Arduino üçün DIY Cari Sensor: 6 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Salam, inşallah yaxşı işlər görürsən və bu dərslikdə Arduino üçün çox sadə elektron komponentlərdən və evdən hazırlanan şantdan necə istifadə etdiyimi göstərəcəyəm. Bu şant asanlıqla 10-15 Amper ətrafında böyük bir cərəyanı idarə edə bilir. Dəqiqlik də olduqca yaxşıdır və 100mA ətrafında aşağı cərəyanları ölçərkən çox layiqli nəticələr əldə edə bildim.

Təchizat

1. Arduino Uno və ya ekvivalenti və proqramlaşdırma teli
2. OP-Amp LM358
3. Jumper telləri
4. 100 KOhm müqavimət
5. 220 KOhm müqavimət
6. 10 Kohm rezistor
7. Veroboard və ya sıfır PCB lövhəsi
8. Şant (8-10 miliom)

Addım 1: Lazım olan hissələri toplayın

Bu quruluş üçün ehtiyac duyacağınız əsas hissələr, əməliyyat gücləndiricisi IC ilə birlikdə Shuntdur. Tətbiqim üçün, əməliyyat gücləndiricisindən yalnız birini istifadə etdiyim ikili OP-AMP 8 pinli DIP IC olan IC LM358-dən istifadə edirəm. Ters çevrilməyən gücləndirici dövrə üçün rezistorlara da ehtiyacınız olacaq. Müqavimət olaraq 320K və 10K seçmişəm. Müqavimətin seçimi tamamilə əldə etmək istədiyiniz qazancdan asılıdır. İndi OP-AMP 5 volt Arduino ilə işləyir. Beləliklə, tam cərəyan şantdan keçərkən OP-AMP-dən çıxan gərginliyin 5 voltdan, tercihen 4 voltdan az olması lazım olduğundan əmin olmalıyıq. Kifayət qədər yüksək bir qazanc seçsək, daha aşağı bir cərəyan dəyəri üçün OP-AMP doyma bölgəsinə girəcək və hər hansı bir cari dəyərdən 5 volt verər. Bu dövrəni sınamaq üçün bir prototip PCB və ya çörək taxtasına da ehtiyacınız olacaq. Mikro nəzarətçi üçün gücləndirici çıxışından giriş əldə etmək üçün Arduino UNO -dan istifadə edirəm. İstədiyiniz ekvivalent Arduino lövhəsini seçə bilərsiniz.

Addım 2: Öz Şunt Rezistorunuzu hazırlayın

Layihənin əsas ürəyi, kiçik gərginlik düşməsini təmin etmək üçün istifadə olunan şönt rezistorudur. Çox çətinlik çəkmədən bu şantı asanlıqla edə bilərsiniz. Qalın bir möhkəm polad teliniz varsa, o telin ağlabatan uzunluğunu kəsib şant olaraq istifadə edə bilərsiniz. Bunun başqa bir alternativi, burada göstərildiyi kimi köhnə və ya zədələnmiş çox metrli şant rezistorlarını xilas etməkdir. Ölçmək istədiyiniz cərəyan əsasən şant rezistorunun dəyərindən asılıdır. Tipik olaraq, 8 ilə 10 miliohm aralığında şantlardan istifadə edə bilərsiniz.

Addım 3: Layihənin dövrə diaqramı

Burada bütün yaz nəzəriyyəsi və eyni zamanda zəruri qazanc təmin edən OP-AMP-nin ters çevrilməyən konfiqurasiyasının tətbiqini göstərən cari sensor modulunun dövrə diaqramıdır. Çıxış gərginliyini yumşaltmaq və baş verə biləcəyi təqdirdə yüksək tezlikli səsləri azaltmaq üçün OP-AMP-nin çıxışına 0.1uF kondansatör də bağladım.

Addım 4: Hamısını bir araya gətirin …

Mövcud sensor modulunu bu komponentlərdən çıxarmaq vaxtıdır. Bunun üçün kiçik bir veroboard parçasını kəsdim və komponentlərimi elə bağladım ki, hər hansı bir tullanan məftil və ya bağlayıcıdan istifadə etməyim və bütün dövrə birbaşa lehim birləşmələri ilə bağlana bilsin. Yükü şant vasitəsilə bağlamaq üçün, əlaqələri daha səliqəli edən və eyni zamanda cərəyanı ölçmək istədiyim fərqli yüklərin dəyişdirilməsini/dəyişdirilməsini asanlaşdıran vintli terminallardan istifadə etdim. Böyük cərəyanlarla işləyə bilən yüksək keyfiyyətli vida terminallarını seçdiyinizə əmin olun. Lehimləmə prosesinin bəzi şəkillərini əlavə etdim və gördüyünüz kimi lehim izləri heç bir tullanan və ya tel bağlayıcı istifadə etmədən olduqca yaxşı çıxdı. Bu mənim modulumu daha da davamlı etdi. Bu modulun nə qədər kiçik olduğuna dair bir fikir vermək üçün onu Hindistan 2 rupiya sikkəsi ilə birlikdə saxladım və ölçüsü demək olar ki, müqayisə edilə bilər. Bu kiçik ölçü, bu modulu layihələrinizə asanlıqla uyğunlaşdırmağa imkan verir. SMD komponentlərindən istifadə edə bilsəniz, hətta ölçüləri də kiçilə bilər.

Addım 5: Düzgün oxunuşlar vermək üçün Sensorun Kalibrlənməsi

Bütün modulun tikintisindən sonra burada cərəyanın düzgün dəyərini ölçmək üçün kalibrləmə və ya daha doğrusu lazımi kodla gələn kiçik bir çətin hissə gəlir. İndi mahiyyətcə Arduino analogRead () funksiyasının qeydiyyata alınması üçün kifayət qədər yüksək olan gücləndirilmiş bir gərginlik vermək üçün şantın gərginlik düşməsini artırırıq. İndi müqavimət sabitdir, çıxış gərginliyi şantdan keçən cərəyanın böyüklüyünə görə xətti olur. Bu modulu kalibr etməyin asan yolu, müəyyən bir dövrədən keçən cərəyanın dəyərini hesablamaq üçün faktiki bir multimetrdən istifadə etməkdir. Arduino və serial monitor funksiyasından istifadə edərək bu cərəyanın dəyərini qeyd edin, gələcək analog dəyərin nə olduğunu görün (0 -dan 1023 -ə qədər dəyişir. Daha yaxşı dəyərlər əldə etmək üçün dəyişəni float məlumat növü olaraq istifadə edin). İndi istədiyimiz cərəyan dəyərini əldə etmək üçün bu analoji dəyəri sabitlə vura bilərik və gərginlik ilə cərəyan arasındakı əlaqə xətti olduğundan, bu sabitlik bütün cərəyan diapazonu üçün demək olar ki, eyni olacaq sonradan düzəlişlər. Sabit dəyərinizi əldə etmək üçün 4-5 məlum cari dəyərlə cəhd edə bilərsiniz. Bu nümayiş üçün istifadə etdiyim kodu qeyd edəcəyəm.

Addım 6: Son nəticələr

Bu cərəyan sensoru əksər DC işləyən tətbiqlərdə olduqca yaxşı işləyir və düzgün kalibr edildikdə 70 mA -dan az bir xətaya malikdir. Bu dizaynın nə qədər məhdudiyyətləri olsa da, çox aşağı və ya çox yüksək cərəyanlarda faktiki dəyərdən sapma əhəmiyyətli olur. Beləliklə, sərhəd halları üçün kodun bəzi dəyişiklikləri lazımdır. Alternativlərdən biri, çox kiçik gərginlikləri gücləndirmək üçün dəqiq bir dövrə malik olan və eyni zamanda dövrənin yüksək tərəfində istifadə edilə bilən bir alət gücləndiricisindən istifadə etməkdir. Daha yaxşı, aşağı səs-küylü OP-AMP istifadə edərək dövrə yaxşılaşdırıla bilər. Tətbiqim üçün yaxşı işləyir və təkrarlanan nəticə verir. Bu şunt cərəyan ölçmə sistemindən istifadə edəcəyim bir vattmetr hazırlamağı planlaşdırıram. Ümid edirik ki, uşaqlar bu quruluşdan zövq aldınız.