Arduino divkanālu sprieguma sensora modulis: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Ir pagājuši daži gadi, kopš esmu uzrakstījis pamācību, es domāju, ka ir pienācis laiks atgriezties. Es vēlējos izveidot sprieguma sensoru, lai varētu pieslēgties pie sava stenda barošanas avota. Man ir divu kanālu mainīga barošanas avots, tam nav displeja, tāpēc sprieguma iestatīšanai jāizmanto voltmetrs. Es neesmu elektroinženieris vai programmētājs, es to daru kā hobijs. Teicis, ka es aprakstīšu to, ko mēs šeit veidosim, un tas, iespējams, nav labākais dizains vai labākā kodēšana, bet es darīšu visu iespējamo.

1. darbība. Par projektu

Pirmkārt, tas ir tikai sākotnējs plāns kaut kam stabilākam un uzticamākam, daži komponenti nebeigsies galīgajā dizainā. Lielākā daļa komponentu ir izvēlēti tikai pieejamības dēļ (man tie bija manā mājā), nevis uzticamības dēļ. Šis dizains ir paredzēts 15 V barošanas avotam, taču jūs varat nomainīt dažus pasīvos komponentus un panākt, lai tas darbotos pie jebkura sprieguma vai strāvas. Pašreizējie sensori ir pieejami 5A, 20A un 30A, jūs varat vienkārši izvēlēties strāvas stiprumu un modificēt kodu, to pašu ar sprieguma sensoru varat mainīt rezistoru vērtību un kodu, lai izmērītu lielāku spriegumu.

PCB nav noteiktu vērtību, jo jūs varat nomainīt pasīvās sastāvdaļas, lai apmierinātu jūsu barošanas avota vajadzības. Tas ir paredzēts pievienošanai jebkuram barošanas avotam.

2. solis: sprieguma sensori

Sāksim ar sprieguma sensoriem un strāvas sensoriem. Es izmantoju Arduino Mega, lai pārbaudītu ķēdes un kodu, tāpēc daži iesācēji, piemēram, es, var izveidot un pārbaudīt savus lidojuma laikā, nevis visu moduli veidot uz maizes dēļa.

Mēs varam izmērīt tikai 0–5 voltus, izmantojot Arduino analogās ieejas. Lai mēs varētu izmērīt līdz 15 voltiem, mums ir jāizveido sprieguma dalītājs, sprieguma dalītāji ir ļoti vienkārši, un tos var izveidot, izmantojot tikai 2 rezistorus, šajā gadījumā mēs izmantojam 30k un 7,5k, kas mums dotu attiecība 5: 1, lai mēs varētu izmērīt 0-25 voltu vērtības.

Sprieguma sensora detaļu saraksts

R1, R3 30k Rezistori

R2, R4 7.5k Rezistori

3. darbība. Pašreizējie sensori

Pašreizējiem sensoriem es izmantošu Allegro izgatavoto ACS712. Tagad pirmā lieta, kas man jāpiemin, ir tā, ka es zinu, ka šie sensori nav ļoti precīzi, bet tas bija tas, kas man bija pie rokas, veidojot šo moduli. ACS712 ir pieejams tikai virsmas stiprinājuma iepakojumā, un tas ir viens no nedaudzajiem SMD komponentiem, kas tiek izmantoti šajā modulī.

Pašreizējo sensoru detaļu saraksts

IC2, IC3 ASC712ELC-05A

C1, C3 1nF kondensators

C2, C4 0.1uF kondensators

4. solis: temperatūras sensors un ventilators

Es nolēmu modulim pievienot temperatūras kontroli, jo lielākā daļa barošanas avotu rada labu siltuma daudzumu, un mums ir nepieciešama aizsardzība pret pārkaršanu. Temperatūras sensoram es izmantoju HDT11 un ventilatora vadībai mēs izmantosim 2N7000 N kanālu MOSFET, lai darbinātu 5 V CPU ventilatoru. Ķēde ir diezgan vienkārša, mums jāpieliek spriegums tranzistora iztukšošanai un jāpieliek pozitīvs spriegums vārtiem, šajā gadījumā mēs izmantojam arduino digitālo izeju, lai nodrošinātu šo spriegumu, un tranzistors ieslēdzas, ļaujot ventilatoram ieslēgties aktivizēts.

Kods ir ļoti vienkāršs, mēs ņemam temperatūras nolasījumu no DHT11 sensora, ja temperatūra ir augstāka par mūsu iestatīto vērtību, tā nosaka izejas tapu HIGH un ventilators ieslēdzas. Tiklīdz temperatūra nokrītas zem noteiktās temperatūras, ventilators izslēdzas. Es izveidoju shēmu savā maizes dēļā, lai pārbaudītu savu kodu, ar savu šūnu uzņēmu dažas ātras bildes, ne pārāk labi, atvainojiet, bet shematisko shēmu ir viegli saprast.

Temperatūras sensora un ventilatora detaļu saraksts

J2 DHT11 temperatūras sensors

R8 10K rezistors

J1 5V VENTILATORS

Q1 2N7000 MOSFET

D1 1N4004 Diode

R6 10K rezistors

R7 47K rezistors

5. darbība: strāvas ķēde

Modulis darbojas ar 5 V spriegumu, tāpēc mums ir nepieciešams stabils barošanas avots. Es izmantoju sprieguma regulatoru L7805, lai nodrošinātu pastāvīgu 5 V barošanu, par šo ķēdi nav daudz ko teikt.

Strāvas ķēdes daļu saraksts

1 L7805 sprieguma regulators

C8 0.33uF kondensators

C9 0.1uF kondensators

6. solis: LCD un sērijas izejas

Es izstrādāju moduli izmantošanai, ņemot vērā LCD, bet pēc tam nolēmu pievienot sērijas izvadi atkļūdošanas nolūkos. Es neiedziļināšos sīkāk, kā iestatīt I2C LCD, jo es to jau esmu aprakstījis iepriekšējā pamācāmā I2C LCD. Vienkāršs veids, kā pievienot gaismas diodes Tx & Rx līnijām, lai parādītu darbību. Es izmantoju USB -seriālo adapteri, ko savienoju ar moduli, pēc tam atveru sērijas monitoru Arduino IDE un varu redzēt visas vērtības, pārliecināties, vai viss darbojas tā, kā vajadzētu.

LCD un sērijveida izejas daļu saraksts

I2C 16x2 I2C LCD (20x4 pēc izvēles)

LED7, LED8 0603 SMD LED

R12, R21 1K R0603 SMD rezistors

7. darbība: ISP programmēšana un ATMega328P

Kā jau sākumā minēju, šis modulis ir paredzēts dažādām konfigurācijām, mums jāpievieno veids, kā programmēt ATMega328 un augšupielādēt mūsu skices. Ir vairāki veidi, kā programmēt moduli, viens no tiem ir izmantot Arduino kā ISP programmētāju, piemēram, vienā no manām iepriekšējām Instructable Bootloading ATMega ar Arduino mega.

Piezīmes:

- Jums nav nepieciešams kondensators, lai ielādētu ISP skici Arduino, jums tas ir nepieciešams, lai ierakstītu sāknēšanas ielādētāju un augšupielādētu sprieguma sensora skici.

-Jaunākās Arduino IDE versijās jums ir jāpievieno 10. tapa ar ATMega328 1. atiestatīšanas tapu.

ISP un ATMega328P ķēdes daļu saraksts

U1 ATMega328P

XTAL1 16MHz HC-49S Crsytal

C5, C6 22pf kondensatori

ISP1 6 kontaktu galvene

R5 10K rezistors

Atiestatīt 3x4x2 Tact SMD slēdzi

8. darbība. Piezīmes un faili

Tas bija tikai veids, kā man ievietot dažas idejas strādājošā ierīcē, kā jau iepriekš minēju, ir tikai neliels papildinājums manam divkanālu stenda barošanas avotam. Esmu iekļāvis visu nepieciešamo, lai izveidotu savu moduli, visus Eagle CAD failus un shēmas. Esmu iekļāvis Arduino skici, tā ir ļoti vienkārša, un esmu mēģinājis padarīt to viegli saprotamu un modificējamu. Ja jums ir kādi jautājumi, lūdzu, jautājiet, es centīšos uz tiem atbildēt. Šis ir atklāts projekts, ieteikumi ir laipni gaidīti. Es cenšos ievietot pēc iespējas vairāk informācijas, bet es uzzināju par Arduino konkursu vēlu un vēlējos to iesniegt. Pārējo es rakstīšu drīz, un esmu arī noņēmis SMD komponentus (rezistorus un LED) un nomainījis tos ar TH komponentiem, vienīgais SMD komponents ir pašreizējais sensors, jo tas ir pieejams tikai SOIC iepakojumā, ZIP failā ir failus ar TH komponentiem.