Arduino Хос сувгийн хүчдэл мэдрэгчийн модуль: 8 алхам

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

Би зааварчилгаа бичсэнээс хойш хэдэн жил өнгөрч байна, эргэж ирэх цаг боллоо гэж би бодож байсан. Би хүчдэлийн мэдрэгч бүтээхийг хүсч байсан бөгөөд ингэснээр би вандан санд цахилгаан тэжээлээ холбох боломжтой болсон. Би хоёр сувгийн хувьсах тэжээлийн хангамжтай, дэлгэцгүй тул хүчдэлийг тохируулахын тулд вольтметр ашиглах шаардлагатай болно. Би цахилгаан инженер, программист биш, үүнийг хобби маягаар хийдэг. Би энд юу бүтээхээ тайлбарлах болно гэж хэлсэн бөгөөд энэ нь хамгийн сайн дизайн эсвэл хамгийн сайн кодчилол биш байж магадгүй ч би чадах бүхнээ хийх болно.

Алхам 1: Төслийн тухай

Нэгдүгээрт, энэ бол илүү тогтвортой, найдвартай зүйлийн урьдчилсан загвар бөгөөд зарим бүрэлдэхүүн хэсгүүд эцсийн дизайнаар дуусахгүй. Ихэнх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг найдвартай байдлаас нь биш зөвхөн бэлэн байдлаас нь шалтгаалан сонгосон (би тэдгээрийг гэртээ байсан). Энэхүү загвар нь 15В хүчдэлийн тэжээлд зориулагдсан боловч та хэд хэдэн идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сольж, ямар ч хүчдэл эсвэл гүйдэл дээр ажиллах боломжтой. Одоогийн мэдрэгчийг 5А, 20А, 30А хэлбэрээр авах боломжтой бөгөөд та зөвхөн гүйдлийн хүчийг сонгож, кодыг өөрчилж болно, хүчдэл мэдрэгчийн тусламжтайгаар резисторийн утга, кодыг өөрчилж, илүү өндөр хүчдэлийг хэмжих боломжтой болно.

ПХБ -д тогтоосон утга байхгүй, учир нь та эрчим хүчний хангамжийн хэрэгцээг хангахын тулд идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сольж болно. Үүнийг ямар ч цахилгаан хангамжид нэмж оруулахаар зохион бүтээсэн болно.

Алхам 2: Хүчдэл мэдрэгч

Бид хүчдэлийн мэдрэгч ба гүйдлийн мэдрэгчээс эхэлнэ. Би Arduino Mega -ийг ашиглан хэлхээ болон кодыг туршиж байгаа тул над шиг эхлэгчдийн зарим нь модулийг талхны тавцан дээр суурилуулахын оронд өөрөө хийж, туршиж үзэх боломжтой.

Бид зөвхөн Arduino-ийн аналог оролтыг ашиглан 0-5 вольтыг хэмжих боломжтой. 15 вольт хүртэл хэмжих чадвартай байхын тулд хүчдэл хуваагч үүсгэх шаардлагатай бөгөөд хүчдэл хуваагч нь маш энгийн бөгөөд зөвхөн 2 резистор ашиглан үүсгэгдэх боломжтой бөгөөд энэ тохиолдолд бид 30k ба 7.5k хүчийг ашиглах болно. 5: 1 харьцаатай тул бид 0-25 вольтын утгыг хэмжих боломжтой.

Хүчдэл мэдрэгчийн эд ангиудын жагсаалт

R1, R3 30k эсэргүүцэл

R2, R4 7.5k эсэргүүцэл

Алхам 3: Одоогийн мэдрэгч

Одоогийн мэдрэгчийн хувьд би Allegro -ийн хийсэн ACS712 -ийг ашиглах гэж байна. Миний хэлэх ёстой хамгийн эхний зүйл бол энэ мэдрэгч нь тийм ч нарийвчлалтай биш гэдгийг мэдэж байгаа боловч энэ модулийг зохион бүтээхдээ гартаа барьж байсан зүйл юм. ACS712 -ийг зөвхөн гадаргуу дээр суурилуулах боломжтой бөгөөд энэ модульд ашигладаг цөөхөн хэдэн SMD бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм.

Одоогийн мэдрэгчийн хэсгүүдийн жагсаалт

IC2, IC3 ASC712ELC-05A

C1, C3 1nF конденсатор

C2, C4 0.1uF конденсатор

Алхам 4: Температур мэдрэгч ба сэнс

Ихэнх цахилгаан хангамж нь сайн дулаан ялгаруулдаг тул бид хэт халалтаас хамгаалах шаардлагатай байдаг тул би температурын хяналтыг модульд нэмж оруулахаар шийдсэн. Температур мэдрэгчийн хувьд би HDT11, сэнсний удирдлагын хувьд 5V CPU сэнсийг ажиллуулахын тулд 2N7000 N-Channel MOSFET ашиглах болно. Цахилгаан хэлхээ нь маш энгийн бөгөөд бид транзисторын ус зайлуулах хоолойд хүчдэл өгөх ёстой бөгөөд хаалган дээр эерэг хүчдэл өгдөг, энэ тохиолдолд бид хүчдэлийг хангахын тулд arduino -ийн дижитал гаралтыг ашиглаж, сэнс асаах боломжийг олгодог. эрч хүчтэй.

Код нь маш энгийн бөгөөд хэрэв температур нь бидний тогтоосон утгаас өндөр байвал гаралтын зүүг HIGH болгож сэнс асдаг бол DHT11 мэдрэгчээс температурын заалтыг авдаг. Температур тогтоосон хэмээс доогуур байвал сэнс унтрах болно. Би кодоо шалгахын тулд талхны самбар дээр хэлхээг бүтээсэн, би үүрэн дээрээ хурдан зураг авсан, тийм ч сайн уучлаарай, гэхдээ схемийг ойлгоход хялбар байдаг.

Температур мэдрэгч ба сэнсний хэсгүүдийн жагсаалт

J2 DHT11 температур мэдрэгч

R8 10K эсэргүүцэл

J1 5V сэнс

Q1 2N7000 MOSFET

D1 1N4004 диод

R6 10K эсэргүүцэл

R7 47K эсэргүүцэл

Алхам 5: Цахилгаан хэлхээ

Модуль нь 5V дээр ажилладаг тул бидэнд тогтвортой тэжээлийн эх үүсвэр хэрэгтэй. Би L7805 хүчдэлийн зохицуулагчийг тогтмол 5V тэжээлээр хангахын тулд ашигладаг бөгөөд энэ хэлхээний талаар тийм ч их зүйл ярьдаггүй.

Цахилгаан хэлхээний хэсгүүдийн жагсаалт

1 L7805 хүчдэлийн зохицуулагч

C8 0.33uF конденсатор

C9 0.1uF конденсатор

Алхам 6: LCD ба цуваа гаралт

Би LCD -ийг ашиглан модулийг зохион бүтээсэн боловч дараа нь дибаг хийх зорилгоор цуваа гаралтыг нэмж оруулахаар шийдсэн. Би I2C LCD -ийг хэрхэн яаж тохируулах талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл өгөх гэж байгаа юм биш, учир нь би үүнийг өмнөх зааварчилгаа бүхий I2C LCD дээр аль хэдийн багтаасан байсан. Үйл ажиллагааг харуулахын тулд LED -ийг Tx & Rx шугамд хялбархан оруулсан. Би модульд холбогдсон USB адаптерийг ашигладаг бөгөөд дараа нь Arduino IDE дээр цуваа дэлгэцийг нээж, бүх утгыг харж, бүх зүйл зохих ёсоор ажиллаж байгаа эсэхийг шалгаарай.

LCD ба цуваа гаралтын хэсгүүдийн жагсаалт

I2C 16x2 I2C LCD (20x4 нэмэлт)

LED7, LED8 0603 SMD LED

R12, R21 1K R0603 SMD резистор

Алхам 7: ISP програмчлал ба ATMega328P

Энэ модулийг өөр өөр тохиргоонд зориулан бүтээсэн загвар гэж би эхэнд дурдсанчлан бид ATMega328 програмчлах, ноорогоо байршуулах арга замыг нэмж оруулах хэрэгтэй. Модулийг програмчлах хэд хэдэн арга байдаг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь Arduino -ийг өмнөх зааварчилгаагаар ачаалах ATMega -ийн нэгэн адил ISP програмист болгон ашиглах явдал юм.

Тэмдэглэл:

- ISP -ийн зургийг Arduino дээр ачаалахад конденсатор хэрэггүй, ачаалагчийг шатааж, хүчдэлийн мэдрэгчийн ноорогыг байршуулахад танд хэрэгтэй болно.

-Arduino IDE -ийн шинэ хувилбаруудын хувьд та 10 -р зүүг ATMega328 -ийн 1 RESET зүү рүү холбох хэрэгтэй.

ISP & ATMega328P хэлхээний хэсгүүдийн жагсаалт

U1 ATMega328P

XTAL1 16MHz HC-49S Crsytal

C5, C6 22pf конденсаторууд

ISP1 6 зүү толгой

R5 10K эсэргүүцэл

3x4x2 Tact SMD шилжүүлэгчийг дахин тохируулах

Алхам 8: Тэмдэглэл ба файлууд

Энэ бол миний санааг ажлын төхөөрөмжид оруулах нэг арга байсан юм. Өмнө дурьдсанчлан миний Хос сувгийн вандан цахилгаан хангамжийн өчүүхэн нэмэлт юм. Би өөрийн модулийг бүтээхэд хэрэгтэй бүх зүйл, бүх Eagle CAD файлууд, схемүүдийг оруулсан болно. Би Arduino -ийн ноорогыг оруулсан бөгөөд маш энгийн бөгөөд ойлгох, өөрчлөхөд хялбар болгохыг хичээсэн. Хэрэв танд ямар нэгэн асуулт байвал чөлөөтэй асуугаарай, би хариулахыг хичээх болно. Энэ бол нээлттэй төсөл бөгөөд санал хүсэлтийг хүлээж авах боломжтой. Би аль болох их мэдээлэл оруулахыг хичээдэг ч Arduino тэмцээний талаар оройтож мэдээд үүнийг оруулахыг хүссэн юм. Үлдсэнийг нь удахгүй бичих болно, би SMD бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (резистор, LED) устгаад TH бүрэлдэхүүн хэсгүүдээр сольсон, зөвхөн SMD бүрэлдэхүүн хэсэг нь одоогийн мэдрэгч юм, учир нь энэ нь зөвхөн SOIC багцад байдаг, ZIP файл нь TH бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй файлууд.