Arduino Çift Kanal Voltaj Sensör Modülü: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bir öğretilebilir yazı yazalı birkaç yıl oldu, geri dönme zamanının geldiğini düşünüyordum. Tezgah güç kaynağıma bağlanabilmem için bir voltaj sensörü kurmak istiyordum. İki kanallı değişken bir güç kaynağım var, ekranı yok, bu yüzden voltajı ayarlamak için bir voltmetre kullanmam gerekiyor. Elektrik mühendisi veya programcısı değilim, bunu hobi olarak yapıyorum. Burada ne inşa edeceğimizi anlatacağımı ve bu en iyi tasarım veya en iyi kodlama olmayabilir ama elimden gelenin en iyisini yapacağım.

Adım 1: Proje Hakkında

Her şeyden önce, bu sadece daha kararlı ve güvenilir bir şeyin ön tasarımıdır, bazı bileşenler nihai tasarımda bitmeyecektir. Bileşenlerin çoğu, güvenilirlikleri nedeniyle değil, yalnızca kullanılabilirlik nedeniyle (evimde vardı) seçildi. Bu tasarım 15V güç kaynağı içindir, ancak birkaç pasif bileşeni değiştirebilir ve herhangi bir voltaj veya akımda çalışmasını sağlayabilirsiniz. Akım sensörleri 5A, 20A ve 30A'da mevcuttur, sadece amperi seçip kodu değiştirebilirsiniz, voltaj sensörü ile aynı şey dirençlerin değerini ve daha yüksek voltajları ölçmek için kodu değiştirebilirsiniz.

Güç kaynağınızın ihtiyaçlarını karşılamak için pasif bileşenleri değiştirebileceğiniz için PCB'nin ayarlanmış değerleri yoktur. Herhangi bir güç kaynağına eklenecek şekilde tasarlanmıştır.

Adım 2: Voltaj Sensörleri

Gerilim sensörleri ve akım sensörleri ile başlayacağız. Devreleri ve kodu test etmek için bir Arduino Mega kullanıyorum, bu yüzden benim gibi bazı yeni başlayanlar, tüm modülü bir devre tahtası üzerinde kurmak zorunda kalmadan anında kendi başlarına yapıp test edebilirler.

Arduino'nun analog girişlerini kullanarak sadece 0-5 volt ölçebiliyoruz. 15 volta kadar ölçüm yapabilmemiz için bir voltaj bölücü oluşturmamız gerekiyor, voltaj bölücüler çok basit ve sadece 2 direnç kullanılarak oluşturulabilir bu durumda bize verecek 30k ve 7.5k kullanıyoruz 0-25 volt değerlerini ölçebilmemiz için 5:1 oranı.

Gerilim Sensörü Parça Listesi

R1, R3 30k Dirençler

R2, R4 7.5k Dirençler

Adım 3: Akım Sensörleri

Mevcut sensörler için Allegro tarafından yapılan ACS712'yi kullanacağım. Şimdi bahsetmem gereken ilk şey, bu sensörlerin çok hassas olmadığını biliyorum ama bu modülü tasarlarken elimdeki şey buydu. ACS712, yalnızca yüzeye monte bir pakette mevcuttur ve bu modülde kullanılan çok az SMD bileşeninden biridir.

Akım Sensörü Parça Listesi

IC2, IC3 ASC712ELC-05A

C1, C3 1nF Kondansatör

C2, C4 0.1uF Kapasitör

Adım 4: Sıcaklık Sensörü ve Fan

Modüle sıcaklık kontrolü eklemeye karar verdim çünkü çoğu güç kaynağı iyi miktarda ısı üretiyor ve aşırı ısınma korumasına ihtiyacımız var. Sıcaklık sensörü için bir HDT11 kullanıyorum ve fan kontrolü için 5V CPU fanını sürmek için 2N7000 N-Kanal MOSFET kullanacağız. Devre oldukça basittir, transistörün Drenajına voltaj uygulamamız gerekiyor ve kapıya pozitif bir voltaj uyguluyoruz, bu durumda bu voltajı sağlamak için arduino'nun dijital çıkışını kullanıyoruz ve transistör fanın çalışmasına izin vererek AÇILIYOR. enerjik.

Kod çok basit DHT11 sensöründen sıcaklık okuması alıyoruz eğer sıcaklık bizim ayarladığımız değerden büyükse çıkış pinini YÜKSEK ayarlar ve fan açılır. Sıcaklık ayarlanan sıcaklığın altına düştüğünde fan kapanır. Kodumu test etmek için devreyi breadboard'umda kuruyorum, hücremle bazı hızlı fotoğraflar çektim, çok iyi değil, üzgünüm ama şematik anlaşılması kolay.

Sıcaklık Sensörü ve Fan Parça Listesi

J2 DHT11 Sıcaklık Sensörü

R8 10K Direnç

J1 5V FAN

Q1 2N7000 MOSFET

D1 1N4004 Diyot

R6 10K Direnç

R7 47K Direnç

Adım 5: Güç Devresi

Modül 5V ile çalıştığı için sabit bir güç kaynağına ihtiyacımız var. Sabit bir 5V besleme sağlamak için bir L7805 Voltaj regülatörü kullanıyorum, bu devre hakkında söylenecek fazla bir şey yok.

Güç Devresi Parça Listesi

1 L7805 Voltaj Regülatörü

C8 0.33uF Kondansatör

C9 0.1uF Kapasitör

Adım 6: LCD ve Seri Çıkışlar

Modülü LCD göz önünde bulundurularak tasarladım, ancak daha sonra hata ayıklama amacıyla seri çıktı eklemeye karar verdim. Bir I2C LCD'nin nasıl kurulacağına dair ayrıntılara girmeyeceğim çünkü bunu daha önce öğretilebilir bir I2C LCD'de ele almıştım. Modüle bağladığım bir usb - seri adaptör kullanıyorum, ardından Arduino IDE'deki seri monitörü açıyorum ve tüm değerleri görebiliyorum, her şeyin olması gerektiği gibi çalıştığından emin oluyorum.

LCD ve Seri Çıkış Parçaları listesi

I2C 16x2 I2C LCD (20x4 Opsiyonel)

LED7, LED8 0603 SMD LED'i

R12, R21 1K R0603 SMD Direnç

Adım 7: ISP Programlama ve ATMega328P

Başta bahsettiğim gibi, bu modül farklı konfigürasyonlar için inşa edilecek bir tasarımdır, ATMega328'i programlamak ve eskizlerimizi yüklemek için bir yol eklememiz gerekiyor. Modülü programlamanın birkaç yolu vardır, bunlardan biri Arduino mega ile önceki Eğitilebilir Önyükleme ATMega'mdan birinde olduğu gibi bir Arduino'yu ISP Programcısı olarak kullanmaktır.

Notlar:

- ISP taslağını Arduino'ya yüklemek için Kapasitöre ihtiyacınız yok, bootloader'ı yakmak ve voltaj_sensor taslağını yüklemek için ona ihtiyacınız var.

-Arduino IDE'nin daha yeni sürümlerinde, ATMega328'in pin 10'unu pin 1 RESET'e bağlamanız gerekir.

ISP & ATMega328P Devre Parça Listesi

U1 ATMega328P

XTAL1 16MHz HC-49S Kristal

C5, C6 22pf Kondansatörler

ISP1 6 Pinli Başlık

R5 10K Direnç

3x4x2 Tact SMD Anahtarını Sıfırla

8. Adım: Notlar ve Dosyalar

Bu benim için çalışan bir cihaza bazı fikirler koymanın bir yoluydu, daha önce bahsettiğim gibi Çift Kanallı masaüstü güç kaynağım için sadece küçük bir ek. Kendi modülünüzü, tüm Eagle CAD dosyalarını ve şemalarını oluşturmak için ihtiyacınız olan her şeyi ekledim. Arduino taslağını ekledim, çok basit ve anlaşılmasını ve değiştirilmesini kolaylaştırmaya çalıştım. Herhangi bir sorunuz varsa çekinmeden sorabilirsiniz, cevaplamaya çalışırım. Bu açık bir projedir, önerilere açığız. Elimden geldiğince çok bilgi girmeye çalışıyorum ama Arduino yarışmasını geç öğrendim ve bunu göndermek istedim. Gerisini çok yakında yazacağım, ayrıca SMD Bileşenlerini (dirençler ve LED) çıkardım ve onları TH bileşenleriyle değiştirdim, tek SMD Bileşeni akım sensörüdür çünkü yalnızca bir SOIC paketinde mevcuttur, ZIP dosyası şunları içerir: TH bileşenlerine sahip dosyalar.