Mixly開源項目設計8：自制歐姆表

賀凱強

歐姆表或萬用表（歐姆檔）是我們測量電阻的常用工具。平時，我們只是把它作為一種消費的工具而已。如果進一步深究它的原理，并且將其中的電學知識與Arduino編程結合，就可以自己制作出一只能夠精確測量的歐姆表。這是一個將科學、技術、工程與數學融合的過程。拿著自制的歐姆表去測電阻，也將是一次非常有趣的體驗。

● 制作：歐姆表的電路連接

自制的多量程歐姆表是根據串聯電路的歐姆定律制成。Arduino將電路中電壓分配規律，轉化為數字信號。通過數字的變化，反推出未知電阻的阻值。我們參照自制多量程歐姆表的電路圖（如圖1），來解析自制多量程歐姆表的原理。

5V為待測電阻Rx和已知電阻R1之間的總電壓，V為電壓表測得的阻值。因為串聯電路的電流不變，所以根據公式可求得待測電阻的阻值為： 。

可見，要求得待測電阻的阻值，我們需要已知兩個變量。一個是定值電阻，一個是A0端口電壓。理論測量范圍為0到無窮大。已知Arduino UNO可提供5V的電壓，選擇1KΩ定值電阻作為電路的已知電阻。Arduino UNO可以將電路中的0～5V電壓轉換成數字信號0～1023，且兩者呈線性關系。例如，輸入模擬信號管腳的電壓為0V，轉換之后的數字為0；模擬信號管腳電壓為5V，轉換之后的電壓為1023。利用Mixly圖形化編程軟件，可以實現兩者轉換以及結果顯示。圖2為實際電路示意圖。紅色導線一端接入Arduino UNO板5V管腳，另一端作為測量電阻的引腳；1KΩ電阻一端接地，另外一端連接黑色導線作為測量電阻的引腳，同時連接藍色導線接入A0管腳。……