Модул на двуканален сензор за напрежение Arduino: 8 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Минаха няколко години, откакто написах инструкции, мислех, че е време да се върна. Исках да изградя сензор за напрежение, така че да мога да се свържа към захранването на пейката. Имам двуканално променливо захранване, няма дисплей, така че трябва да използвам волтметър за задаване на напрежение. Не съм електроинженер или програмист, правя това като хоби. Като казах, че ще опиша какво ще строим тук и може да не е най -добрият дизайн или най -доброто кодиране, но ще направя всичко възможно.

Стъпка 1: За проекта

На първо място това е само предварителен проект на нещо по -стабилно и надеждно, някои от компонентите няма да завършат в окончателния дизайн. Повечето компоненти са избрани само поради наличността (имах ги в къщата си), а не поради тяхната надеждност. Този дизайн е за 15V захранване, но можете да замените няколко пасивни компонента и да го накарате да работи при всякакви напрежения или ток. Текущите сензори се предлагат в 5A, 20A и 30A, можете просто да изберете ампеража и да промените кода, същото нещо със сензора за напрежение можете да промените стойността на резисторите и кода за измерване на по -високи напрежения.

ПХБ няма зададени стойности, защото можете да замените пасивни компоненти, за да задоволите нуждите на вашето захранване. Той е проектиран да бъде добавен към всяко захранване.

Стъпка 2: Сензори за напрежение

Ще започнем със сензорите за напрежение и сензори за ток. Използвам Arduino Mega, за да тествам схемите и кода, така че някои от начинаещите като мен могат да направят и тестват свои в движение, вместо да се налага да изграждат целия модул върху макет.

Можем да измерваме само 0-5 волта, използвайки аналоговите входове на Arduino. За да можем да измерваме до 15 волта, трябва да създадем делител на напрежение, делителите на напрежение са много прости и могат да бъдат създадени с помощта само на 2 резистора, в този случай използваме 30k и 7.5k, които биха ни дали съотношение 5: 1, за да можем да измерваме стойности от 0-25 волта.

Списък на частите за сензор за напрежение

R1, R3 30k резистори

R2, R4 7.5k резистори

Стъпка 3: Сензори за ток

За текущите сензори ще използвам ACS712, произведен от Allegro. Първото нещо, което трябва да спомена, е, че знам, че тези сензори не са много точни, но това е, което имах под ръка при проектирането на този модул. ACS712 се предлага само в пакет за повърхностен монтаж и един от малкото SMD компоненти, използвани в този модул.

Списък на текущите части на сензора

IC2, IC3 ASC712ELC-05A

C1, C3 1nF кондензатор

C2, C4 0.1uF кондензатор

Стъпка 4: Температурен сензор и вентилатор

Реших да добавя контрол на температурата към модула, защото повечето захранвания генерират добро количество топлина и се нуждаем от защита от прегряване. За температурния сензор използвам HDT11, а за управление на вентилатора ще използваме 2N7000 N-Channel MOSFET за задвижване на 5V вентилатор на процесора. Схемата е доста проста, трябва да приложим напрежение към канализацията на транзистора и прилагаме положително напрежение към портата, в този случай използваме цифровия изход на arduino, за да осигурим това напрежение и транзисторът се включва, позволявайки на вентилатора да бъде заредени с енергия.

Кодът е много прост, ние вземаме отчитане на температурата от сензора DHT11, ако температурата е по -голяма от нашата зададена стойност, той задава изходния щифт HIGH и вентилаторът се включва. След като температурата падне под зададената температура, вентилаторът се изключва. Изграждам веригата на моята дъска, за да тествам кода си, направих няколко бързи снимки с клетката си, не много добре съжалявам, но схемата е лесна за разбиране.

Списък на температурния сензор и частите на вентилатора

J2 DHT11 Температурен сензор

R8 10K резистор

J1 5V ВЕНТИЛАТОР

Q1 2N7000 MOSFET

D1 1N4004 Диод

R6 10K резистор

R7 47K резистор

Стъпка 5: Електрическа верига

Модулът работи на 5V, така че се нуждаем от стабилен източник на захранване. Използвам регулатор на напрежение L7805, за да осигуря постоянно 5V захранване, не е много да се каже за тази схема.

Списък на частите на електрическата верига

1 L7805 Регулатор на напрежението

C8 0,33uF кондензатор

C9 0,1uF кондензатор

Стъпка 6: LCD и серийни изходи

Проектирам модула да се използва с LCD, но след това реших да добавя сериен изход за отстраняване на грешки. Няма да навлизам в подробности как да настроя I2C LCD, тъй като вече го описах в предишен инструкционен I2C LCD Лесен начин да добавя светодиоди към линиите Tx & Rx, за да покажа активност. Използвам usb към сериен адаптер, който свързвам към модула, след което отварям серийния монитор в Arduino IDE и мога да видя всички стойности, да се уверя, че всичко работи както трябва.

Списък с LCD и серийни части

I2C 16x2 I2C LCD (20x4 по избор)

LED7, LED8 0603 SMD LED

R12, R21 1K R0603 SMD резистор

Стъпка 7: ISP програмиране & ATMega328P

Както споменах в началото, този модул е проектиран да бъде създаден за различни конфигурации, трябва да добавим начин за програмиране на ATMega328 и качване на нашите скици. Има няколко начина за програмиране на модула, един от тях е да използвате Arduino като ISP програмист, както в един от предишните ми инструктажи за зареждане ATMega с Arduino mega.

Бележки:

- Не се нуждаете от кондензатор, за да заредите скицата на ISP на Arduino, трябва ви да запишете зареждащото устройство и да качите скицата на напрежение_сензор.

-В по -новите версии на Arduino IDE трябва да свържете щифт 10 към пин 1 RESET на ATMega328.

Списък на частите на веригата на ISP и ATMega328P

U1 ATMega328P

XTAL1 16MHz HC-49S Crsytal

C5, C6 22pf кондензатори

ISP1 6 -пинов заглавие

R5 10K резистор

Нулирайте SMD превключвател 3x4x2 Tact

Стъпка 8: Бележки и файлове

Това беше просто начин да вкарам някои идеи в работещо устройство, както споменах по -рано, е само малко допълнение към моето двуканално захранване. Включих всичко необходимо за изграждане на собствен модул, всички CAD файлове и схеми на Eagle. Включих скицата на Arduino, много е проста и се опитах да я направя лесна за разбиране и промяна. Ако имате въпроси, не се колебайте да ги зададете, ще се опитам да отговоря на тях. Това е отворен проект, предложенията са добре дошли. Опитвам се да вкарам колкото се може повече информация, но разбрах за конкурса Arduino късно и исках да изпратя това. Останалото ще пиша съвсем скоро, премахнах и SMD компонентите (резистори и светодиоди) и ги замених с TH компоненти, единственият SMD компонент е текущият сензор, защото е наличен само в пакет SOIC, ZIP файлът съдържа файлове с TH компонентите.