Автоматичен превключвател за зареждане (вакуум) с ACS712 и Arduino: 7 стъпки (със снимки)

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

Здравейте всички, Работата с електроинструмент в затворено пространство е забързана, тъй като целият прах във въздуха и прахът във въздуха означава прах в белите дробове. Изпълнението на вашата вакуумна ваксина може да премахне част от този риск, но включването и изключването всеки път, когато използвате инструмент, е болка.

За да облекча тази болка, създадох този автоматичен превключвател, в който се помещава Arduino със сензор за ток, за да усети кога работи електроинструмент и да включи автоматично прахосмукачката. Пет секунди след спиране на инструмента, вакуумът също спира.

Консумативи

За направата на този превключвател използвах следните компоненти и материали:

• Arduino Uno -
• ACS712 токов сензор -
• Attiny85 -
• IC гнездо -
• Твърдотелно реле -
• 5V механично реле -
• HLK -PM01 5V захранване -
• Прототипна печатна платка -
• Wire -
• Dupont кабели -
• Пластмасов корпус -
• Поялник -
• Припой -
• Тел отрезки -

Стъпка 1: Определяне на тока с ACS712

Звездата на проекта е този токов сензор ACS712, който работи на принципа на ефекта на Хол. Токът, който протича през чипа, генерира магнитно поле, което сензорът за ефекта на Хол след това чете и извежда напрежение, което е пропорционално на тока, който протича през него.

Когато не тече ток, изходното напрежение е на половината от входното напрежение и тъй като измерва променлив ток, както и постоянен ток, когато токът тече в една посока, напрежението става по -високо, докато когато токът промени посоката, напрежението става по -ниско.

Ако свържем сензора към Arduino и начертаем изхода на сензора, можем да проследим това поведение при измерване на тока, който тече през крушка.

Ако разгледаме по -отблизо стойностите, нанесени на екрана, можем да забележим, че сензорът е наистина чувствителен към шум, така че въпреки че дава доста добри показания, не може да се използва в ситуации, при които се изисква прецизност.

В нашия случай се нуждаем само от обща информация, ако тече значителен ток или не, така че не сме засегнати от шума, който той улавя.

Стъпка 2: Правилно измерване на променлив ток

Превключвателят, който изграждаме, ще усети променливотокови уреди, така че трябва да измерим променлив ток. Ако просто трябва да измерим текущата стойност на текущия поток, можем да измерим във всеки даден момент от време и това може да ни даде грешна индикация. Например, ако измерваме в пика на синусоидата, ще регистрираме силен токов поток и след това ще включим вакуума. Ако обаче измерваме в точката на пресичане на нулата, няма да регистрираме никакъв ток и погрешно да приемем, че инструментът не е включен.

За да смекчим този проблем, трябва да измерваме стойностите няколко пъти през определен период от време и да идентифицираме най -високите и най -ниските стойности за текущия. След това можем да изчислим разликата между и с помощта на формулата в изображенията, да изчислим истинската RMS стойност за тока.

Истинската RMS стойност е еквивалентният постоянен ток, който трябва да тече в същата верига, за да осигури една и съща изходна мощност.

Стъпка 3: Изградете прототипна схема

За да започнем измерването със сензора, трябва да прекъснем една от връзките към товара и да поставим двата извода на сензора ACS712 последователно с товара. След това сензорът се захранва от 5V от Arduino и неговият изходен щифт е свързан към аналогов вход на Uno.

За управление на вакуумната верига се нуждаем от реле за управление на изходния щепсел. Можете да използвате твърдотелно реле или механично, както използвам, но се уверете, че е оценено за мощността на вашия магазин. В момента нямах едноканално реле, така че засега ще използвам този 2 -канален релеен модул и ще го сменя по -късно.

Изходният щепсел на вакуумната верига ще бъде свързан чрез релето и неговия нормално отворен контакт. След като релето е включено, веригата ще се затвори и вакуумът ще се включи автоматично.

Релето се управлява чрез щифт 7 на Arduino в момента, така че всеки път, когато открием, че през сензора тече ток, можем да издърпаме този щифт ниско и това ще включи вакуума.

Стъпка 4: Обяснение на кода и функции

Наистина хубава функция, която също добавих към кода на проекта, е леко забавяне, за да поддържа вакуума да работи още 5 секунди след спиране на инструмента. Това наистина ще помогне с остатъчния прах, който се създава, докато инструментът спре напълно.

За да постигна това в кода, използвам две променливи, където първо получавам текущото време на милиони, когато превключвателят е включен, и след това актуализирам тази стойност при всяка итерация на кода, докато инструментът е включен.

Когато инструментът се изключи, сега отново получаваме текущата стойност на милиони и след това проверяваме дали разликата между тези две е по -голяма от определения от нас интервал. Ако това е вярно, тогава изключваме релето и актуализираме предишната стойност с текущата.

Основната измервателна функция в кода се нарича мярка и в нея първо приемаме минималните и максималните стойности за пиковете, но за да бъдат определено променени, приемаме обърнати стойности, където 0 е високият пик, а 1024 е ниският пик.

В хода на целия интервален период, определен от променливата на итерациите, четем стойността на входния сигнал и актуализираме действителните минимални и максимални стойности за пиковете.

В крайна сметка изчисляваме разликата и след това тази стойност се използва с RMS формулата от преди. Тази формула може да бъде опростена, като просто умножите пиковата разлика с 0,3536, за да получите RMS стойността.

Всяка от версиите на сензора за различен ампераж има различна чувствителност, така че тази стойност трябва отново да се умножи с коефициент, който се изчислява въз основа на силата на тока на сензора.

Пълният код е достъпен на моята страница на GitHub и връзката за изтегляне е по-долу

Стъпка 5: Минимизиране на електрониката (по избор)

В този момент частта от електрониката и кода на проекта е основно завършена, но все още не са много практични. Arduino Uno е чудесен за създаване на прототипи по този начин, но на практика е наистина обемист, така че ще ни трябва по -голям корпус.

Исках да вмъкна цялата електроника в този пластмасов фитинг, който има няколко хубави капачки за краищата и за да направя това, ще трябва да минимизирам електрониката. В крайна сметка трябваше да прибягна до използването на по -голям корпус за сега, но щом получа по -малката релейна платка, ще ги превключвам.

Arduino Uno ще бъде заменен с чип Attiny85, който може да бъде програмиран с Uno. Процесът е ясен и ще се опитам да предоставя отделен урок за него.

За да премахна нуждата от външно захранване, ще използвам този модул HLK-PM01, който преобразува AC в 5V и има наистина малък отпечатък. Цялата електроника ще бъде поставена на двустранна прототипна платка и ще бъде свързана с проводници.

Окончателната схема е достъпна на EasyEDA и връзката към нея може да бъде намерена по-долу.

Стъпка 6: Опаковайте електрониката в калъф

Последната дъска определено не е най -добрата ми работа досега, тъй като се оказа малко по -разхвърляна, отколкото исках. Сигурен съм, че ако отделя повече време за това, ще бъде по -хубаво, но най -важното е, че работи и е значително по -малко от това, което беше с Uno.

За да опаковам всичко, първо инсталирах кабели към входните и изходните щекери с дължина около 20 см. Като заграждение се отказах от монтажа, тъй като в крайна сметка беше твърде малък, но успях да вместя всичко в разпределителната кутия.

След това входният кабел се подава през отвора и се свързва към входния терминал на платката и същото се прави от другата страна, където двата кабела са свързани сега. Единият изход е за магазина, а другият за инструмента.

С всичко свързано, уверих се, че изпробвах превключвателя, преди да сложа всичко в кутията и да затворя всичко с капака. Монтажът би бил по -хубав корпус, тъй като ще предпази електрониката от всякакви течности или прах, които могат да попаднат върху тях в работилницата ми, така че след като имам новата релейна платка, ще преместя всичко там.

Стъпка 7: Приятно използване

За да използвате този автоматичен превключвател, първо трябва да свържете входния щепсел към контакт в стената или удължителен кабел, както в моя случай, а след това инструментът и вакуумната тръба са свързани в съответните им щекери.

Когато инструментът се стартира, вакуумът се включва автоматично и след това ще продължи да работи още 5 секунди, преди да се изключи автоматично.

Надявам се, че сте успели да научите нещо от тази инструкция, така че, моля, натиснете този любим бутон, ако ви харесва. Имам много други проекти, които можете да проверите и не забравяйте да се абонирате за канала ми в YouTube, за да не пропуснете следващите ми видеоклипове.

Наздраве и благодаря за четенето!