScreen() {
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(2);                 // Крупный шрифт
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);   // Белый цвет
  display.setCursor(10, 10);              // Смещение курсора
  display.print("V-Meter");              // Надпись
  display.display();
  delay(2000);                             // Показываем заставку 2 секунды
}

// Функция для отображения напряжения и шкалы
void drawVoltage(float v, float vmax) {
  display.setTextSize(3);
  display.setCursor(0, 0);
  display.print("V:");
  display.print(v, 2);                    // Текущее напряжение с 2 знаками
 
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(0, 45);
  display.print("Max: ");
  display.print(vmax, 1);                // Максимальное напряжение с 1 знаком

  // Преобразуем напряжение в длину полосы от 0 до 128 пикселей
  int barLength = map(v * 10, 0, 250, 0, 128); // (0...25.0В *10 = 250)
  display.fillRect(0, 30, barLength, 10, SSD1306_WHITE); // Рисуем шкалу
}

📝 Заключение

Такой проект — отличный способ:

• начать знакомство с Arduino,
• научиться работать с дисплеями,
• освоить преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму.

Он прост в сборке, понятен и отлично подходит как первая «полезная» самоделка.