DIY Arduino олон үйлдэлт энерги хэмжигч V1.0: 13 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Энэхүү гарын авлагад би Arduino дээр суурилсан олон үйлдэлт эрчим хүчний тоолуурыг хэрхэн хийхийг танд үзүүлэх болно. Энэхүү бяцхан тоолуур нь цахилгаан параметрүүдийн талаархи чухал мэдээллийг харуулдаг маш хэрэгтэй төхөөрөмж юм. Төхөөрөмж нь хүчдэл, гүйдэл, хүч, энерги, хүчин чадал, температур гэсэн 6 ашигтай цахилгаан параметрийг хэмжих боломжтой. Энэ төхөөрөмж нь зөвхөн нарны PV систем гэх мэт тогтмол гүйдлийн ачаалалд тохиромжтой. Та мөн энэ тоолуурыг батерейны хүчин чадлыг хэмжихэд ашиглаж болно.

Тоолуур нь 0-26 В хүртэлх хүчдэл, хамгийн их гүйдэл 3.2А хүртэл хэмжих боломжтой.

Хангамж

Ашигласан бүрэлдэхүүн хэсгүүд:

1. Arduino Pro Micro (Амазон)

2. INA219 (Амазон)

3. 0.96 OLED (Амазон)

4. DS18B20 (Амазон)

5. Lipo зай (Амазон)

6. Шураг терминал (Амазон)

7. Эмэгтэй / Эр толгой (Amazon)

8. Цоолсон самбар (Амазон)

9. 24 AWG утас (Amazon)

10. Слайд шилжүүлэгч (Амазон)

Хэрэглэсэн багаж багаж хэрэгсэл:

1. Гагнуурын төмөр (Амазон)

2. Утас хуулагч (Амазон)

3. Мультиметр (Амазон)

4. Цахилгаан шалгагч (Амазон)

Алхам 1: Энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ?

Эрчим хүчний тоолуурын зүрх нь Arduino Pro Micro самбар юм. Arduino нь INA219 гүйдлийн мэдрэгчийг ашиглан гүйдэл ба хүчдэлийг, температурыг DS18B20 мэдрэгчээр мэдэрдэг. Энэхүү хүчдэл ба гүйдлийн дагуу Arduino нь хүч ба энергийг тооцоолох математикийг хийдэг.

Бүх схемийг 4 бүлэгт хуваадаг

1. Arduino Pro Micro

Arduino Pro Micro-д шаардагдах хүчийг LiPo/ Li-Ion зайнаас слайд унтраалгаар хангадаг.

2. Одоогийн мэдрэгч

Одоогийн мэдрэгч INA219 нь Arduino самбартай I2C холбооны горимд холбогдсон (SDA ба SCL зүү).

3. OLED дэлгэц

Одоогийн мэдрэгчтэй адил OLED дэлгэц нь I2C холбооны горимд Arduino самбартай холбогддог. Гэсэн хэдий ч төхөөрөмжийн аль алиных нь хаяг өөр байна.

4. Температур мэдрэгч

Энд би DS18B20 температур мэдрэгчийг ашигласан. Энэ нь Arduino-той холбогдохын тулд нэг утастай протокол ашигладаг.

Алхам 2: Breadboard тест хийх

Нэгдүгээрт, бид хэлхээний самбар дээр самбар хийх болно. Гагнуургүй талхны хавтангийн гол давуу тал нь гагнуургүй байх явдал юм. Тиймээс та шаардлагатай бол бүрэлдэхүүн хэсэг, залгуурыг салгаснаар дизайныг хялбархан өөрчлөх боломжтой болно.

Талхны хавтангийн туршилтыг хийсний дараа би цоолсон самбар дээр хэлхээ хийсэн

Алхам 3: Arduino самбарыг бэлтгэ

Arduino Pro Micro нь толгойн зүүг гагнахгүйгээр ирдэг. Тиймээс та эхлээд Arduino руу толгойг гагнах хэрэгтэй.

Эр толгойнуудаа тал талаас нь урагш нь доош нь харуулан тавь. Толгойг суулгасны дараа та Arduino самбарыг толгойн зүү дээр амархан буулгаж болно. Дараа нь бүх зүүг Arduino самбар дээр гагнана.

Алхам 4: Толгойн хэсгийг бэлтгэ

Arduino, OLED дэлгэц, одоогийн мэдрэгч, температур мэдрэгчийг холбохын тулд эмэгтэй шулуун толгойн зүү хэрэгтэй болно. Хэрэв та шулуун толгой худалдаж авбал эд ангиудыг ашиглахад хэтэрхий урт байх болно. Тиймээс та тэдгээрийг зохих уртаар нь тайрах хэрэгтэй болно. Би тайрч авахын тулд хусуур ашигласан.

Толгойн талаархи дэлгэрэнгүй мэдээллийг энд оруулав

1. Arduino Board - 2 x 12 голтой

2. INA219 - 1 х 6 тээглүүр

3. OLED - 1 х 4 зүү

4. Темп. Мэдрэгч - 1 х 3 зүү

Алхам 5: Эмэгтэй толгойг гагнах

Эмэгтэй толгойн зүүг бэлтгэсний дараа цоолсон хавтан дээр гагнана. Толгойн тээглүүрийг гагнсаны дараа бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд хоорондоо бүрэн нийцэж байгаа эсэхийг шалгаарай.

Анхаарна уу: Би одоогийн мэдрэгчийг эмэгтэй толгойгоор биш шууд самбар дээр гагнахыг зөвлөж байна.

Би INA2199 -ийг бусад төслүүдэд дахин ашиглахын тулд толгойн зүүгээр холбогдсон.

Алхам 6: Температур мэдрэгчийг холбоно уу

Энд би TO-92 багц дахь DS18B20 температур мэдрэгчийг ашиглаж байна. Хялбар орлуулалтыг авч үзээд би 3 зүү эмэгтэй толгойг ашигласан. Гэхдээ та мэдрэгчийг цоолсон самбар дээр шууд гагнах боломжтой.

Алхам 7: Шураг терминалуудыг гагнах

Энд шураг терминалуудыг самбартай гадуур холбоход ашигладаг. Гадаад холболтууд нь

1. Эх сурвалж (Зай / Нарны хавтан)

2. Ачаалал

3. Arduino -ийн цахилгаан хангамж

Цэнхэр шураг терминал нь Arduino -ийг цахилгаан хангамжид, хоёр ногоон терминал нь эх үүсвэр ба ачааллыг холбоход хэрэглэгддэг.

Алхам 8: Цахилгаан хэлхээг хий

Эмэгтэй толгой ба шураг хавчаарыг гагнсаны дараа дээр дурдсан схемийн дагуу дэвсгэрийг холбох хэрэгтэй.

Холболтууд нэлээд урагшаа чиглэсэн байдаг

INA219 / OLED -> Arduino

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D3

DS18B20 -> Arduino

GND -> GND

DQ -> D4 нь 4.7K татах эсэргүүцэлтэй

VCC -> VCC

Эцэст нь схемийн дагуу шураг терминалуудыг холбоно уу.

Би хэлхээ хийхийн тулд 24AWG өнгийн утас ашигласан. Утасыг схемийн дагуу гагнах.

Алхам 9: Зөрчилдөөнийг бэхжүүлэх

Гагнах, утсыг холбосны дараа бэхэлгээг 4 буланд холбоно. Энэ нь газраас гагнуурын үе ба утаснуудад хангалттай цэвэрлэгээ хийх болно.

Алхам 10: ПХБ -ийн дизайн

Би энэ төсөлд зориулж тусгай ПХБ хийжээ. Өнөөгийн цар тахал болсон COVID-19 нөхцөл байдлын улмаас би энэ ПХБ-д захиалга өгөх боломжгүй байна. Тиймээс би ПХБ -ийг хараахан туршиж үзээгүй байна.

Та Gerber файлуудыг PCBWay дээрээс татаж авах боломжтой

Та PCBWay -аас захиалга өгөхөд би ажилдаа оруулсан хувь нэмрийнхээ төлөө PCBWay -ээс 10% -ийн хандив авах болно. Таны өчүүхэн туслалцаа намайг ирээдүйд илүү гайхалтай ажил хийхийг урамшуулж магадгүй юм. Хамтран ажилласан танд баярлалаа.

Алхам 11: Эрчим хүч ба энерги

Эрчим хүч: Эрчим хүч нь хүчдэл (вольт) ба гүйдлийн (Amp) бүтээгдэхүүн юм.

P = VxI

Эрчим хүчний нэгж нь ватт эсвэл кВт юм

Эрчим хүч: Эрчим хүч бол хүч (ватт) ба цаг (цаг) -ийн бүтээгдэхүүн юм.

E = Pxt

Эрчим хүчний нэгж нь ватт цаг эсвэл киловатт цаг (кВтц)

Хүчин чадал: Хүчин чадал нь одоогийн (амп) ба цаг (цаг) -ийн үржвэр юм.

C = I x t

Хүчин чадлын нэгж нь Amp-Hour юм

Дээрх хүч, энергийг хянахын тулд логикийг програм хангамж дээр хэрэгжүүлдэг бөгөөд параметрүүдийг 0.96 инчийн OLED дэлгэц дээр харуулдаг.

Зургийн кредит: imgoat

Алхам 12: Програм хангамж ба номын сан

Нэгдүгээрт, доор хавсаргасан кодыг татаж авна уу. Дараа нь дараах сангуудыг татаж аваад суулгаарай.

1. Adafruit INA219 номын сан

2. Adafruit SSD1306 номын сан

3. Далласын температур

Бүх номын санг суулгасны дараа зөв самбар болон COM портыг тохируулаад кодыг байршуулна уу.

Алхам 13: Эцсийн шалгалт

Самбарыг туршихын тулд би 12V батерейг эх үүсвэр, 3W LED -ийг ачаалал болгон холбосон.

Батерей нь Arduino -ийн доор байрлах шураг терминал, LED нь INA219 -ийн доор байрлах шураг терминал руу холбогдсон байна. LiPo батерей нь цэнхэр шураг терминал дээр холбогдсон бөгөөд слайд унтраалгыг ашиглан хэлхээг асаана.

OLED дэлгэц дээр та бүх параметрүүдийг харж болно.

Эхний баганад байгаа параметрүүд нь

1. Хүчдэл

2. Одоогийн

3. Эрчим хүч

Хоёр дахь баганад байгаа параметрүүд нь

1. Эрчим хүч

2. Хүчин чадал

3. Температур

Нарийвчлалыг шалгахын тулд дээр дурдсан шиг би мультиметр, шалгагчаа ашигласан. Нарийвчлал нь тэдэнд ойрхон байдаг. Энэхүү халаасны хэмжээтэй гаджетад үнэхээр сэтгэл хангалуун байна.

Миний зааврыг уншсанд баярлалаа. Хэрэв танд миний төсөл таалагдсан бол хуваалцахаа бүү мартаарай. Сэтгэгдэл, санал хүсэлтийг үргэлж хүлээж авах боломжтой.