ACS712 ve Arduino ile Otomatik Yükleme (Vakum) Anahtarı: 7 Adım (Resimli)

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

Herkese selam, Elektrikli el aletini kapalı bir alanda çalıştırmak bir koşuşturmadır, çünkü havada oluşan tüm toz ve havadaki toz, ciğerlerinizdeki toz anlamına gelir. Shop vac'ınızı çalıştırmak bu riskin bir kısmını ortadan kaldırabilir, ancak bir aleti her kullandığınızda onu açıp kapatmak bir acıdır.

Bu acıyı hafifletmek için, bir elektrikli aletin ne zaman çalıştığını algılamak ve elektrikli süpürgeyi otomatik olarak açmak için bir akım sensörüne sahip bir Arduino'yu barındıran bu otomatik anahtarı yaptım. Alet durduktan beş saniye sonra vakum da durur.

Gereçler

Bu anahtarı yapmak için aşağıdaki bileşenleri ve malzemeleri kullandım:

• Arduino Uno -
• ACS712 akım sensörü -
• Attiny85 -
• IC Soketi -
• Katı Hal Rölesi -
• 5V Mekanik Röle -
• HLK-PM01 5V güç kaynağı -
• Prototip PCB -
• Tel -
• Dupont kabloları -
• Plastik muhafaza -
• Havya -
• Lehim -
• Tel makasları -

Adım 1: Akımı ACS712 ile Algılama

Projenin yıldızı, Hall etkisi prensibi ile çalışan bu ACS712 akım sensörüdür. Çipten akan akım, bir hall etkisi sensörünün okuduğu ve içinden geçen akımla orantılı bir voltaj çıkardığı bir manyetik alan oluşturur.

Akım geçmediğinde çıkış gerilimi giriş geriliminin yarısındadır ve akım tek yönde aktığında DC olduğu kadar AC akımı da ölçtüğü için gerilim yükselir, akım yön değiştirdiğinde gerilim düşer.

Sensörü bir Arduino'ya bağlarsak ve sensörün çıkışını çizersek, bir ampulden geçen akımı ölçerken bu davranışı takip edebiliriz.

Ekrana çizilen değerlere daha yakından bakarsak sensörün gerçekten gürültüye karşı hassas olduğunu görebiliriz, bu nedenle oldukça iyi okumalar vermesine rağmen hassasiyetin gerekli olduğu durumlarda kullanılamaz.

Bizim durumumuzda, önemli bir akımın akıp akmadığı konusunda sadece genel bilgilere ihtiyacımız var, böylece aldığı gürültüden etkilenmeyiz.

Adım 2: AC Akımının Doğru Ölçülmesi

Yaptığımız anahtar AC cihazlarını algılayacak, bu yüzden AC akımını ölçmemiz gerekiyor. Basitçe akan akımın akım değerini ölçeceksek, zaman içinde herhangi bir noktada ölçebiliriz ve bu bize yanlış bir gösterge verebilir. Örneğin, sinüs dalgasının zirvesinde ölçüm yaparsak, yüksek akım akışını kaydederiz ve ardından vakumu açarız. Ancak, sıfır geçiş noktasında ölçüm yaparsak, herhangi bir akım kaydetmeyiz ve yanlışlıkla aletin açık olmadığını varsayarız.

Bu sorunu azaltmak için, belirli bir süre boyunca değerleri birden çok kez ölçmemiz ve akım için en yüksek ve en düşük değerleri belirlememiz gerekir. Daha sonra görsellerdeki formül yardımıyla aradaki farkı hesaplayabilir, akım için gerçek RMS değerini hesaplayabiliriz.

Gerçek RMS değeri, aynı güç çıkışını sağlamak için aynı devrede akması gereken eşdeğer DC akımıdır.

Adım 3: Bir Prototip Devre Oluşturun

Sensörle ölçüme başlamak için, yüke olan bağlantılardan birini kesmemiz ve ACS712 sensörünün iki terminalini yüke seri olarak yerleştirmemiz gerekiyor. Sensör daha sonra Arduino'dan 5V'dan güç alır ve çıkış pimi Uno'daki bir analog girişe bağlanır.

Shop vac'nin kontrolü için çıkış fişini kontrol etmek için bir röleye ihtiyacımız var. Benim kullandığım gibi bir katı hal rölesi veya mekanik bir röle kullanabilirsiniz, ancak bunun mağazanızın boşluğuna göre derecelendirildiğinden emin olun. Şu anda tek kanallı bir rölem yoktu bu yüzden şimdilik bu 2 kanallı röle modülünü kullanacağım ve daha sonra değiştireceğim.

Shop vac için çıkış fişi, röle ve normalde açık olan kontağı aracılığıyla bağlanacaktır. Röle ON olduğunda devre kapanacak ve mağaza vac otomatik olarak açılacaktır.

Röle şu anda Arduino'daki pim 7 aracılığıyla kontrol ediliyor, bu nedenle sensörden bir akım aktığını tespit ettiğimizde o pimi aşağı çekebiliriz ve bu vakumu açar.

Adım 4: Kod Açıklama ve Özellikler

Ayrıca projenin koduna eklediğim çok güzel bir özellik de alet durduktan sonra vakumun 5 saniye daha çalışır durumda kalması için hafif bir gecikme olması. Bu, alet tamamen dururken oluşan artık toza gerçekten yardımcı olacaktır.

Bunu kodda başarmak için, anahtar açıldığında ilk önce mevcut milis zamanını aldığım iki değişken kullanıyorum ve ardından araç açıkken kodun her yinelemesinde bu değeri güncelliyorum.

Araç kapandığında, şimdi bir kez daha mevcut milis değerini alıyoruz ve ardından bu ikisi arasındaki farkın belirttiğimiz aralıktan büyük olup olmadığını kontrol ediyoruz. Bu doğruysa, röleyi kapatırız ve önceki değeri mevcut değerle güncelleriz.

Koddaki ana ölçüm fonksiyonuna ölçü denir ve içinde ilk olarak tepe noktaları için minimum ve maksimum değerleri kabul ederiz, ancak bunların kesin olarak değiştirilebilmesi için 0'ın yüksek tepe ve 1024'ün düşük tepe olduğu ters çevrilmiş değerler alırız..

Yineleme değişkeni tarafından tanımlanan tüm aralık dönemi boyunca, giriş sinyalinin değerini okuruz ve tepe noktaları için gerçek minimum ve maksimum değerleri güncelleriz.

Sonunda farkı hesaplıyoruz ve bu değer daha sonra önceki RMS formülü ile kullanılıyor. Bu formül, RMS değerini elde etmek için tepe farkı 0.3536 ile çarpılarak basitleştirilebilir.

Sensörün farklı amperajdaki versiyonlarının her birinin farklı duyarlılığı vardır, bu nedenle bu değerin sensörün amper değerinden hesaplanan bir katsayı ile tekrar çarpılması gerekir.

Kodun tamamı GitHub sayfamda mevcut ve indirme bağlantısı aşağıda

Adım 5: Elektroniği Küçültün (isteğe bağlı)

Bu noktada projenin elektronik ve kod kısmı temel olarak yapılmış ancak henüz çok pratik değiller. Arduino Uno, bunun gibi prototipleme yapmak için harikadır ancak pratikte gerçekten hacimlidir, bu yüzden daha büyük bir muhafazaya ihtiyacımız olacak.

Uçları için güzel kapakları olan bu plastik bağlantı parçasına tüm elektroniği sığdırmak istedim ve bunu yapabilmek için elektroniği küçültmem gerekecek. Sonunda şimdilik daha büyük bir kasa kullanmaya başvurmak zorunda kaldım ama daha küçük röle kartını aldığımda onları değiştireceğim.

Arduino Uno, Uno ile programlanabilen bir Attiny85 yongası ile değiştirilecektir. İşlem basittir ve bunun için ayrı bir eğitim sağlamaya çalışacağım.

Harici güç ihtiyacını ortadan kaldırmak için AC'yi 5V'a dönüştüren ve gerçekten çok az yer kaplayan bu HLK-PM01 modülünü kullanacağım. Tüm elektronikler, çift taraflı bir prototip PCB üzerine yerleştirilecek ve kablolarla bağlanacak.

Son şema EasyEDA'da mevcuttur ve bağlantısı aşağıda bulunabilir.https://easyeda.com/bkolicoski/Automated-Vacuum-Sw…

Adım 6: Elektroniği Bir Kasaya Paketleyin

Son pano, istediğimden biraz daha dağınık olduğu için kesinlikle en iyi çalışmam değil. Üzerinde biraz daha zaman harcarsam daha iyi olacağına eminim ama asıl mesele işe yaraması ve Uno'da olduğundan çok daha küçük olması.

Hepsini paketlemek için önce giriş ve çıkış fişlerine yaklaşık 20 cm uzunluğunda bazı kablolar taktım. Bir muhafaza olarak, sonunda çok küçük olduğu için bağlantıdan vazgeçtim ama her şeyi bir bağlantı kutusunun içine sığdırmayı başardım.

Giriş kablosu daha sonra delikten geçirilir ve kart üzerindeki giriş terminaline bağlanır ve aynısı iki kablonun şimdi bağlı olduğu diğer tarafta da yapılır. Çıktılardan biri atölye boşluğu, diğeri ise alet içindir.

Her şey bağlıyken, her şeyi muhafazaya koymadan ve hepsini kapakla kapatmadan önce anahtarı test ettiğimden emin oldum. Montaj daha hoş bir mahfaza olurdu, çünkü elektroniği atölyemde üzerlerine bulaşabilecek herhangi bir sıvı veya tozdan koruyacak, bu yüzden yeni röle kartına sahip olduğumda her şeyi oraya taşıyacağım.

Adım 7: Kullanmanın Keyfini Çıkarın

Bu otomatik anahtarı kullanmak için önce giriş fişini benim durumumda olduğu gibi bir duvar prizine veya bir uzatma kablosuna bağlamanız ve ardından alet ve mağaza elektrikli süpürgenin uygun fişlerine bağlanması gerekiyor.

Alet çalıştırıldığında, vakum otomatik olarak açılır ve otomatik olarak kapanmadan önce 5 saniye daha çalışmaya devam eder.

Umarım bu Eğitilebilir Tablodan bir şeyler öğrenmeyi başarmışsınızdır, bu yüzden beğendiyseniz lütfen favori düğmesine basın. Göz atabileceğiniz daha birçok projem var ve bir sonraki videolarımı kaçırmamak için YouTube kanalıma abone olmayı unutmayın.

Şerefe ve okuduğunuz için teşekkürler!