Automatinis apkrovos (vakuuminis) jungiklis su ACS712 ir „Arduino“: 7 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Sveiki visi, Elektrinio įrankio naudojimas uždaroje erdvėje yra šurmulys, nes visos ore susidarančios dulkės ir ore esančios dulkės reiškia dulkes plaučiuose. Vykdydami parduotuvės tuščias patalpas galite pašalinti dalį šios rizikos, tačiau ją įjungti ir išjungti kiekvieną kartą naudojant įrankį yra kančia.

Norėdami palengvinti šį skausmą, sukūriau šį automatinį jungiklį, kuriame yra „Arduino“su srovės jutikliu, kad būtų galima pajusti, kai veikia elektrinis įrankis, ir automatiškai įjungti dulkių siurblį. Praėjus penkioms sekundėms po įrankio sustojimo, sustoja ir vakuumas.

Prekės

Šiam jungikliui gaminti naudoju šiuos komponentus ir medžiagas:

• „Arduino Uno“-
• ACS712 srovės jutiklis -
• „Attiny85“-
• IC lizdas -
• Kietojo kūno relė -
• 5 V mechaninė relė -
• HLK -PM01 5 V maitinimo šaltinis -
• PCB prototipas -
• Viela -
• „Dupont“kabeliai -
• Plastikinis gaubtas -
• Lituoklis -
• Lydmetalis -
• Vielos ištraukimas -

1 žingsnis: srovės jutimas naudojant ACS712

Projekto žvaigždė yra šis ACS712 srovės jutiklis, veikiantis Halės efekto principu. Srovė, tekanti per lustą, sukuria magnetinį lauką, kurį salės efekto jutiklis nuskaito ir išleidžia įtampą, proporcingą per ją tekančiai srovei.

Kai srovė neteka, išėjimo įtampa yra pusė įėjimo įtampos ir kadangi ji matuoja kintamąją ir nuolatinę srovę, kai srovė teka viena kryptimi, įtampa pakyla, o kai srovė keičia kryptį, įtampa mažėja.

Jei prijungsime jutiklį prie „Arduino“ir nubraižysime jutiklio išvestį, galėsime sekti šį elgesį matuojant srovę, tekančią per lemputę.

Jei atidžiau pažvelgsime į ekrane pavaizduotas vertes, galime pastebėti, kad jutiklis yra tikrai jautrus triukšmui, todėl, nors ir duoda gana gerus rodmenis, jo negalima naudoti situacijose, kai reikia tikslumo.

Mūsų atveju mums reikia tik bendros informacijos, ar teka didelė srovė, ar ne, todėl mes nesame veikiami jos skleidžiamo triukšmo.

2 žingsnis: tinkamas kintamosios srovės matavimas

Mūsų sukurtas jungiklis pajus kintamosios srovės prietaisus, todėl turime išmatuoti kintamosios srovės srovę. Jei norime tiesiog išmatuoti dabartinę tekančios srovės vertę, galime išmatuoti bet kuriuo momentu ir tai gali mums duoti neteisingą informaciją. Pavyzdžiui, jei matuojame sinusinės bangos viršūnėje, užregistruojame didelį srovės srautą ir tada įjungiame vakuumą. Tačiau jei matuojame nulinės sankryžos taške, neužregistruosime jokios srovės ir klaidingai manysime, kad įrankis neįjungtas.

Norėdami sušvelninti šią problemą, turime kelis kartus išmatuoti vertes per tam tikrą laikotarpį ir nustatyti aukščiausias ir žemiausias srovės vertes. Tada galime apskaičiuoti skirtumą tarp paveikslėlių formulės ir jos pagalba, apskaičiuoti tikrąją srovės RMS vertę.

Tikroji RMS vertė yra lygiavertė nuolatinės srovės srovė, kuri turėtų tekėti toje pačioje grandinėje, kad būtų užtikrinta ta pati išėjimo galia.

3 žingsnis: sukurkite prototipo grandinę

Norėdami pradėti matuoti su jutikliu, turime nutraukti vieną iš jungčių prie apkrovos ir sujungti du ACS712 jutiklio gnybtus su apkrova. Tada jutiklis maitinamas iš 5 V iš „Arduino“, o jo išvesties kaištis yra prijungtas prie analoginio „Uno“įėjimo.

Norėdami valdyti parduotuvės vakuumą, mums reikia relės išvesties kištukui valdyti. Galite naudoti kietojo kūno relę arba mechaninę, kaip aš naudoju, tačiau įsitikinkite, kad ji įvertinta pagal jūsų parduotuvės laisvumą. Šiuo metu neturėjau vieno kanalo relės, todėl kol kas naudosiu šį 2 kanalų relės modulį ir vėliau jį pakeisiu.

Parduotuvės siurblio išėjimo kištukas bus prijungtas per relę ir paprastai atidarytą kontaktą. Įjungus relę, grandinė bus uždaryta ir parduotuvės vakuumas bus automatiškai įjungtas.

Relė šiuo metu valdoma per „Arduino“7 kaištį, taigi, kai tik aptinkame, kad per jutiklį teka srovė, mes galime tą kaištį nuleisti žemyn ir įjungti vakuumą.

4 žingsnis: kodo paaiškinimas ir funkcijos

Tikrai puiki savybė, kurią taip pat pridėjau prie projekto kodo, yra nedidelis delsimas, kad vakuumas veiktų dar 5 sekundes po to, kai įrankis bus sustabdytas. Tai tikrai padės pašalinti likusias dulkes, susidarančias įrankiui visiškai sustojus.

Norėdami tai pasiekti kode, naudoju du kintamuosius, kur pirmą kartą gaunu dabartinį milijardų laiką, kai įjungiamas jungiklis, ir tada atnaujinu šią vertę kiekvienoje kodo iteracijoje, kai įrankis įjungtas.

Kai įrankis išsijungia, mes dar kartą gauname dabartinę milijardo vertę ir tada patikriname, ar skirtumas tarp šių dviejų yra didesnis nei nurodytas intervalas. Jei tai tiesa, mes išjungiame relę ir atnaujiname ankstesnę vertę dabartine.

Pagrindinė kodo matavimo funkcija vadinama matavimu, ir jame mes pirmiausia prisiimame mažiausią ir didžiausią smailių reikšmes, tačiau norėdami jas neabejotinai pakeisti, mes priimame apverstas vertes, kur 0 yra aukščiausia smailė, o 1024 - mažiausia smailė.

Per visą intervalo laikotarpį, apibrėžtą iteracijų kintamuoju, mes nuskaitome įvesties signalo vertę ir atnaujiname faktines minimalias ir maksimalias smailių vertes.

Galų gale mes apskaičiuojame skirtumą ir ši vertė naudojama su RMS formule iš ankstesnės. Šią formulę galima supaprastinti paprasčiausiai padauginus didžiausią skirtumą iš 0,3536, kad gautumėte RMS vertę.

Kiekviena skirtingos srovės jutiklio versija turi skirtingą jautrumą, todėl šią vertę reikia dar kartą padauginti iš koeficiento, kuris apskaičiuojamas pagal jutiklio srovės stiprį.

Visą kodą galite rasti mano „GitHub“puslapyje, o atsisiuntimo nuorodą rasite žemiau

5 veiksmas: sumažinkite elektronikos kiekį (neprivaloma)

Šiuo metu projekto elektronikos ir kodo dalis iš esmės yra padaryta, tačiau jie dar nėra labai praktiški. „Arduino Uno“puikiai tinka tokiems prototipams kurti, tačiau praktiškai jis yra tikrai didelis, todėl mums reikės didesnio gaubto.

Aš norėjau sutalpinti visą elektroniką į šį plastikinį įtaisą, kurio galai turi keletą gražių dangtelių, ir norint tai padaryti, reikės sutrumpinti elektroniką. Galų gale turėjau naudoti didesnį korpusą, bet kai tik gausiu mažesnę relės plokštę, aš jas pakeisiu.

„Arduino Uno“bus pakeistas „Attiny85“lustu, kurį galima užprogramuoti naudojant „Uno“. Procesas yra paprastas ir pabandysiu pateikti atskirą pamoką.

Norėdami pašalinti išorinės energijos poreikį, naudosiu šį HLK-PM01 modulį, kuris konvertuoja kintamąją srovę į 5 V ir turi labai mažą pėdsaką. Visa elektronika bus dedama ant dvipusio prototipo PCB ir prijungta prie laidų.

Galutinę schemą rasite „EasyEDA“, o nuorodą į ją rasite žemiau.

6 veiksmas: supakuokite elektroniką į dėklą

Galutinė lenta tikrai nėra geriausias mano darbas, nes pasirodė kiek netvarkingesnis, nei norėjau. Esu tikras, kad jei tam skirsiu daugiau laiko, bus gražiau, bet svarbiausia, kad jis veikė ir buvo gerokai mažesnis nei buvo su „Uno“.

Norėdami visa tai supakuoti, pirmiausia sumontavau kai kuriuos kabelius prie įėjimo ir išvesties kištukų, kurių ilgis yra apie 20 cm. Kaip gaubtas atsisakiau tvirtinimo detalės, nes galų gale jis buvo per mažas, tačiau man pavyko viską sutalpinti į jungiamąją dėžę.

Tada įvesties kabelis tiekiamas per skylę ir prijungiamas prie plokštės įvesties gnybto, o tas pats daroma kitoje pusėje, kur dabar yra prijungti du kabeliai. Viena išvestis skirta parduotuvės vakuumui, o kita - įrankiui.

Kai viskas buvo prijungta, aš įsitikinau, kad išbandžiau jungiklį prieš įdėdamas viską į korpusą ir uždarydamas viską dangteliu. Armatūra būtų buvusi gražesnė, nes ji apsaugotų elektroniką nuo bet kokių skysčių ar dulkių, galinčių patekti ant jų mano dirbtuvėse, todėl kai turėsiu naują relės plokštę, viską perkelsiu ten.

7 žingsnis: Mėgaukitės juo

Norėdami naudoti šį automatinį jungiklį, pirmiausia turite prijungti įvesties kištuką prie sieninio lizdo arba ilginimo kabelio, kaip mano atveju, o tada įrankis ir parduotuvės siurblys yra prijungti prie atitinkamų kištukų.

Įjungus įrankį, siurblys įjungiamas automatiškai ir toliau veiks dar 5 sekundes, kol automatiškai išsijungs.

Tikiuosi, kad jums pavyko kažko išmokti iš šios „Instructable“programos, todėl, jei jums tai patinka, paspauskite mėgstamą mygtuką. Turiu daug kitų projektų, kuriuos galite patikrinti ir nepamirškite užsiprenumeruoti mano „YouTube“kanalo, kad nepraleistumėte kitų mano vaizdo įrašų.

Sveikinimai ir ačiū, kad skaitote!