Arduino -kaksikanavainen jänniteanturimoduuli: 8 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

On kulunut muutama vuosi siitä, kun olen kirjoittanut ohjeen, ajattelin, että on aika palata. Olen halunnut rakentaa jänniteanturin, jotta voin muodostaa yhteyden penkkiini. Minulla on kaksikanavainen muuttuva virtalähde, sillä ei ole näyttöä, joten minun on käytettävä voltimittaria jännitteen asettamiseen. En ole sähköinsinööri tai ohjelmoija, teen tämän harrastuksena. Sanon, että aion kuvata, mitä rakennamme täällä, ja se ei ehkä ole paras suunnittelu tai paras koodaus, mutta teen parhaani.

Vaihe 1: Tietoja projektista

Ensinnäkin tämä on vain alustava suunnitelma jostakin vakaammasta ja luotettavammasta, jotkut komponentit eivät pääty lopulliseen suunnitteluun. Suurin osa komponenteista on valittu vain saatavuuden vuoksi (minulla oli niitä kotonani) eikä luotettavuuden vuoksi. Tämä malli on tarkoitettu 15 V: n virtalähteelle, mutta voit korvata muutamia passiivisia komponentteja ja saada sen toimimaan kaikilla jännitteillä tai virroilla. Virta -antureita on saatavana 5A, 20A ja 30A, voit vain valita virran ja muokata koodia, sama jänniteanturin kanssa voit muuttaa vastuksen arvoa ja koodia korkeampien jännitteiden mittaamiseksi.

Piirilevyllä ei ole asetettuja arvoja, koska voit vaihtaa passiiviset komponentit vastaamaan virtalähteesi tarpeita. Se on suunniteltu lisättäväksi mihin tahansa virtalähteeseen.

Vaihe 2: Jänniteanturit

Aloitamme jännite- ja virta -antureista. Käytän Arduino Megaa piirien ja koodin testaamiseen, joten jotkut aloittelijat kuten minä voivat tehdä ja testata omia lennossa sen sijaan, että joutuisivat rakentamaan koko moduulin leipälevylle.

Voimme mitata vain 0-5 volttia Arduinon analogisilla tuloilla. Jotta voisimme mitata jopa 15 volttia, meidän on luotava jännitteenjakaja, jännitteenjakajat ovat hyvin yksinkertaisia ja ne voidaan luoda vain kahdella vastuksella, tässä tapauksessa käytämme 30k ja 7,5k, jotka antaisivat meille suhde 5: 1, jotta voimme mitata arvot 0-25 volttia.

Jänniteanturin osaluettelo

R1, R3 30k vastukset

R2, R4 7.5k vastukset

Vaihe 3: Virta -anturit

Nykyisissä antureissa käytän Allegro: n ACS712: tä. Ensimmäinen asia, joka minun on mainittava, on se, että tiedän, että nämä anturit eivät ole kovin tarkkoja, mutta minulla oli tämä käsillä tätä moduulia suunniteltaessa. ACS712 on saatavana vain pinta -asennuspaketissa ja se on yksi harvoista SMD -komponenteista, joita käytetään tässä moduulissa.

Anturin nykyinen osaluettelo

IC2, IC3 ASC712ELC-05A

C1, C3 1nF kondensaattori

C2, C4 0,1uF kondensaattori

Vaihe 4: Lämpötila -anturi ja tuuletin

Päätin lisätä lämpötilansäädön moduuliin, koska useimmat virtalähteet tuottavat hyvän määrän lämpöä ja tarvitsemme ylikuumenemissuojaa. Lämpötila-anturissa käytän HDT11: tä ja tuulettimen ohjauksessa aiomme käyttää 2N7000 N-kanavaista MOSFETia 5 V: n CPU-tuulettimen ajamiseen. Piiri on melko yksinkertainen, meidän on syötettävä jännite transistorin tyhjennykseen ja syötettävä positiivinen jännite porttiin, tässä tapauksessa käytämme arduinon digitaalilähtöä tämän jännitteen aikaansaamiseksi ja transistori kytkeytyy päälle, jolloin tuuletin voidaan käynnistää jännittynyt.

Koodi on hyvin yksinkertainen, otamme lämpötilalukeman DHT11 -anturista, jos lämpötila on korkeampi kuin asetettu arvo, se asettaa lähtönastan HIGH ja tuuletin käynnistyy. Kun lämpötila laskee alle asetetun lämpötilan, puhallin sammuu. Rakennan piirin leipälevylleni testatakseni koodiani, otin nopeita kuvia solullani, ei kovin hyvä pahoillani, mutta kaavio on helppo ymmärtää.

Lämpötila -anturien ja tuulettimien osaluettelo

J2 DHT11 Lämpötila -anturi

R8 10K vastus

J1 5V TUULETIN

Q1 2N7000 MOSFET

D1 1N4004 Diodi

R6 10K vastus

R7 47K vastus

Vaihe 5: Virtapiiri

Moduuli toimii 5 V: lla, joten tarvitsemme vakaan virtalähteen. Käytän L7805 -jännitesäädintä, joka tarjoaa jatkuvan 5 V: n syötön, ei paljon sanottavaa tästä piiristä.

Virtapiirin osaluettelo

1 L7805 jännitesäädin

C8 0.33uF kondensaattori

C9 0.1uF kondensaattori

Vaihe 6: LCD- ja sarjalähdöt

Suunnittelen moduulin käytettäväksi nestekidenäytön mielessä, mutta päätin sitten lisätä sarjalähdön virheenkorjausta varten. En aio mennä yksityiskohtiin I2C -nestekidenäytön asentamisesta, koska olen jo peittänyt sen aiemmassa ohjeistettavassa I2C -nestekidenäytössä. Helppo tapa lisätä LED -valoja Tx & Rx -riveille toiminnan osoittamiseksi. Käytän usb -sarjasovitinta, jonka kytken moduuliin, ja sitten avaan sarjamonitorin Arduino IDE: ssä ja näen kaikki arvot, varmista, että kaikki toimii niin kuin pitää.

LCD- ja sarjalähtöosien luettelo

I2C 16x2 I2C LCD (20x4 valinnainen)

LED7, LED8 0603 SMD -LED

R12, R21 1K R0603 SMD -vastus

Vaihe 7: Internet -palveluntarjoajan ohjelmointi ja ATMega328P

Kuten mainitsin alussa, tämä moduuli on suunniteltu eri kokoonpanoihin, meidän on lisättävä tapa ohjelmoida ATMega328 ja ladata luonnoksemme. Moduulin ohjelmointiin on useita tapoja, joista yksi on käyttää Arduinoa Internet -palveluntarjoajan ohjelmoijana, kuten edellisessä Instructable Bootloading ATMega -laitteessani Arduino mega -laitteella.

Huomautuksia:

- Et tarvitse kondensaattoria ladataksesi Internet -palveluntarjoajan luonnoksen Arduinolle, tarvitset sen polttaaksesi käynnistyslataimen ja ladataksesi jänniteanturiluonnoksen.

-Uudemmissa Arduino IDE -versioissa sinun on liitettävä nasta 10 ATMega328: n nastaan 1 RESET.

ISP & ATMega328P -piirien osaluettelo

U1 ATMega328P

XTAL1 16MHz HC-49S Crsytal

C5, C6 22pf kondensaattorit

ISP1 6 -nastainen otsikko

R5 10K vastus

Nollaa 3x4x2 Tact SMD -kytkin

Vaihe 8: Muistiinpanot ja tiedostot

Tämä oli vain tapa laittaa ideoita toimivaan laitteeseen, kuten aiemmin mainitsin, on vain pieni lisäys Dual Channel -virtalähteeseeni. Olen sisällyttänyt kaiken mitä tarvitset oman moduulin rakentamiseen, kaikki Eagle CAD -tiedostot ja kaaviot. Olen sisällyttänyt Arduinon luonnoksen, se on hyvin yksinkertainen ja olen yrittänyt tehdä siitä helpon ymmärtää ja muokata. Jos sinulla on kysyttävää, kysy rohkeasti, yritän vastata niihin. Tämä on avoin projekti, ehdotuksia otetaan vastaan. Yritän syöttää mahdollisimman paljon tietoa, mutta sain tietää Arduinon kilpailusta myöhään ja halusin lähettää sen. Kirjoitan loput melko pian. Olen myös poistanut SMD -komponentit (vastukset ja LEDit) ja korvannut ne TH -komponentteilla, ainoa SMD -komponentti on nykyinen anturi, koska se on saatavana vain SOIC -paketissa, ZIP -tiedosto sisältää tiedostoja, joissa on TH -komponentit.