Arduino ашиглан сүлжээний давтамжийг хэмжих: 7 алхам (зурагтай)

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

4 -р сарын 3 -нд Энэтхэгийн Ерөнхий сайд Шри. Нарендра Моди Энэтхэгчүүдийг 4 -р сарын 5 -ны оройн 21:00 цагт гэрлээ унтрааж, чийдэнгээ (Дия) асаахыг Энэтхэгт хандан Корона вирусын эсрэг тэмцэж буйг уриалжээ. Энэ мэдэгдлийг хийсний дараа олон нийтийн сүлжээнд цахилгаан сүлжээ тасарсны улмаас бүрэн тасалдах болно гэсэн эмх замбараагүй байдал үүсэв.

Би цахилгааны инженерийн оюутан байхдаа цахилгаан сүлжээнд ачаалал гэнэт буурсны үр нөлөөг харахыг хүссэн юм. Нөлөөлөлд өртдөг параметрүүдийн нэг бол давтамж юм. Тиймээс би байшингийнхаа цахилгааны залгуураас хүчдэлийн давтамжийг хэмжих төхөөрөмж хийхээр шийдсэн. Энэхүү жижиг туршилтын хувьд хэмжсэн утгын нарийвчлал чухал биш гэдгийг анхаарна уу, учир нь би зөвхөн давтамжийн өөрчлөлтийг ажиглахыг хүссэн юм.

Энэхүү зааварт би сүлжээ хэрхэн яаж эвдэрч болохыг хурдан тайлбарлаж, дараа нь давтамжийг хэрхэн хэмжсэнээ харуулах болно.

Алхам 1: Яагаад санаа зовдог вэ?

Цахилгаан сүлжээ нь олон хүчин зүйлийн улмаас эвдэрч болзошгүй бөгөөд тэдгээрийн нэг нь ачаалал гэнэт буурах явдал юм. Цахилгааны мэдлэггүй хүн үүнийг ойлгохын тулд би үүнийг хамгийн энгийн байдлаар тайлбарлахыг хичээх болно.

Давтамж гэж юу вэ? Энэ нь хувьсах гүйдлийн долгион нэг секундэд хэдэн удаа давтагдахыг хэлнэ. Энэтхэгт давтамж нь 50 Гц байдаг бөгөөд энэ нь хувьсах гүйдлийн долгион нэг секундын дотор 50 удаа давтагддаг гэсэн үг юм.

Аливаа цахилгаан станцад турбин байдаг бөгөөд энэ нь эргэлтэт механик төхөөрөмж бөгөөд шингэний урсгалаас (уур, ус, хий гэх мэт) энерги гаргаж, түүнийг ашигтай ажил (механик энерги) болгон хувиргадаг. Энэхүү турбиныг генераторт холбосон (холбосон). Генератор нь энэхүү механик энергийг бидний гэрт авдаг цахилгаан энерги болгон хувиргадаг.

Энэ тайлбарыг хийхийн тулд уурын цахилгаан станцыг авч үзье. Энд өндөр даралттай уурыг турбиныг эргүүлэхэд ашигладаг бөгөөд энэ нь генераторыг эргүүлж, цахилгаан үйлдвэрлэдэг. Би генератор хэрхэн ажилладаг талаар ярихгүй, гэхдээ үүсгэсэн хүчдэлийн давтамж нь генераторын эргэх хурдтай шууд холбоотой гэдгийг санаарай. Хэрэв хурд нэмэгдвэл давтамж нэмэгдэх бөгөөд эсрэгээрээ. Генератор ямар ч ачаалалд холбогдоогүй гэж үзье. Генераторыг давтамж 50 Гц болтол турбины уурын хэмжээг нэмэгдүүлэх замаар хурдасгадаг. Генератор одоо цахилгаан дамжуулахад бэлэн байна. Генераторыг ачаалалд (эсвэл сүлжээнд) холбосон даруйд түүний ороомогоор гүйдэл гүйж, хурд нь буурч, давтамж нь буурдаг. Гэхдээ зохицуулалтын стандартын дагуу давтамж нь тодорхой мужид байх ёстой. Энэтхэгт энэ нь +/- 3%, өөрөөр хэлбэл 48.5 Гц-аас 51.5 Гц хүртэл байдаг. Одоо хурд буурснаас болж буурсан давтамжийг нөхөхийн тулд уурын оролтыг давтамж дахин 50 Гц болох хүртэл нэмэгдүүлнэ. Энэ процесс үргэлжилж байна. Ачаалал нэмэгдэж, хурд буурч, давтамж буурч, уурын оролт нэмэгдэж, генераторыг хурдасгадаг. Энэ бүхэн Засаг дарга гэж нэрлэгддэг төхөөрөмжийг ашиглан автоматаар хийгддэг. Энэ нь генераторын хурдыг (эсвэл давтамжийг) хянадаг бөгөөд үүний дагуу уурын оролтыг тохируулдаг. Ихэнх хэсэг нь механик байдаг тул өөрчлөлтүүд хүчин төгөлдөр болоход хэдхэн секунд шаардагдана.

Генератор дээрх бүх ачааллыг гэнэт арилгасан гэж үзье. Бид өмнө нь нэмэгдсэн ачааллыг нөхөхийн тулд уурын оролтыг нэмэгдүүлснээс хойш генератор ердийн хурдаасаа илүү хурдтай ажилладаг. Захирагч уурын оролтыг мэдэрч, өөрчлөхөөс өмнө генератор маш хурдан хурдасдаг тул давтамж нь дээд хязгаарыг давдаг. Зохицуулалтын стандартын дагуу үүнийг зөвшөөрдөггүй тул хэт давтамжийн улмаас генератор сүлжээнээс салдаг (эсвэл салгагдсан байдаг).

Энэтхэгт бид нэг үндэстэн - нэг сүлжээтэй бөгөөд энэ нь Энэтхэг дэх бүх генераторууд нэг сүлжээнд холбогдсон гэсэн үг юм. Энэ нь улс орны аль ч хэсэгт хүч дамжуулахад тусалдаг. Гэхдээ нэг сул тал бий. Тус улсын аль ч хэсэгт гарсан асар том гэмтэл нь бусад хэсэгт хурдан тархаж, улмаар сүлжээ бүхэлдээ гацах болно. Тиймээс бүхэл бүтэн улс хүчгүй үлдэх болно!

Алхам 2: Төлөвлөгөө

Төлөвлөгөө нь хүчдэлийн давтамжийг тогтоосон хугацаанд хэмжих явдал юм.

230V AC-ийг 15V AC болгон бууруулахад төв товчлууртай трансформаторыг ашигладаг.

RTC модуль нь бодит цагийг өгдөг.

Өгөгдөл (Цаг ба давтамж) хоёулаа Micro SD картад хоёр тусдаа файлд хадгалагдана. Туршилт дууссаны дараа өгөгдлийг Excel хуудас руу оруулж, график үүсгэж болно.

Давтамжийг харуулахын тулд LCD дэлгэц ашиглах болно.

Анхаар! Та AC сүлжээнд үхлийн аюултай хүчдэлтэй ажиллах болно. Та юу хийж байгаагаа мэдэж байж л үргэлжлүүлээрэй. Цахилгаан нь хоёр дахь боломжийг олгодоггүй

Алхам 3: Танд хэрэгтэй зүйлс

1 удаа Arduino Nano

1х16х2 хэмжээтэй LCD дэлгэц

1x DS3231 бодит цагийн модуль

1x Micro SD картны модуль

1х төв трансформатор (15V-0-15V)

2х 10к эсэргүүцэл

1x 1k эсэргүүцэл

1х 39k эсэргүүцэл

1x 2N2222A NPN транзистор

1x 1N4007 диод

Алхам 4: Аливаа зүйлийг нэгтгэх

Барилга угсралтын схемийг энд хавсаргасан болно. Би үүнийг талхны тавцан дээр барих болно, гэхдээ та үүнийг самбар ашиглан эсвэл байнгын ПХБ хийх замаар илүү байнгын болгох боломжтой.

Трансформаторын 'R3' зөв утгыг сонгохдоо:

R3 ба R4 нь хүчдэл хуваагч үүсгэдэг бөгөөд хувьсах гүйдлийн хүчдэлийн оргил 5В -оос хэтрэхгүй байхаар утгыг сонгоно. Тиймээс, хэрэв та өөр өөр үнэлгээтэй өөр трансформатор ашиглахаар төлөвлөж байгаа бол R3 -ийг бас өөрчлөх ёстой. Трансформатор дээр өгсөн хүчдэлийн үнэлгээ нь RMS -т байдаг гэдгийг санаарай. Миний хувьд энэ нь 15-0-15 байна.

Үүнийг шалгахын тулд мултиметр ашиглана уу. Хэмжсэн хүчдэл нь ихэвчлэн 15 В -оос их байх болно. Миний хувьд энэ нь 17.5V орчим байсан. Оргил утга нь 17.5 x sqrt (2) = 24.74V байх болно. Энэ хүчдэл нь 2N2222A транзисторын хамгийн их хаалга ялгаруулагч хүчдэлээс (6V) хамаагүй өндөр юм. Дээрх зурагт үзүүлсэн хүчдэл хуваагчийн томъёог ашиглан бид R3 -ийн утгыг тооцоолж болно.

SD картны модульд зориулсан холболтууд:

Модуль нь харилцаанд SPI ашигладаг.

• MISO -аас D12 хүртэл
• MOSI -ээс D11 хүртэл
• SC13 -аас D13 хүртэл
• CS/SS -аас D10 хүртэл (Та чип сонгоход дурын зүү ашиглаж болно)

SD картыг эхлээд FAT гэж форматласан эсэхийг шалгаарай.

RTC модулийн холболтууд

Энэ модуль нь харилцаа холбооны хувьд I2C ашигладаг.

• SDA -аас А4 хүртэл
• SCL -ийг A5 болгоно

LCD дэлгэцийн холболтууд

• RST -ээс D9 хүртэл
• EN -ээс D8 хүртэл
• D4 -ээс D7 хүртэл
• D5 -аас D6 хүртэл
• D6 -аас D5 хүртэл
• D7 -ээс D4 хүртэл
• GND руу R/W

Алхам 5: Кодлох цаг

Кодыг энд хавсаргасан болно. Arduino IDE ашиглан татаж аваад нээнэ үү. Байршуулахаасаа өмнө DS3231 номын санг суулгасан эсэхээ шалгаарай. Би энэ вэбсайтаас хэрэгтэй мэдээлэл олж авлаа.

RTC -ийг тохируулах:

1. 2032 төрлийн зоосон зайг оруулна уу.
2. Үзүүлсэн жишээнүүдээс DS3231_Serial_Easy -ийг нээнэ үү.
3. 3 мөрийг тайлж, зураг дээр үзүүлсэн шиг цаг, огноог оруулна уу.
4. Ноорогоо Arduino дээр байршуулаад цуваа дэлгэцийг нээнэ үү. Бодын хурдыг 115200 гэж тохируулна уу. Та 1 секунд тутамд үргэлжлэн сэргээгдэх цагийг харах боломжтой байх ёстой.
5. Одоо Arduino -г салгаад хэдэн секундын дараа дахин залгаарай. Цуваа дэлгэцийг үзнэ үү. Энэ нь бодит цаг хугацаанд харуулах ёстой.

Дууссан! RTC байгуулагдсан. Огноо, цагийг тохируулахын тулд энэ алхамыг зөвхөн нэг удаа хийх ёстой.

Алхам 6: Өгөгдлийг боловсруулах

Туршилт дууссаны дараа бичил SD картыг модулиас салгаад карт уншигч ашиглан компьютерт холбоно уу. FREQ.txt болон TIME.txt нэртэй хоёр текст файл байх болно.

Эдгээр файлуудын контентыг хуулж, excel хуудсан дээр хоёр тусдаа баганад (Цаг ба давтамж) оруулна уу.

Оруулах> График дээр дарна уу. Excel нь хуудсан дээрх өгөгдлийг автоматаар шалгаж, график зурах ёстой.

Босоо тэнхлэгийн нарийвчлалыг нэмэгдүүлэхийн тулд хэлбэлзэл нь тодорхой харагдаж байна. Google Хүснэгтэд тохируулах> Босоо тэнхлэг> Мин. = 49.5 ба Макс. = 50.5

Алхам 7: Үр дүн

Ачаалал дахин асах үед 21:00 (21:00) орчимд ачаалал тасарч, 21:10 (21:10) орчимд давтамж буурч байгаа тул давтамж бага зэрэг нэмэгдсэнийг бид тодорхой харж байна. Давтамж нь хүлцлийн мужид (+/- 3%), өөрөөр хэлбэл 48.5 Гц-аас 51.5 Гц хүртэл байдаг тул сүлжээнд хор хөнөөл учруулахгүй.

Энэтхэгийн Засгийн газрын Төрийн сайд ноён РК Сингхээс авсан жиргээ нь миний авсан үр дүн маш үнэн зөв болохыг баталж байна.

Эцсээ хүртэл наалдсанд баярлалаа. Та бүхэнд энэ төсөл таалагдаж, өнөөдөр шинэ зүйл сурсан гэж найдаж байна. Хэрэв та өөрөө өөртөө зориулж хийсэн бол надад мэдэгдээрэй. Ийм төслүүдийг үзэхийн тулд миний YouTube сувгийг захиалаарай.