はじめに

ソーラーパネルとバッテリーで動作するシステムを開発中で、バッテリーの出力電圧を確認する必要がでてきたことからArduino Nanoを使って電圧を測定する仕組みを用意しました。

回路図

ちなみに、ラズパイの電源もバッテリーを使用していることから、接地(GND)の電位をあわせる必要があり、ArduinoのGNDは必ずバッテリーの（ー）に接続されるようにします。

Arduino Nanoは以下のものを使用しています。

Mini USB Arduino Nano V3.0 改造バージョン Arduino Nano V3.0互換ボード ATmega328P搭載 (5個)

Arduinoスケッチ

アナログポート0に接続された電圧を測定し、シリアル通信で出力します。
ここでは、3MΩの抵抗に電圧をかけながら1MΩにかかる電圧を測定していることから、計測される電圧値は全体の1/3となっています。そこで、測定電圧を3倍することで実際の電圧に換算できるよう計算しています。

double value;
char x;

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(9600);
  value = 0.0;
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  if (Serial.available()) {
    x = Serial.read();
    
    if (x == ' ') {
      value = analogRead(A0);
      value *= 3.0 * 5.0 / 1024;
      Serial.println(value);
    }
  }
}

受信用スクリプト

PySerialを利用するのでインストールされていない場合は以下のコマンドでインストールしておきます。

pip install pyserial

Raspberry Piの場合は以下のコマンドでインストールができます。

sudo apt install -y python-serial

Arduino NanoをUSBで接続した時に追加されるポートを確認します。Macでは「/dev/tty.wchusbserialxxx」となっており、Raspberry Piでは「ttyUSBx」でした。

※「x」は何かの数字

通信用に以下のスクリプトを作成します。

voltage.py

import serial
import time

def main():

    ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600, timeout=10)
    time.sleep(2)
    
    while 1:
        ser.write(b' ')
        time.sleep(1)
        data = ser.readline()
        print(data)
    
    ser.close()

if __name__ == '__main__':
    main()

これを以下のコマンドで実行すると...

python voltage.py
13.30
13.29
13.32
13.27
13.37

と表示され、電圧が測定できました(^-^)/

やったね！