아두이노:저항계 만들기 편집하기 (부분)

== 코드 ==
코드 작성 전 유의: 아두이노는 1023단계로 값을 보여주기 때문에 양자화오차(컴퓨터가 아날로그 신호를 받아들일 때 생기는 오차)가 발생한다.

아는 저항은 적절한 값으로 바꾸어주어야 한다.<syntaxhighlight lang="c++">
const int analogPin = A0;
const float R_known = 10000.0;   // 기준 저항 10kΩ

void setup() {
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int raw = analogRead(analogPin);
  // 저항 측정.
  float R_unknown = R_known * (float)raw / (1023.0 - (float)raw);
  // 부록. 입력 전압 파악.
  const float Vin = 5.0;           // 아두이노 입력 전압 5V
  float Vout = raw * (Vin / 1023.0);  // A0에서 읽은 전압
  // 처음 작성할 때 사용했으나, 버려진 코드. 참고. float R_unknown = R_known * (Vout / (Vin - Vout));  // 공식 적용

  Serial.print("Raw: ");
  Serial.print(raw);
  Serial.print("  Vout: ");
  Serial.print(Vout, 2);
  Serial.print(" V   Measured Resistance: ");
  Serial.print(R_unknown, 2);  // 소수점 2번째 자리까지만.
  Serial.println(" ohms");

  // 오차 관련정보를 함수에 전달.
  printResistanceError(R_known, raw);
  delay(1000);
}

void printResistanceError(float R_known, int raw) {
  // 아두이노의 양자화로 인한 오차범위를 알려주는 함수.
  // 중앙값 측정치
  float R_meas = R_known * (float)raw / (1023.0 - (float)raw);

  // 양자화로 인한 ±0.5 LSB 범위
  float raw_low  = raw - 0.5;
  float raw_high = raw + 0.5;

  // 저항 범위 계산
  float R_low  = R_known * raw_low  / (1023.0 - raw_low);
  float R_high = R_known * raw_high / (1023.0 - raw_high);

  // 상대 오차(%)
  float err_low  = (R_low  - R_meas) / R_meas * 100.0;
  float err_high = (R_high - R_meas) / R_meas * 100.0;

  Serial.print("  오차범위: [");
  Serial.print(R_low, 2); Serial.print(", ");
  Serial.print(R_high, 2); Serial.print("] ohms");
  Serial.print("  Error range: [");
  Serial.print(err_low, 3); Serial.print("% , ");
  Serial.print(err_high, 3); Serial.println("%]");
}
</syntaxhighlight>

=== 유의사항 ===

* R_unknown의 한쪽은 반드시 아두이노 GND에 연결되어야 정확한 측정 가능.
* 측정할 수 있는 저항 범위는 보통 수백Ω ~ 수백kΩ 정도가 적당.
* 사용하는 저항들의 저항값이 너무 작으면 발열 및 회로 손상 위험이 있음.

=== 오차 ===
{| class="wikitable"
!오차 원인
!상세 내용
!해결법 및 완화책
|-
|ADC 해상도 제한
|10bit(1024단계)로는 정밀한 변화 감지가 어려움
|고해상도 외부 ADC 사용 또는 평균값 처리
|-
|Vin 전압 불안정
|5V 기준이 흔들리면 R_unknown 계산도 흔들림
|정밀 레퍼런스 전압 사용
|-
|R_known의 공차
|저항이 표기값과 다를 수 있음(예: ±5%)
|정밀 저항(±1% 이하) 사용
|-
|노이즈/잡음
|아날로그 측정값에 간섭 발생
|커패시터, 풀다운 저항, 평균화 사용
|-
|코드상 반올림 오차
|실수 처리 중 소수점 계산 손실
|float 대신 double, 또는 정밀 처리
|}