Arduino Dual Channel Voltage Sensor Module: 8 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Ilang taon na ang nakalilipas mula nang sumulat ako ng isang itinuturo, iniisip ko na oras na upang bumalik. Nais kong bumuo ng isang sensor ng boltahe upang makakonekta ako sa aking bench power supply. Mayroon akong isang dalawang variable na power supply ng channel, wala itong display kaya kailangan kong gumamit ng isang voltmeter upang magtakda ng boltahe. Hindi ako isang electrical engineer o programmer, ginagawa ko ito bilang isang libangan. Sinabi na ilalarawan ko kung ano ang itatayo namin dito at maaaring hindi ito ang pinakamahusay na disenyo o pinakamahusay na pag-coding, ngunit gagawin ko ang aking makakaya.

Hakbang 1: Tungkol sa Proyekto

Una sa lahat ito ay isang paunang disenyo lamang ng isang bagay na mas matatag at maaasahan, ang ilan sa mga bahagi ay hindi magtatapos sa huling disenyo. Karamihan sa mga bahagi ay napili lamang dahil sa pagkakaroon (mayroon ako sa aking bahay) at hindi dahil sa kanilang pagiging maaasahan. Ang disenyo na ito ay para sa isang 15V power supply ngunit maaari mong palitan ang ilang mga passive na bahagi at maaari itong gumana sa anumang voltages o kasalukuyang. Ang Mga kasalukuyang sensor ay magagamit sa 5A, 20A at 30A maaari mo lamang piliin ang amperage at baguhin ang code, ang parehong bagay sa sensor ng boltahe maaari mong baguhin ang halaga ng mga resistors at ang code upang masukat ang mas mataas na mga voltages.

Ang PCB ay walang itinakdang mga halaga dahil maaari mong palitan ang mga passive na bahagi upang matugunan ang mga pangangailangan ng iyong supply ng kuryente. Ito ay naidisenyo upang idagdag sa anumang supply ng kuryente.

Hakbang 2: Mga Sensor ng Boltahe

Magsisimula kami sa mga sensor ng boltahe at kasalukuyang mga sensor. Gumagamit ako ng isang Arduino Mega upang subukan ang mga circuit at ang code, kaya't ang ilan sa mga nagsisimula na tulad ko ay maaaring gumawa at subukan ang kanilang sarili sa mabilis kaysa sa pagkakaroon ng pagbuo ng buong module sa isang breadboard.

Masusukat lamang namin ang 0-5 volts gamit ang mga analog input ng Arduino. Upang magawang sukatin ang hanggang sa 15 volts kailangan namin upang lumikha ng isang divider ng boltahe, ang mga divider ng boltahe ay napaka-simple at maaaring malikha gamit ang 2 resistors lamang sa kasong ito gumagamit kami ng isang 30k at isang 7.5k na magbibigay sa amin isang ratio ng 5: 1 upang masusukat namin ang mga halagang 0-25 volts.

Listahan ng Mga Bahagi Para sa Sensor ng Boltahe

R1, R3 30k Resistors

R2, R4 7.5k Mga Resistor

Hakbang 3: Mga Kasalukuyang Sensor

Para sa mga kasalukuyang sensor ay gagamitin ko ang ACS712 na ginawa ni Allegro. Ngayon ang unang bagay na kailangan kong banggitin ay ang alam ko na ang mga sensor na ito ay hindi masyadong tumpak ngunit ang mayroon ako sa kamay kapag nagdidisenyo ng modyul na ito. Ang ACS712 ay magagamit lamang sa isang mount mount pakage at ang isa sa napakakaunting mga sangkap ng SMD na ginagamit sa modyul na ito.

Kasalukuyang Listahan ng Mga Bahaging Sensor

IC2, IC3 ASC712ELC-05A

C1, C3 1nF Capacitor

C2, C4 0.1uF Capacitor

Hakbang 4: Temperatura Sensor at Fan

Napagpasyahan kong idagdag ang kontrol sa temperatura sa module dahil ang karamihan sa supply ng kuryente ay bumubuo ng isang mahusay na halaga ng init at kailangan namin ng proteksyon ng sobrang init. Para sa sensor ng temperatura gumagamit ako ng isang HDT11 at para sa fan control gagamitin namin ang isang 2N7000 N-Channel MOSFET upang himukin ang isang 5V CPU fan. Ang Circuit ay medyo simple kailangan namin upang mag-apply boltahe sa Drain ng transistor at naglalapat kami ng isang positibong boltahe sa gate, sa kasong ito ginagamit namin ang digital output ng arduino upang maibigay ang boltahe na iyon at ang transistor AY ON na pinapayagan ang fan na maging masigla.

Napakadali ng code na kukuha kami ng isang pagbabasa ng temperatura mula sa sensor ng DHT11 kung ang temperatura ay mas malaki kaysa sa aming itinakdang halaga na itinakda nito ang output pin TAAS at ang fan ay nakabukas. Kapag ang temperatura ay bumaba sa ibaba, itakda ang temp na pumapatay ang fan. Binubuo ko ang circuit sa aking breadboard upang subukan ang aking code, kumuha ako ng ilang mabilis na larawan sa aking cell, hindi gaanong mahusay na paumanhin, ngunit madaling maunawaan ang eskematiko.

Temperatura Sensor at Listahan ng Mga Bahagi ng Fan

J2 DHT11 Temp Sensor

R8 10K Resistor

J1 5V FAN

Q1 2N7000 MOSFET

D1 1N4004 Diode

R6 10K Resistor

R7 47K Resistor

Hakbang 5: Power Circuit

Tumatakbo ang module sa 5V kaya kailangan namin ng matatag na mapagkukunan ng kuryente. Gumagamit ako ng isang L7805 Voltage regulator upang magbigay ng isang pare-pareho na 5V supply, hindi gaanong sasabihin tungkol sa circuit na ito.

Listahan ng Mga Bahagi ng Circuit ng Kuryente

1 L7805 Voltage Regulator

C8 0.33uF Capacitor

C9 0.1uF Capacitor

Hakbang 6: Mga LCD at Serial Output

Dinisenyo ko ang module na gagamitin sa isang LCD sa isip, ngunit pagkatapos ay nagpasyang magdagdag ng serial output para sa mga layunin ng pag-debug. Hindi ako pupunta sa detalye kung paano mag-set up ng isang I2C LCD sapagkat natakpan ko na ito sa isang nakaraang itinuro na I2C LCD Ang madaling paraan na idinagdag ko ang LEDS sa mga linya ng Tx & Rx upang maipakita ang aktibidad. Gumagamit ako ng usb sa serial adapter na kumokonekta ako sa module pagkatapos ay bubuksan ko ang serial monitor sa Arduino IDE at nakikita ko ang lahat ng mga halaga, tiyakin na gumagana ang lahat sa paraang dapat.

Listahan ng LCD at Serial Out na Mga Bahagi

I2C 16x2 I2C LCD (20x4 Opsyonal)

LED7, LED8 0603 SMD LED

R12, R21 1K R0603 SMD Resistor

Hakbang 7: Programming ng ISP at ATMega328P

Tulad ng nabanggit ko sa simula ang modyul na ito ay disenyo upang maitayo para sa iba't ibang mga pagsasaayos, kailangan naming magdagdag ng isang paraan upang ma-program ang ATMega328 at mai-upload ang aming mga sketch. Mayroong maraming mga paraan upang mag-program tungkol sa module, isa sa mga ito ay ang paggamit ng isang Arduino bilang isang ISP Programmer tulad ng isa sa aking nakaraang Instructable Bootloading ATMega kasama ang Arduino mega.

Mga Tala:

- Hindi mo kailangan ang Capacitor upang mai-load ang ISP sketch sa Arduino, kailangan mo ito upang sunugin ang bootloader at i-upload ang voltage_sensor Sketch.

-Sa mga mas bagong bersyon ng Arduino IDE kailangan mong ikonekta ang pin 10 upang i-pin ang 1 RESET ng ATMega328.

Listahan ng Mga Bahagi ng Circuit ng ISP at ATMega328P

U1 ATMega328P

XTAL1 16MHz HC-49S Crsytal

C5, C6 22pf Mga Capacitor

ISP1 6 Pin Header

R5 10K Resistor

I-reset ang 3x4x2 Tact SMD Switch

Hakbang 8: Mga Tala at File

Ito ay isang paraan lamang para sa akin na maglagay ng ilang mga ideya sa isang gumaganang aparato, tulad ng nabanggit ko dati ay isang maliit na karagdagan para sa aking Dual Channel bench power supply. Isinama ko ang lahat ng kailangan mo upang bumuo ng iyong sariling module, lahat ng mga file at iskema ng Eagle CAD. Isinama ko ang sketch ng Arduino, napakasimple at sinubukan kong gawing madali itong maunawaan at mabago. Kung mayroon kang anumang mga katanungan huwag mag-atubiling magtanong, susubukan kong sagutin ang mga ito. Ito ay isang bukas na proyekto, malugod na tinatanggap ang mga mungkahi. Sinubukan kong maglagay ng maraming impormasyon hangga't makakaya ko ngunit nalaman ko ang tungkol sa paligsahan ng Arduino huli at nais kong isumite ito. Sususulat ko ang natitira sa lalong madaling panahon natanggal ko din ang Mga SMD Components (resistors, at LED) at pinalitan sila ng mga bahagi ng TH, ang nag-iisang SMD Component ay ang kasalukuyang sensor dahil magagamit lamang ito sa isang SOIC pakage, naglalaman ang ZIP file ng mga file na may mga bahagi ng TH.