Automātiskās slodzes (vakuuma) slēdzis ar ACS712 un Arduino: 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Sveiki visiem, Elektroinstrumenta lietošana slēgtā telpā ir grūstīšanās, jo visi gaisā esošie putekļi un putekļi gaisā nozīmē putekļus plaušās. Veikala atbrīvošana var novērst daļu no šī riska, taču to ieslēgt un izslēgt katru reizi, kad izmantojat rīku, ir sāpīgi.

Lai mazinātu šīs sāpes, esmu izveidojis šo automātisko slēdzi, kurā atrodas Arduino ar strāvas sensoru, lai uztvertu, kad darbojas elektroinstruments, un automātiski ieslēdz putekļsūcēju. Piecas sekundes pēc instrumenta apstāšanās apstājas arī vakuums.

Piegādes

Šī slēdža izgatavošanai es izmantoju šādas sastāvdaļas un materiālus:

• Arduino Uno -
• ACS712 strāvas sensors -
• Attiny85 -
• IC ligzda -
• Cietvielu relejs -
• 5V mehāniskais relejs -
• HLK -PM01 5V barošanas avots -
• PCB prototips -
• Vads -
• Dupont kabeļi -
• Plastmasas korpuss -
• Lodāmurs -
• Lodēt -
• Vadu izgriezumi -

1. darbība: strāvas noteikšana ar ACS712

Projekta zvaigzne ir šis ACS712 strāvas sensors, kas darbojas pēc Halles efekta principa. Strāva, kas plūst caur mikroshēmu, ģenerē magnētisko lauku, ko zāles efekta sensors nolasa un izvada spriegumu, kas ir proporcionāls strāvai, kas caur to plūst.

Ja strāva neplūst, izejas spriegums ir puse no ieejas sprieguma, un, tā kā tas mēra maiņstrāvu, kā arī līdzstrāvu, kad strāva plūst vienā virzienā, spriegums kļūst lielāks, bet, mainot strāvu, spriegums kļūst zemāks.

Ja mēs savienojam sensoru ar Arduino un uzzīmējam sensora izeju, mēs varam sekot šai uzvedībai, mērot strāvu, kas plūst caur spuldzi.

Ja mēs rūpīgāk apskatām ekrānā redzamās vērtības, mēs varam pamanīt, ka sensors ir patiešām jutīgs pret troksni, tāpēc, pat ja tas sniedz diezgan labus rādījumus, to nevar izmantot situācijās, kad nepieciešama precizitāte.

Mūsu gadījumā mums ir nepieciešama tikai vispārīga informācija, ja plūst ievērojama strāva vai ne, tāpēc troksnis, ko tas uzņem, mūs neietekmē.

2. solis: Pareiza maiņstrāvas mērīšana

Slēdzis, ko mēs veidojam, uztvers maiņstrāvas ierīces, tāpēc mums ir jāmēra maiņstrāva. Ja mēs vienkārši mērām plūstošās strāvas pašreizējo vērtību, mēs varam izmērīt jebkurā noteiktā brīdī, un tas mums var dot nepareizu norādi. Piemēram, ja mēs mērām sinusoidālā viļņa virsotnē, mēs reģistrēsim lielu strāvas plūsmu un pēc tam ieslēgsim vakuumu. Tomēr, ja mēs mērām nulles šķērsošanas vietā, mēs nereģistrēsim strāvu un kļūdaini pieņemsim, ka rīks nav ieslēgts.

Lai mazinātu šo problēmu, mums noteiktā laika posmā ir vairākas reizes jāmēra vērtības un jānosaka strāvas augstākās un zemākās vērtības. Pēc tam mēs varam aprēķināt atšķirību starp un ar formulas palīdzību attēlos, aprēķināt patieso RMS vērtību strāvai.

Patiesā RMS vērtība ir līdzvērtīga līdzstrāvas strāva, kurai vajadzētu plūst tajā pašā ķēdē, lai nodrošinātu tādu pašu izejas jaudu.

3. solis: izveidojiet prototipa shēmu

Lai sāktu mērīšanu ar sensoru, mums ir jāizjauc viens no savienojumiem ar slodzi un jānovieto divi ACS712 sensora spaili sērijveidā ar slodzi. Pēc tam sensors tiek barots no 5 V no Arduino, un tā izejas tapa ir savienota ar Uno analogo ieeju.

Lai kontrolētu veikala vac, mums ir nepieciešams relejs, lai kontrolētu izejas kontaktdakšu. Jūs varat izmantot cietvielu releju vai mehānisku, kā es izmantoju, taču pārliecinieties, vai tas ir paredzēts jūsu veikala vakancei. Pašlaik man nebija viena kanāla releja, tāpēc pagaidām izmantošu šo 2 kanālu releja moduli un vēlāk to nomainīšu.

Veikala vakuuma izejas spraudnis tiks savienots caur releju un tā parasti atvērto kontaktu. Kad relejs ir ieslēgts, ķēde tiks slēgta un veikala vakuums tiks automātiski ieslēgts.

Releju pašlaik kontrolē caur Arduino 7. tapu, tāpēc ikreiz, kad konstatējam, ka caur sensoru plūst strāva, mēs varam šo tapu nolaist zemu un ieslēgt vakuumu.

4. darbība: koda skaidrojums un līdzekļi

Patiešām jauka iezīme, ko esmu pievienojis arī projekta kodam, ir neliela kavēšanās, lai pēc instrumenta apturēšanas vakuums darbotos vēl 5 sekundes. Tas patiešām palīdzēs ar visiem putekļiem, kas veidojas, kamēr instruments pilnībā apstājas.

Lai to panāktu kodā, es izmantoju divus mainīgos lielumus, kur vispirms tiek parādīts pašreizējais laiks, kad slēdzis ir ieslēgts, un pēc tam atjauninu šo vērtību katrā koda iterācijā, kamēr rīks ir ieslēgts.

Kad rīks izslēdzas, mēs atkal iegūstam pašreizējo milija vērtību un pēc tam pārbaudām, vai atšķirība starp šiem diviem ir lielāka par mūsu noteikto intervālu. Ja tā ir taisnība, mēs izslēdzam releju un atjauninām iepriekšējo vērtību ar pašreizējo.

Galveno mērīšanas funkciju kodā sauc par mērījumu, un tajā mēs vispirms pieņemam pīķu minimālās un maksimālās vērtības, bet, lai tās noteikti mainītu, mēs pieņemam apgrieztas vērtības, kur 0 ir augstākā pīķa un 1024 ir zemākā maksimuma vērtība.

Visa intervāla perioda laikā, ko nosaka iterāciju mainīgais, mēs nolasām ieejas signāla vērtību un atjauninām maksimumu faktiskās minimālās un maksimālās vērtības.

Galu galā mēs aprēķinām starpību, un šī vērtība tiek izmantota ar RMS formulu no iepriekšējās. Šo formulu var vienkāršot, vienkārši reizinot pīķa starpību ar 0,3536, lai iegūtu RMS vērtību.

Katrai sensora versijai ar atšķirīgu strāvas stiprumu ir atšķirīga jutība, tāpēc šī vērtība atkal jāreizina ar koeficientu, kas tiek aprēķināts no sensora strāvas stipruma.

Pilns kods ir pieejams manā GitHub lapā, un zemāk ir lejupielādes saitehttps://github.com/bkolicoski/automated-vacuum-swi…

5. darbība: samaziniet elektronikas daudzumu (pēc izvēles)

Šajā brīdī projekta elektronikas un kodu daļa būtībā ir pabeigta, taču tie vēl nav ļoti praktiski. Arduino Uno ir lieliski piemērots šāda veida prototipēšanai, taču praktiski tas ir patiešām apjomīgs, tāpēc mums būs nepieciešams lielāks korpuss.

Es gribēju ievietot visu elektroniku šajā plastmasas veidgabalā, kura galiem ir jauki vāciņi, un, lai to izdarītu, man būs jāsamazina elektronika. Galu galā man nācās izmantot lielāku korpusu, bet, tiklīdz es saņemšu mazāku releja dēli, es tos pārslēgšu.

Arduino Uno tiks aizstāts ar Attiny85 mikroshēmu, kuru var ieprogrammēt ar Uno. Process ir vienkāršs, un es centīšos tam sniegt atsevišķu apmācību.

Lai novērstu nepieciešamību pēc ārējas barošanas, es izmantošu šo HLK-PM01 moduli, kas pārveido maiņstrāvu uz 5 V un kam ir patiešām mazs nospiedums. Visa elektronika tiks novietota uz abpusēja PCB prototipa un savienota ar vadiem.

Galīgā shēma ir pieejama vietnē EasyEDA, un saite uz to ir atrodama zemāk.

6. darbība: iepakojiet elektroniku korpusā

Fināla dēlis noteikti nav mans labākais darbs līdz šim, jo tas izrādījās mazliet nekārtīgāks, nekā es gribēju. Es esmu pārliecināts, ka, ja es tam veltīšu vairāk laika, tas būs jaukāk, bet galvenais ir tas, ka tas darbojās un ir ievērojami mazāks nekā tas bija ar Uno.

Lai to visu iepakotu, vispirms es uzstādīju dažus kabeļus ieejas un izejas kontaktdakšām, kuru garums ir aptuveni 20 cm. Kā korpuss es atteicos no stiprinājuma, jo galu galā tas bija pārāk mazs, bet man izdevās visu ievietot sadales kārbā.

Ievades kabelis tiek padots caur caurumu un pievienots tāfeles ieejas spailē, un tas pats tiek darīts otrā pusē, kur abi kabeļi tagad ir pievienoti. Viena izeja paredzēta veikala vac, bet otra - instrumentam.

Kad viss bija pievienots, es noteikti pārbaudīju slēdzi, pirms visu ievietoju korpusā un aizvēru visu ar vāku. Armatūra būtu bijis jaukāks korpuss, jo tā pasargās elektroniku no jebkādiem šķidrumiem vai putekļiem, kas uz tiem var nokļūt manā darbnīcā, tāpēc, kad man būs jaunais releja dēlis, es visu pārvietosim tur.

7. solis: izbaudiet tā izmantošanu

Lai izmantotu šo automātisko slēdzi, vispirms ir jāpievieno ieejas kontaktdakša pie sienas kontaktligzdas vai pagarinātāja kabeļa, kā tas ir manā gadījumā, un pēc tam instruments un veikala vakuums ir pievienoti attiecīgajos kontaktdakšās.

Kad instruments tiek iedarbināts, vakuums tiek automātiski ieslēgts un pēc tam turpinās darboties vēl 5 sekundes, pirms tas automātiski izslēgsies.

Es ceru, ka jums izdevās kaut ko iemācīties no šīs instrukcijas, tāpēc, ja jums tas patīk, lūdzu, nospiediet šo iecienītāko pogu. Man ir daudz citu projektu, kurus varat apskatīt un neaizmirstiet abonēt manu YouTube kanālu, lai nepalaistu garām manus nākamos videoklipus.

Prieks un paldies par lasīšanu!