Comutator automat de încărcare (vid) cu ACS712 și Arduino: 7 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Buna tuturor, Rularea unui instrument electric într-un spațiu închis este o agitație, din cauza întregului praf creat în aer și a prafului din aer, înseamnă praf în plămâni. Rularea vac a magazinului dvs. poate elimina o parte din acest risc, dar activarea și oprirea acestuia de fiecare dată când utilizați un instrument este o durere.

Pentru a atenua această durere, am construit acest comutator automat care găzduiește un Arduino cu un senzor de curent pentru a detecta când funcționează un instrument electric și porniți aspiratorul automat. La cinci secunde după oprirea instrumentului, se oprește și vidul.

Provizii

Pentru realizarea acestui comutator am folosit următoarele componente și materiale:

• Arduino Uno -
• Senzor de curent ACS712 -
• Attiny85 -
• Socket IC -
• Releu de stare solidă -
• Releu mecanic 5V -
• Sursă de alimentare HLK-PM01 5V -
• Prototip PCB -
• Sârmă -
• Cabluri Dupont -
• Carcasă din plastic -
• Fier de lipit -
• Solder -
• Fragmente de sârmă -

Pasul 1: Detectarea curentului cu ACS712

Vedeta proiectului este acest senzor de curent ACS712 care funcționează pe principiul efectului Hall. Curentul care curge prin cip generează un câmp magnetic pe care un senzor de efect hall îl citește apoi și emite o tensiune proporțională cu curentul care curge prin el.

Când nu curge curent, tensiunea de ieșire este la jumătate din tensiunea de intrare și, deoarece măsoară curent alternativ și curent continuu atunci când curentul curge într-o direcție, tensiunea crește, în timp ce curentul schimbă direcția, tensiunea scade.

Dacă conectăm senzorul la un Arduino și graficăm ieșirea senzorului, putem urmări acest comportament atunci când măsurăm curentul care curge printr-un bec.

Dacă aruncăm o privire mai atentă asupra valorilor reprezentate pe ecran, putem observa că senzorul este foarte sensibil la zgomot, astfel încât, deși oferă citiri destul de bune, nu poate fi utilizat în situații în care este necesară precizie.

În cazul nostru, avem nevoie doar de informații generale dacă curge sau nu un curent semnificativ, astfel încât să nu fim afectați de zgomotul pe care îl captează.

Pasul 2: Măsurarea corectă a curentului alternativ

Comutatorul pe care îl construim va detecta aparatele de curent alternativ, deci trebuie să măsurăm curentul alternativ. Dacă trebuie să măsurăm pur și simplu valoarea curentă a curentului care curge, putem măsura în orice moment dat și acest lucru ne-ar putea da o indicație greșită. De exemplu, dacă măsurăm la vârful undei sinusoidale, vom înregistra debit mare de curent și apoi vom activa vidul. Cu toate acestea, dacă măsurăm la punctul de trecere zero, nu vom înregistra curenți și vom presupune din greșeală că instrumentul nu este pornit.

Pentru a atenua această problemă, trebuie să măsurăm valorile de mai multe ori într-o anumită perioadă de timp și să identificăm cele mai mari și cele mai mici valori pentru curent. Putem calcula apoi diferența între și cu ajutorul formulei din imagini, să calculăm valoarea reală a RMS pentru curent.

Adevărata valoare RMS este curentul DC echivalent care ar trebui să circule în același circuit pentru a furniza aceeași putere de ieșire.

Pasul 3: Construiți un circuit prototip

Pentru a începe măsurarea cu senzorul, trebuie să întrerupem una dintre conexiunile la sarcină și să plasăm cele două terminale ale senzorului ACS712 în serie cu sarcina. Senzorul este apoi alimentat de la 5V de la Arduino, iar pinul său de ieșire este conectat la o intrare analogică de pe Uno.

Pentru controlul vacantei magazinului, avem nevoie de un releu pentru a controla mufa de ieșire. Puteți utiliza fie un releu în stare solidă, fie unul mecanic așa cum îl folosesc, dar asigurați-vă că este evaluat pentru puterea vac a magazinului dvs. Momentan nu am avut un releu cu un singur canal, așa că voi folosi acest modul de releu cu 2 canale pentru moment și îl voi înlocui mai târziu.

Mufa de ieșire pentru vacanta magazinului va fi conectată prin releu și contactul său normal deschis. Odată ce releul este PORNIT, circuitul va fi închis și magazinul va fi pornit automat.

Releul este controlat prin pinul 7 de pe Arduino în acest moment, astfel încât ori de câte ori detectăm că curge un curent prin senzor, putem trage acel pin jos și acesta va porni vidul.

Pasul 4: Explicarea codului și caracteristici

O caracteristică foarte frumoasă pe care am adăugat-o și la codul proiectului este o ușoară întârziere pentru a menține vidul în funcțiune cu încă 5 secunde după oprirea instrumentului. Acest lucru vă va ajuta cu orice praf rezidual care se creează în timp ce instrumentul se oprește complet.

Pentru a obține acest lucru în cod, folosesc două variabile în care obțin mai întâi timpul curent în mii când comutatorul este activat și apoi actualizez acea valoare pe fiecare iterație a codului în timp ce instrumentul este pornit.

Când instrumentul se oprește, acum obținem din nou valoarea curentă în mii și apoi verificăm dacă diferența dintre cele două este mai mare decât intervalul specificat. Dacă acest lucru este adevărat, atunci oprim releul și actualizăm valoarea anterioară cu cea curentă.

Funcția principală de măsurare din cod se numește măsură și în el, presupunem mai întâi valorile minime și maxime pentru vârfuri, dar pentru ca acestea să poată fi modificate definitiv, presupunem valori inversate unde 0 este vârful înalt și 1024 este vârful scăzut.

Pe parcursul întregii perioade de interval definite de variabila iterații, citim valoarea semnalului de intrare și actualizăm valorile reale minime și maxime pentru vârfuri.

În cele din urmă, calculăm diferența și această valoare este apoi utilizată cu formula RMS dinainte. Această formulă poate fi simplificată prin simpla multiplicare a diferenței de vârf cu 0,3536 pentru a obține valoarea RMS.

Fiecare dintre versiunile senzorului pentru amperaj diferit are o sensibilitate diferită, astfel încât această valoare trebuie multiplicată din nou cu un coeficient calculat din valoarea de amperaj a senzorului.

Codul complet este disponibil pe pagina mea GitHub și linkul de descărcare este mai jos

Pasul 5: Minimizează electronica (opțional)

În acest moment, partea electronică și de cod a proiectului este practic realizată, dar încă nu sunt foarte practice. Arduino Uno este excelent pentru astfel de prototipuri, dar practic este foarte voluminos, așa că vom avea nevoie de o carcasă mai mare.

Am vrut să încadrez toate componentele electronice în acest accesoriu din plastic, care are niște capace frumoase pentru capete și, pentru a face acest lucru, va trebui să reduc la minimum electronica. În cele din urmă a trebuit să apelez la utilizarea unei incinte mai mari pentru moment, dar odată ce am primit placa de releu mai mică, le voi schimba.

Arduino Uno va fi înlocuit cu un cip Attiny85 care poate fi programat cu Uno. Procesul este simplu și voi încerca să ofer un tutorial separat pentru acesta.

Pentru a elimina necesitatea alimentării externe, voi folosi acest modul HLK-PM01 care convertește CA în 5V și are o amprentă foarte mică. Toate componentele electronice vor fi plasate pe un prototip PCB pe două fețe și conectate cu fire.

Schema finală este disponibilă pe EasyEDA, iar linkul către acesta poate fi găsit mai jos.

Pasul 6: împachetați aparatele electronice într-o carcasă

Tabloul final nu este cu siguranță cea mai bună lucrare a mea, până acum, deoarece s-a dovedit un pic mai dezordonat decât îmi doream. Sunt sigur că, dacă mai petrec ceva timp pe el, va fi mai frumos, dar principalul lucru este că a funcționat și este substanțial mai mic decât ceea ce a fost cu Uno.

Pentru a împacheta totul, am instalat mai întâi niște cabluri la mufele de intrare și ieșire care au aproximativ 20 cm lungime. Ca o incintă, am renunțat la montaj, deoarece era prea mic în cele din urmă, dar am reușit să încadrez totul în interiorul unei cutii de joncțiune.

Cablul de intrare este apoi alimentat prin orificiu și conectat la terminalul de intrare de pe placă și același lucru se face și pe cealaltă parte unde cele două cabluri sunt acum conectate. Una dintre ieșiri este pentru magazinul vac și cealaltă pentru instrument.

Având totul conectat, m-am asigurat că testez comutatorul înainte de a pune totul în carcasă și de a închide totul cu capacul. Fitingul ar fi fost o carcasă mai frumoasă, deoarece ar proteja electronica de orice lichid sau praf care ar putea ajunge pe ele în atelierul meu, așa că, odată ce am noua placă de releu, voi muta totul acolo.

Pasul 7: Bucurați-vă de utilizare

Pentru a utiliza acest comutator automat, trebuie mai întâi să conectați mufa de intrare la o priză de perete sau la un cablu prelungitor ca în cazul meu și apoi instrumentul și magazinul sunt conectate în mufele corespunzătoare.

Când instrumentul este pornit, vidul este pornit automat și va continua să ruleze încă 5 secunde înainte de a se opri automat.

Sper că ați reușit să învățați ceva din acest instructabil, așa că vă rugăm să apăsați butonul preferat dacă vă place. Am multe alte proiecte pe care le puteți viziona și nu uitați să vă abonați la canalul meu YouTube, astfel încât să nu ratați următoarele videoclipuri.

Noroc și mulțumesc pentru lectură!