Pasidaryk pats „Arduino“daugiafunkcis energijos matuoklis V1.0: 13 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Šioje instrukcijoje aš jums parodysiu, kaip pasigaminti „Arduino“pagrindu pagamintą daugiafunkcį energijos matuoklį. Šis mažas matuoklis yra labai naudingas prietaisas, rodantis svarbią informaciją apie elektros parametrus. Prietaisas gali išmatuoti 6 naudingus elektros parametrus: įtampą, srovę, galią, energiją, talpą ir temperatūrą. Šis prietaisas tinka tik nuolatinės srovės apkrovoms, tokioms kaip saulės saulės sistemos. Šį matuoklį taip pat galite naudoti akumuliatoriaus talpos matavimui.

Skaitiklis gali matuoti įtampos diapazoną nuo 0 iki 26 V ir maksimalią srovę 3,2 A.

Prekės

Naudojami komponentai:

1. „Arduino Pro Micro“(„Amazon“)

2. INA219 („Amazon“)

3. 0,96 colio OLED („Amazon“)

4. DS18B20 („Amazon“)

5. Lipo baterija („Amazon“)

6. Sraigtiniai gnybtai („Amazon“)

7. Moterų / vyrų antraštės („Amazon“)

8. Perforuota lenta („Amazon“)

9. 24 AWG viela („Amazon“)

10. Slankiklis („Amazon“)

Naudojami įrankiai ir instrumentai:

1. Lituoklis („Amazon“)

2. Vielos nuėmiklis („Amazon“)

3. Multimetras („Amazon“)

4. Elektros testeris („Amazon“)

1 žingsnis: kaip tai veikia?

Energijos skaitiklio širdis yra „Arduino Pro Micro“plokštė. „Arduino“jaučia srovę ir įtampą naudodamas INA219 srovės jutiklį, o temperatūrą nustato temperatūros jutiklis DS18B20. Pagal šią įtampą ir srovę „Arduino“skaičiuoja galią ir energiją.

Visa schema suskirstyta į 4 grupes

1. „Arduino Pro Micro“

„Arduino Pro Micro“reikalinga energija tiekiama iš LiPo/ Li-Ion akumuliatoriaus per slankiklį.

2. Srovės jutiklis

Srovės jutiklis INA219 prijungtas prie „Arduino“plokštės I2C ryšio režimu (SDA ir SCL kaištis).

3. OLED ekranas

Panašus į dabartinį jutiklį, OLED ekranas taip pat prijungtas prie „Arduino“plokštės „I2C“ryšio režimu. Tačiau abiejų įrenginių adresai skiriasi.

4. Temperatūros jutiklis

Čia aš naudoju DS18B20 temperatūros jutiklį. Bendraudamas su „Arduino“jis naudoja vieno laido protokolą.

2 žingsnis: „Breadboard“bandymas

Pirma, mes padarysime grandinę ant duonos lentos. Pagrindinis be litavimo duonos lentos privalumas yra tas, kad jis yra be litavimo. Taigi galite lengvai pakeisti dizainą, tiesiog atjungdami komponentus ir laidus, kaip jums reikia.

Atlikęs bandymą su duona, aš padariau grandinę ant perforuotos plokštės

3 žingsnis: Paruoškite „Arduino“lentą

„Arduino Pro Micro“ateina be litavimo antraštės kaiščio. Taigi pirmiausia turite lituoti antraštes į „Arduino“.

Įdėkite savo vyrų antraštes ilga puse žemyn į duonos lentą. Dabar, įdiegę antraštes, galite lengvai nuleisti „Arduino“plokštę į vietą antraštės kaiščio viršuje. Tada lituokite visus kaiščius prie „Arduino“lentos.

4 žingsnis: Paruoškite antraštes

Norėdami sumontuoti „Arduino“, OLED ekraną, srovės jutiklį ir temperatūros jutiklį, jums reikia kai kurių moteriškų tiesių antgalių kaiščio. Kai perkate tiesias antraštes, jos bus per ilgos, kad būtų galima naudoti komponentus. Taigi, turėsite juos supjaustyti iki reikiamo ilgio. Aš jį nukirpau žnyplėmis.

Toliau pateikiama išsami informacija apie antraštes:

1. „Arduino“lenta - 2 x 12 kaiščių

2. INA219 - 1 x 6 kaiščiai

3. OLED - 1 x 4 kaiščiai

4. Temp. Jutiklis - 1 x 3 kaiščiai

5 žingsnis: lituokite moterų antraštes

Paruošę antgalių kaiščius, lituokite juos prie perforuotos plokštės. Lituodami antraštės kaiščius, patikrinkite, ar visi komponentai puikiai tinka, ar ne.

Pastaba: Aš rekomenduosiu srovės jutiklį lituoti tiesiai prie plokštės, o ne per antraštę.

Aš prijungiau per antraštės kaištį, kad galėčiau pakartotinai naudoti INA219 kitiems projektams.

6 žingsnis: sumontuokite temperatūros jutiklį

Čia aš naudoju DS18B20 temperatūros jutiklį TO-92 pakuotėje. Atsižvelgdamas į lengvą pakeitimą, aš naudoju 3 kontaktų moterišką antraštę. Bet jūs galite tiesiogiai lituoti jutiklį prie perforuotos plokštės.

7 žingsnis: lituokite varžtų gnybtus

Čia varžtų gnybtai naudojami išoriniam prijungimui prie plokštės. Išorinės jungtys yra

1. Šaltinis (baterija / saulės kolektorius)

2. Apkrova

3. Maitinimas „Arduino“

Mėlynas sraigtinis gnybtas naudojamas maitinti „Arduino“, o du žali gnybtai - šaltinio ir apkrovos prijungimui.

8 žingsnis: sukurkite grandinę

Po litavimo antgalių ir varžtų gnybtų turite sujungti trinkeles pagal aukščiau pateiktą schemą.

Ryšiai yra gana tiesūs į priekį

INA219 / OLED -> Arduino

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D3

DS18B20 -> Arduino

GND -> GND

DQ -> D4 per 4,7K ištraukiamąjį rezistorių

VCC -> VCC

Galiausiai prijunkite varžtų gnybtus pagal schemą.

Aš naudoju 24AWG spalvotus laidus grandinei sukurti. Lituokite laidą pagal schemą.

9 žingsnis: atramų montavimas

Po litavimo ir laidų pritvirtinkite atramas 4 kampuose. Tai suteiks pakankamą atstumą nuo žemės lituoklių jungtims ir laidams.

10 žingsnis: PCB projektavimas

Šiam projektui sukūriau individualų PCB. Dėl dabartinės COVID-19 pandemijos situacijos negaliu pateikti užsakymo šiam PCB. Taigi PCB dar neišbandžiau.

Gerber failus galite atsisiųsti iš PCBWay

Kai pateiksite užsakymą iš „PCBWay“, aš gausiu 10% PCBWay auką už indėlį į mano darbą. Jūsų maža pagalba gali paskatinti mane ateityje atlikti daugiau nuostabių darbų. Ačiū už bendradarbiavimą.

11 žingsnis: galia ir energija

Galia: galia yra įtampos (voltų) ir srovės (amperų) sandauga

P = VxI

Galios vienetas yra vatai arba kW

Energija: energija yra galios (vatų) ir laiko (valandos) produktas

E = Pxt

Energijos vienetas yra vatų valanda arba kilovatvalandė (kWh)

Talpa: Talpa yra srovės (Amp) ir laiko (valandos) sandauga

C = I x t

Talpos vienetas yra Amp-Hour

Norint stebėti galią ir energiją aukščiau, logika įdiegta programinėje įrangoje, o parametrai rodomi 0,96 colio OLED ekrane.

Vaizdo kreditas: imgoat

12 veiksmas: programinė įranga ir bibliotekos

Pirmiausia atsisiųskite žemiau pateiktą kodą. Tada atsisiųskite šias bibliotekas ir įdiekite jas.

1. Adafruit INA219 biblioteka

2. Adafruit SSD1306 biblioteka

3. Dalaso temperatūra

Įdiegę visas bibliotekas, nustatykite tinkamą plokštę ir COM prievadą, tada įkelkite kodą.

13 žingsnis: galutinis bandymas

Norėdami išbandyti plokštę, prijungiau 12 V bateriją kaip šaltinį ir 3 W šviesos diodą kaip apkrovą.

Akumuliatorius yra prijungtas prie varžto gnybto po „Arduino“, o šviesos diodas yra prijungtas prie varžto gnybto po INA219. „LiPo“akumuliatorius prijungiamas prie mėlyno varžto gnybto ir įjungiamas grandinė naudojant slankiklį.

Visi parametrai rodomi OLED ekrane.

Pirmo stulpelio parametrai yra

1. Įtampa

2. Srovė

3. Galia

Antrame stulpelyje esantys parametrai yra

1. Energija

2. Talpa

3. Temperatūra

Norėdami patikrinti tikslumą, naudoju savo multimetrą ir testerį, kaip parodyta aukščiau. Tikslumas jiems artimas. Esu tikrai patenkinta šia kišeninio dydžio programėle.

Dėkojame, kad perskaitėte mano „Instructable“. Jei jums patinka mano projektas, nepamirškite juo pasidalyti. Komentarai ir atsiliepimai visada laukiami.