電池還有電嗎？只要1分鐘做出電壓計

家中有小孩之後，家中的電池也跟著多了起來，點讀筆、有聲書、玩具，都要用到電池。這些電池大多都是3號電池、4號電池、鈕扣電池。當手邊沒有三用電錶，卻想知道這些電池還有沒有電，只要利用支援Arduino的開發板，只要1分鐘就可以做出簡易電壓計。

這篇文章分別會用 Arduino UNO以及Realtek AmebaD (RTL8722DM)來實作。

使用Arduino UNO 做簡易電壓計

利用手邊的 Arduino UNO 開發板，打開範例： “Example” -> “01.Basic” -> “ReadAnalogVoltage”

然後編譯、上傳、打開 Serial Monitor，就搞定了。

接著我們將電池接上

電池負極接在 GND，正極接在 A0的地方，這時候在 Serial Monitor 就可以看到電池的電壓了。

這顆電池電壓是 1.43伏特，一般新的3號或4號電池，電壓大約會在 1.52伏特左右，用了一段時間之後，1.47伏特都還算有電，可以正常使用，但再低的話就要看每個電器的使用情況，有的電器，電池剩下1.45伏特就沒辦法用了。有的則是到1.40伏特都勉強能用。

使用 Realtek Amebad (RTL8722DM) 做簡易電壓計

Realtek AmebaD (RTL8722DM) 是塊相容於 Cortex-M4 的開發版，它也支援 Arduino IDE 開發環境。可以參考這篇將環境架設好：

https://www.amebaiot.com/amebad-arduino-getting-started/

然後一樣是剛剛的範例，編譯、上傳、打開Serial Monitor。 接的線跟剛剛差不多，電池負極接 GND，電池正極接B4，B4的位置應該跟 Arduino UNO 是一樣的對應位置

接著來看看結果

疑，剛剛 Arduino UNO 量到 1.43 伏特，這裡 AmebaD 量到 1.35伏特，為什麼同樣的電池量到的電壓不一樣？下面提一下它的差異

ADC 的精準度

範例程式裡用的analogRead() 使用的是 ADC 硬體。Arduino UNO 的 ADC 的精準度是 10位, 意思是它將它的工作電壓 5 伏特切分成 2的10次方，也就是 1024 份，看看讀到的電壓落在哪裡，就當成是它的電壓。

所以 Arduino UNO 最小可以察覺到多少的電壓差呢？我們算一下

5 / 1024 = 0.004883

這個精準度對於量3號或4號電池可以說相當夠用

至於 AmebaD 的 ADC 就比較複雜，它分成 3 種，第一種是一般的0~3.3V的 ADC，第二種是低功耗場景的 0~1.8V，第三種是量鋰電池的 0~5V。每種的精準度都是12位，也就是切分成2的12次方，4096份

我們在範例裡的B4是0~3.3V的ADC，所以它可以量到的最小電壓差是

3.3 / 4096 = 0.000806

這個數字又比 Arduino UNO 還小更多，那麼代表 AmebaD 量到的才是對的嗎？那怎麼會差這麼多呢？

一般來說，當我們讓ADC去量真正的0V時, ADC 讀到的值可能不是0, 可能會多一些, 同樣的, 量真正的3.3V時, ADC在精準度12位時讀到的值也可能不是4095，整個量測的結果可能如下圖：

它的形狀接近直線，但頭跟尾會有一點點的曲線，然後在0V的地方會有位移。所以一般的開發板在出貨前會有校正的動作，讓0V讀到0, 讓3.3V讀到4095。

所以Arduino UNO 與 Realtek AmebaD量到的電壓不一樣，很大的原因應該是硬體特性在校正這方面的作法不一樣，而不是它的精準度所造成的。

後記

其實真的只是想確認電池還有沒有電，手邊卻剛好沒有三用電錶，從找到開發版、編譯、上傳、看電池電壓，只花1分鐘。但是寫這篇文章花的時間就遠遠超過1分鐘了。