„Arduino“dviejų kanalų įtampos jutiklio modulis: 8 žingsniai

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

Praėjo keli metai, kai parašiau instrukciją, galvojau, kad laikas sugrįžti. Aš norėjau sukurti įtampos jutiklį, kad galėčiau prisijungti prie savo stendo maitinimo šaltinio. Turiu dviejų kanalų kintamą maitinimo šaltinį, jis neturi ekrano, todėl įtampai nustatyti turiu naudoti voltmetrą. Nesu elektros inžinierius ar programuotojas, tai darau kaip hobis. Pasakęs, kad aprašysiu, ką mes čia kursime, ir tai gali būti ne pats geriausias dizainas ar geriausias kodavimas, bet aš padarysiu viską.

1 žingsnis: Apie projektą

Visų pirma tai tik preliminarus kažko stabilesnio ir patikimesnio dizaino projektas, kai kurie komponentai nebus galutinio dizaino. Dauguma komponentų buvo pasirinkti tik dėl prieinamumo (aš juos turėjau savo namuose), o ne dėl jų patikimumo. Ši konstrukcija skirta 15 V maitinimo šaltiniui, tačiau galite pakeisti keletą pasyvių komponentų ir priversti jį veikti esant bet kokiai įtampai ar srovei. Srovės jutikliai yra 5A, 20A ir 30A, galite tiesiog pasirinkti srovės stiprį ir pakeisti kodą, tą patį su įtampos jutikliu galite pakeisti rezistorių vertę ir kodą, kad išmatuotumėte aukštesnę įtampą.

PCB nėra nustatytų verčių, nes jūs galite pakeisti pasyvius komponentus, kad patenkintumėte maitinimo šaltinio poreikius. Jis buvo suprojektuotas pridėti prie bet kurio maitinimo šaltinio.

2 žingsnis: įtampos jutikliai

Pradėsime nuo įtampos jutiklių ir srovės jutiklių. Aš naudoju „Arduino Mega“, kad išbandyčiau grandines ir kodą, todėl kai kurie pradedantieji, tokie kaip aš, gali savarankiškai pasidaryti ir išbandyti savo skrydį, užuot turėję pastatyti visą modulį ant lentos.

Mes galime išmatuoti tik 0–5 voltus, naudodami „Arduino“analogines įvestis. Kad galėtume išmatuoti iki 15 voltų, turime sukurti įtampos skirstytuvą, įtampos skirstytuvai yra labai paprasti ir gali būti sukurti naudojant tik 2 rezistorius, šiuo atveju mes naudojame 30k ir 7,5k, kurie mums suteiktų santykis 5: 1, kad galėtume išmatuoti 0-25 voltų vertes.

Įtampos jutiklio dalių sąrašas

R1, R3 30k rezistoriai

R2, R4 7.5k rezistoriai

3 žingsnis: srovės jutikliai

Dabartiniams jutikliams naudosiu „Allegro“pagamintą ACS712. Dabar pirmas dalykas, kurį turiu paminėti, yra tai, kad žinau, kad šie jutikliai nėra labai tikslūs, tačiau tai, ką turėjau po ranka kurdamas šį modulį. ACS712 galima įsigyti tik ant paviršiaus montuojamoje pakuotėje ir yra vienas iš nedaugelio šiame modulyje naudojamų SMD komponentų.

Dabartinių jutiklių dalių sąrašas

IC2, IC3 ASC712ELC-05A

C1, C3 1nF kondensatorius

C2, C4 0,1uF kondensatorius

4 žingsnis: temperatūros jutiklis ir ventiliatorius

Nusprendžiau į modulį įtraukti temperatūros valdymą, nes dauguma maitinimo šaltinių generuoja gerą šilumos kiekį ir mums reikia apsaugos nuo perkaitimo. Temperatūros jutikliui aš naudoju HDT11, o ventiliatoriaus valdymui mes naudosime 2N7000 N kanalų MOSFET, kad galėtume valdyti 5 V procesoriaus ventiliatorių. Grandinė yra gana paprasta, mes turime įjungti įtampą tranzistoriaus nutekėjimui, o vartams - teigiamą įtampą, šiuo atveju mes naudojame arduino skaitmeninę išvestį, kad užtikrintume tą įtampą, o tranzistorius įsijungia, kad ventiliatorius būtų įjungtas energingas.

Kodas yra labai paprastas, mes imame temperatūros rodmenis iš DHT11 jutiklio, jei temperatūra yra didesnė nei nustatyta vertė, nustatome išėjimo kaištį HIGH ir ventiliatorius įsijungia. Kai temperatūra nukrenta žemiau nustatytos temperatūros, ventiliatorius išsijungia. Aš sukuriu grandinę savo duonos lentoje, kad išbandyčiau savo kodą, greitai padariau nuotraukas su savo mobiliuoju telefonu, ne labai gerai, atsiprašau, bet schemą lengva suprasti.

Temperatūros jutiklių ir ventiliatorių dalių sąrašas

J2 DHT11 temperatūros jutiklis

R8 10K rezistorius

J1 5V VENTILIATORIUS

Q1 2N7000 MOSFET

D1 1N4004 diodas

R6 10K rezistorius

R7 47K rezistorius

5 žingsnis: maitinimo grandinė

Modulis veikia 5 V įtampa, todėl mums reikia stabilaus maitinimo šaltinio. Aš naudoju įtampos reguliatorių L7805, kad galėčiau nuolat tiekti 5 V maitinimą, o apie šią grandinę nėra daug ką pasakyti.

Maitinimo grandinės dalių sąrašas

1 L7805 įtampos reguliatorius

C8 0.33uF kondensatorius

C9 0.1uF kondensatorius

6 žingsnis: LCD ir serijiniai išėjimai

Aš suprojektavau modulį, kuris bus naudojamas atsižvelgiant į skystųjų kristalų ekraną, bet tada nusprendžiau pridėti nuosekliąją išvestį derinimo tikslais. Aš nesiruošiu išsamiai aprašyti, kaip nustatyti I2C skystųjų kristalų ekraną, nes jau jį aprašiau ankstesniame instrukciniame I2C skystųjų kristalų ekrane. Lengvas būdas pridėti šviesos diodus prie „Tx & Rx“eilučių, kad būtų rodoma veikla. Aš naudoju USB -nuoseklųjį adapterį, kurį jungiu prie modulio, tada atidarau serijinį monitorių „Arduino IDE“ir galiu pamatyti visas vertes, įsitikinti, kad viskas veikia taip, kaip turėtų.

LCD ir nuosekliųjų dalių sąrašas

I2C 16x2 I2C LCD (20x4 pasirinktinai)

LED7, LED8 0603 SMD šviesos diodas

R12, R21 1K R0603 SMD rezistorius

7 žingsnis: ISP programavimas ir ATMega328P

Kaip jau minėjau pradžioje, šis modulis yra sukurtas skirtingoms konfigūracijoms, turime pridėti būdą, kaip programuoti „ATMega328“ir įkelti mūsų eskizus. Yra keletas būdų, kaip programuoti modulį, vienas iš jų yra naudoti „Arduino“kaip ISP programuotoją, kaip ir vienoje iš mano ankstesnių „Instructable Bootloading ATMega“su „Arduino mega“.

Pastabos:

- Jums nereikia kondensatoriaus, kad į „Arduino“būtų įkelta IPT eskizas, jums reikia, kad įrašytumėte įkrovos įkėlimo programą ir įkeltumėte įtampos jutiklio eskizą.

-Naujesnėse „Arduino IDE“versijose turite prijungti 10 kaištį prie 1 kaiščio ATMega328 RESET.

ISP ir ATMega328P grandinių dalių sąrašas

U1 ATMega328P

XTAL1 16MHz HC-49S Crsytal

C5, C6 22pf kondensatoriai

ISP1 6 kontaktų antraštė

R5 10K rezistorius

Iš naujo nustatyti 3x4x2 Tact SMD jungiklį

8 veiksmas: pastabos ir failai

Tai buvo tik būdas man įdėti keletą idėjų į veikiantį įrenginį, kaip jau minėjau anksčiau, tai tik nedidelis mano dviejų kanalų maitinimo šaltinio priedas. Aš įtraukiau viską, ko jums reikia norint sukurti savo modulį, visus „Eagle CAD“failus ir schemas. Aš įtraukiau „Arduino“eskizą, jis yra labai paprastas ir stengiausi, kad jį būtų lengva suprasti ir keisti. Jei turite kokių klausimų, drąsiai klauskite, pasistengsiu į juos atsakyti. Tai atviras projektas, laukiame pasiūlymų. Stengiuosi pateikti kuo daugiau informacijos, bet apie „Arduino“konkursą sužinojau vėlai ir norėjau tai pateikti. Likusias dalis rašysiu gana greitai, taip pat pašalinsiu SMD komponentus (rezistorius ir šviesos diodus) ir pakeičiau juos TH komponentais, vienintelis SMD komponentas yra dabartinis jutiklis, nes jis galimas tik SOIC pakuotėje, ZIP faile yra failus su TH komponentais.