Modul senzor de tensiune dual channel Arduino: 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Au trecut câțiva ani de când am scris un instructable, mă gândeam că este timpul să revin. Am vrut să construiesc un senzor de tensiune, astfel încât să mă pot conecta la sursa de alimentare de pe bancă. Am o sursă de alimentare variabilă pe două canale, nu are afișaj, așa că trebuie să folosesc un voltmetru pentru a seta tensiunea. Nu sunt inginer electric sau programator, fac asta ca un hobby. După ce am spus că voi descrie ce vom construi aici și poate că nu este cel mai bun design sau cea mai bună codificare, dar voi face tot posibilul.

Pasul 1: Despre proiect

În primul rând, acest lucru este doar un proiect preliminar pentru ceva mai stabil și mai fiabil, unele dintre componente nu vor ajunge în designul final. Majoritatea componentelor au fost selectate doar din cauza disponibilității (le aveam în casa mea) și nu din cauza fiabilității lor. Acest design este destinat unei surse de alimentare de 15V, dar puteți înlocui câteva componente pasive și îl puteți face să funcționeze la orice tensiune sau curent. Senzorii de curent sunt disponibili în 5A, 20A și 30A, puteți alege doar amperajul și modificați codul, același lucru cu senzorul de tensiune puteți schimba valoarea rezistențelor și codul pentru a măsura tensiuni mai mari.

PCB-ul nu are valori setate, deoarece puteți înlocui componentele pasive pentru a satisface nevoile dvs. de alimentare. A fost conceput pentru a fi adăugat la orice sursă de alimentare.

Pasul 2: senzori de tensiune

Vom începe cu senzorii de tensiune și senzorii de curent. Folosesc un Arduino Mega pentru a testa circuitele și codul, așa că unii dintre începători ca mine pot să-și facă propriile teste din mers, în loc să trebuiască să construiască întregul modul pe o placă.

Putem măsura doar 0-5 volți folosind intrările analogice ale Arduino. Pentru a putea măsura până la 15 volți, trebuie să creăm un divizor de tensiune, divizoarele de tensiune sunt foarte simple și pot fi create folosind doar 2 rezistențe, în acest caz folosim un 30k și un 7.5k care ne-ar da un raport de 5: 1, astfel încât să putem măsura valori de 0-25 volți.

Lista pieselor pentru senzorul de tensiune

Rezistoare R1, R3 30k

Rezistoare R2, R4 7.5k

Pasul 3: senzori de curent

Pentru senzorii de curent voi folosi ACS712 produs de Allegro. Acum, primul lucru pe care trebuie să-l menționez este că știu că acești senzori nu sunt foarte exacți, dar este ceea ce aveam la îndemână atunci când proiectam acest modul. ACS712 este disponibil numai într-un pachet de montare pe suprafață și este una dintre cele foarte puține componente SMD utilizate în acest modul.

Lista pieselor senzorului curent

IC2, IC3 ASC712ELC-05A

Condensator C1, C3 1nF

C2, C4 0.1uF Condensator

Pasul 4: senzor de temperatură și ventilator

Am decis să adaug controlul temperaturii la modul, deoarece majoritatea sursei de alimentare generează o cantitate bună de căldură și avem nevoie de protecție la supraîncălzire. Pentru senzorul de temperatură folosesc un HDT11 și pentru controlul ventilatorului vom folosi un MOSFET 2N7000 N-Channel pentru a conduce un ventilator CPU de 5V. Circuitul este destul de simplu, trebuie să aplicăm tensiune la drenajul tranzistorului și aplicăm o tensiune pozitivă la poartă, în acest caz folosim ieșirea digitală a arduino pentru a furniza această tensiune și tranzistorul se aprinde, permițând ventilatorului să fie energizat.

Codul este foarte simplu, luăm o citire a temperaturii de la senzorul DHT11 dacă temperatura este mai mare decât valoarea setată, setează pinul de ieșire HIGH și ventilatorul se aprinde. Odată ce temperatura scade sub temperatura setată, ventilatorul se oprește. Construiesc circuitul pe panoul meu de testare pentru a-mi testa codul, am făcut câteva fotografii rapide cu celula mea, nu prea bine, îmi pare rău, dar schema este ușor de înțeles.

Senzor de temperatură și lista pieselor ventilatorului

Senzor de temperatură J2 DHT11

Rezistor R8 10K

J1 5V FAN

Q1 2N7000 MOSFET

D1 1N4004 Diodă

Rezistor R6 10K

Rezistor R7 47K

Pasul 5: Circuit de alimentare

Modulul rulează pe 5V, deci avem nevoie de o sursă de alimentare stabilă. Folosesc un regulator de tensiune L7805 pentru a furniza o sursă constantă de 5V, nu prea multe de spus despre acest circuit.

Lista pieselor circuitului de alimentare

1 Regulator de tensiune L7805

C8 0.33uF Condensator

C9 0.1uF Condensator

Pasul 6: ieșiri LCD și seriale

Am proiectat modulul pentru a fi utilizat având în vedere un LCD, dar apoi am decis să adaug ieșire serială în scopuri de depanare. Nu voi intra în detalii despre modul de configurare a unui LCD I2C, deoarece l-am acoperit deja într-un LCD I2C instructabil anterior. Folosesc un adaptor USB la serial pe care îl conectez la modul, apoi deschid monitorul serial în Arduino IDE și pot vedea toate valorile, asigură-te că totul funcționează așa cum ar trebui.

Lista pieselor LCD și Serial Out

LCD I2C 16x2 I2C (20x4 opțional)

LED7, LED8 0603 LED SMD

R12, R21 1K R0603 Rezistor SMD

Pasul 7: Programare ISP și ATMega328P

Așa cum am menționat la început, acest modul este proiectat pentru a fi construit pentru diferite configurații, trebuie să adăugăm o modalitate de a programa ATMega328 și de a încărca schițele noastre. Există mai multe modalități de a continua modul de programare a modulului, una dintre ele este să folosești un Arduino ca programator ISP, ca într-unul dintre ATMega-urile mele de încărcare instructabile anterioare cu mega Arduino.

Note:

- Nu aveți nevoie de condensator pentru a încărca schița ISP pe Arduino, aveți nevoie de acesta pentru a arde bootloader-ul și pentru a încărca tensiunea_sensor Sketch.

-Pe versiunile mai noi ale Arduino IDE trebuie să conectați pinul 10 la pinul 1 RESET al ATMega328.

Lista pieselor circuitului ISP și ATMega328P

U1 ATMega328P

XTAL1 16MHz HC-49S Crsytal

Condensatoare C5, C6 22pf

Antet ISP1 cu 6 pini

Rezistor R5 10K

Resetați comutatorul 3x4x2 Tact SMD

Pasul 8: Note și fișiere

Aceasta a fost doar o modalitate pentru mine de a pune câteva idei într-un dispozitiv funcțional, așa cum am menționat anterior, este doar o mică adăugare pentru alimentarea cu bancă Dual Channel. Am inclus tot ce aveți nevoie pentru a vă construi propriul modul, toate fișierele și schemele Eagle CAD. Am inclus schița Arduino, este foarte simplă și am încercat să ușurez înțelegerea și modificarea. Dacă aveți întrebări, nu ezitați să le puneți, voi încerca să le răspund. Acesta este un proiect deschis, sugestiile sunt binevenite. Încerc să introduc cât mai multe informații, dar am aflat târziu despre concursul Arduino și am vrut să trimit asta. Voi scrie restul destul de curând, am scos componentele SMD (rezistențe și LED-uri) și le-am înlocuit cu componente TH, singurul component SMD este senzorul de curent, deoarece este disponibil doar într-un pachet SOIC, fișierul ZIP conține fișiere cu componentele TH.