Arduino İkili Kanallı Gərginlik Sensor Modulu: 8 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:43

Təlimatlı bir yazı yazmağımdan bir neçə il keçdi, geri dönməyin vaxtı olduğunu düşünürdüm. Tezgahımın enerji təchizatı ilə əlaqə qura biləcəyim bir gərginlik sensoru qurmaq istəyirdim. İki kanallı dəyişən enerji təchizatı var, ekranı yoxdur, buna görə gərginliyi təyin etmək üçün bir voltmetr istifadə etməliyəm. Elektrik mühəndisi və ya proqramçı deyiləm, bunu hobbi olaraq edirəm. Burada nələr quracağımızı təsvir edəcəyimi və ən yaxşı dizayn və ya ən yaxşı kodlaşdırma olmayacağını söylədikdən sonra əlimdən gələni edəcəyəm.

Addım 1: Layihə haqqında

Əvvəla, bu, daha sabit və etibarlı bir şeyin ilkin dizaynıdır, bəzi komponentlər son dizaynda bitməyəcək. Komponentlərin əksəriyyəti etibarlılıqlarına görə deyil, yalnız mövcudluğuna görə seçilmişdir (evimdə idi). Bu dizayn 15V enerji təchizatı üçündür, ancaq bir neçə passiv komponenti əvəz edə bilərsiniz və onu istənilən gərginlikdə və ya cərəyanda işlədə bilərsiniz. Cari sensorlar 5A, 20A və 30A -da mövcuddur, yalnız amperajı seçə və kodu dəyişdirə bilərsiniz, eyni zamanda gərginlik sensoru ilə rezistorların dəyərini və daha yüksək gərginliyi ölçmək üçün kodu dəyişə bilərsiniz.

PCB -nin müəyyən bir dəyəri yoxdur, çünki enerji təchizatı ehtiyaclarınızı ödəmək üçün passiv komponentləri əvəz edə bilərsiniz. Hər hansı bir enerji təchizatına əlavə olaraq dizayn edilmişdir.

Addım 2: Gərginlik Sensorları

Gərginlik sensoru və cərəyan sensoru ilə başlayacağıq. Dövrələri və kodu sınamaq üçün bir Arduino Mega istifadə edirəm, buna görə də mənim kimi bəzi yeni başlayanlar bütün modulu çörək taxtasına qurmaq əvəzinə özlərini düzəldə və sınaqdan keçirə bilərlər.

Arduinonun analoq girişlərindən istifadə edərək yalnız 0-5 volt ölçə bilərik. 15 volta qədər ölçə bilməyimiz üçün bir gərginlik bölücü yaratmalıyıq, gərginlik bölücüləri çox sadədir və yalnız 2 rezistordan istifadə etməklə yaradıla bilər, bu halda bizə 30k və 7.5k istifadə edirik. 5: 1 nisbətində 0-25 volt dəyərləri ölçə bilərik.

Gərginlik sensoru üçün hissələr siyahısı

R1, R3 30k rezistorlar

R2, R4 7.5k rezistorlar

Addım 3: Cari Sensorlar

Mövcud sensorlar üçün Allegro tərəfindən hazırlanan ACS712 -dən istifadə edəcəyəm. İndi qeyd etməyim lazım olan ilk şey, bu sensorların çox dəqiq olmadığını bildiyim, ancaq bu modulu tərtib edərkən əlimdə olan şeydir. ACS712 yalnız səthə montaj paketində mövcuddur və bu modulda istifadə olunan çox az SMD komponentlərindən biridir.

Mövcud Sensor hissələrinin siyahısı

IC2, IC3 ASC712ELC-05A

C1, C3 1nF kondansatör

C2, C4 0.1uF kondansatör

Addım 4: Temperatur Sensoru və Fan

Modula temperatur nəzarətini əlavə etmək qərarına gəldim, çünki əksər enerji təchizatı yaxşı miqdarda istilik əmələ gətirir və həddindən artıq istidən qorunmağa ehtiyacımız var. İstilik sensoru üçün HDT11 istifadə edirəm və fan nəzarəti üçün 5V CPU fanını idarə etmək üçün 2N7000 N-Channel MOSFET istifadə edəcəyik. Dövrə olduqca sadədir, tranzistorun boşalmasına gərginlik tətbiq etməliyik və qapıya müsbət bir gərginlik tətbiq edirik, bu vəziyyətdə arduino rəqəmsal çıxışını istifadə edərək bu gərginliyi təmin edirik və fanın işləməsinə imkan verən transistor AÇILIR. enerjili.

Kod çox sadədir, əgər DHT11 sensorundan temperatur oxunuşunu alırıq, əgər temperatur təyin etdiyimiz dəyərdən yüksəkdirsə, çıxış pinini YÜKSƏK qoyur və fan açılır. İstilik təyin olunan temperaturun altına düşdükdə fan sönür. Kodumu sınamaq üçün çörək lövhəmdə bir dövrə qururam, hüceyrəmlə bir az sürətli şəkillər çəkdim, çox üzr istəmirəm, amma sxemini başa düşmək asandır.

Temperatur Sensoru və Fan Parçaları Siyahısı

J2 DHT11 Temperatur Sensoru

R8 10K rezistor

J1 5V FAN

Q1 2N7000 MOSFET

D1 1N4004 Diod

R6 10K rezistor

R7 47K müqavimət

Addım 5: Güc dövrəsi

Modul 5V -də işləyir, buna görə sabit bir enerji mənbəyinə ehtiyacımız var. Daimi bir 5V təchizatı təmin etmək üçün L7805 Gərginlik tənzimləyicisindən istifadə edirəm, bu dövrə aid demək üçün çox şey yoxdur.

Elektrik dövrəsi hissələrinin siyahısı

1 L7805 gərginlik tənzimləyicisi

C8 0.33uF kondansatör

C9 0.1uF kondansatör

Addım 6: LCD və Serial Çıxışlar

LCD -ni nəzərə alaraq modulu dizayn etdim, amma sonra ayıklama məqsədləri üçün serial çıxışı əlavə etmək qərarına gəldim. I2C LCD -nin necə qurulacağına dair ətraflı məlumat verməyəcəyəm, çünki onu əvvəlki təlimatlı I2C LCD -də əhatə etmişəm. Modula qoşduğum bir usb -dən serial adapteri istifadə edərək Arduino IDE -də serial monitoru açıram və bütün dəyərləri görə bilirəm, hər şeyin lazım olduğu kimi işlədiyinə əmin olun.

LCD və Serial Çıxış Parçaları siyahısı

I2C 16x2 I2C LCD (20x4 İsteğe bağlı)

LED7, LED8 0603 SMD LED

R12, R21 1K R0603 SMD Rezistoru

Addım 7: ISP Proqramlaşdırma və ATMega328P

Başda qeyd etdiyim kimi, bu modul fərqli konfiqurasiyalar üçün qurulacaq dizayndır, ATMega328 proqramlaşdırmaq və eskizlərimizi yükləmək üçün bir yol əlavə etməliyik. Modulun proqramlaşdırılmasının bir neçə yolu var, onlardan biri də Arduino mega ilə əvvəlki Instructable Bootloading ATMega -da olduğu kimi bir ISD Proqramçısı olaraq Arduino istifadə etməkdir.

Qeydlər:

- Arduino -da ISP eskizini yükləmək üçün Kondansatörə ehtiyacınız yoxdur, yükləyicini yandırmaq və gərginlik_sensor Sketchini yükləmək üçün lazımdır.

-Arduino IDE -nin daha yeni versiyalarında ATMega328 -in 1 SIFIRLAMA pininə 10 pin bağlamalısınız.

ISP & ATMega328P Dövrə Parçaları Siyahısı

U1 ATMega328P

XTAL1 16MHz HC-49S Crsytal

C5, C6 22pf kondansatörler

ISP1 6 pinli başlıq

R5 10K rezistor

3x4x2 Tact SMD Açarını sıfırlayın

Addım 8: Qeydlər və Fayllar

Bu, bəzi fikirləri işləyən bir cihaza yerləşdirməyimin bir yolu idi, əvvəllər də qeyd etdiyim kimi, Dual Channel tezgah enerji təchizatı üçün kiçik bir əlavədir. Öz modulunuzu qurmaq üçün lazım olan hər şeyi, bütün Eagle CAD fayllarını və sxemlərini daxil etdim. Arduino eskizini daxil etdim, çox sadədir və başa düşməyi və dəyişdirməyi asanlaşdırmağa çalışdım. Hər hansı bir sualınız varsa soruşmaqdan çekinmeyin, cavablandırmağa çalışacağam. Bu açıq bir layihədir, təkliflər xoş gəlir. Bacardığım qədər məlumat verməyə çalışıram, amma Arduino yarışması haqqında gec xəbər tutdum və bunu təqdim etmək istədim. Qalanları çox qısa müddətdə yazacam SMD Komponentlərini (rezistorlar və LED) çıxarıb TH komponentləri ilə əvəz etdim, yeganə SMD Komponenti cari sensordur, çünki yalnız SOIC paketində mövcuddur, ZIP faylı TH komponentləri olan fayllar.