Automaattinen lataus (tyhjiö) -kytkin ACS712: n ja Arduinon kanssa: 7 vaihetta (kuvien kanssa)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Hei kaikki, Sähkötyökalun käyttäminen suljetussa tilassa on kiire, koska kaikki ilmassa oleva pöly ja ilmassa oleva pöly tarkoittaa pölyä keuhkoissasi. Kaupan tyhjentäminen voi poistaa osan tästä riskistä, mutta sen käynnistäminen ja sammuttaminen joka kerta, kun käytät työkalua, on tuskaa.

Tämän kivun lievittämiseksi olen rakentanut tämän automaattisen kytkimen, jossa on virta -anturilla varustettu Arduino, joka havaitsee sähkötyökalun käydessä ja käynnistää pölynimurin automaattisesti. Viisi sekuntia työkalun pysähtymisen jälkeen myös tyhjiö pysähtyy.

Tarvikkeet

Tämän kytkimen valmistuksessa käytin seuraavia komponentteja ja materiaaleja:

• Arduino Uno -
• ACS712 -virtatunnistin -
• Attiny85 -
• IC -kanta -
• Puolijohderele -
• 5 V: n mekaaninen rele -
• HLK -PM01 5V virtalähde -
• Piirilevyn prototyyppi -
• Johto -
• Dupont -kaapelit -
• Muovikotelo -
• Juotosrauta -
• Juotos -
• Johtimet -

Vaihe 1: Virran tunnistaminen ACS712: lla

Projektin tähti on tämä ACS712 -virta -anturi, joka toimii Hall -efektin periaatteella. Sirun läpi virtaava virta muodostaa magneettikentän, jonka Hall -efektianturi lukee ja antaa sitten jännitteen, joka on verrannollinen sen läpi kulkevaan virtaan.

Kun virtaa ei virtaa, lähtöjännite on puolet tulojännitteestä ja koska se mittaa sekä vaihtovirtaa että tasavirtaa, kun virta kulkee yhteen suuntaan, jännite nousee, kun taas virta muuttuu, jännite laskee.

Jos liitämme anturin Arduinoon ja piirrämme anturin lähdön, voimme seurata tätä käyttäytymistä mitattaessa lampun läpi kulkevaa virtaa.

Jos tarkastelemme tarkemmin näytöllä esitettyjä arvoja, voimme huomata, että anturi on todella herkkä melulle, joten vaikka se antaa varsin hyviä lukemia, sitä ei voida käyttää tilanteissa, joissa vaaditaan tarkkuutta.

Meidän tapauksessamme tarvitsemme vain yleisiä tietoja, virtaako merkittävä virta vai ei, joten sen keräämä melu ei vaikuta meihin.

Vaihe 2: AC -virran asianmukainen mittaus

Rakentamamme kytkin tunnistaa AC -laitteet, joten meidän on mitattava vaihtovirta. Jos aiomme vain mitata virtaavan virran nykyarvon, voimme mitata milloin tahansa ja se voi antaa meille väärän osoitteen. Jos esimerkiksi mittaamme siniaallon huipulla, rekisteröimme suuren virran ja sitten kytket tyhjiön päälle. Kuitenkin, jos mittaamme nollapisteessä, emme rekisteröi virtaa ja oletamme virheellisesti, että työkalu ei ole päällä.

Tämän ongelman lieventämiseksi meidän on mitattava arvot useita kertoja tietyn ajanjakson aikana ja tunnistettava virran korkeimmat ja pienimmät arvot. Voimme sitten laskea eron kuvien kaavan välillä ja sen avulla, laskea virran todellinen RMS -arvo.

Todellinen RMS -arvo on vastaava tasavirta, jonka pitäisi virrata samassa piirissä saman tehon tuottamiseksi.

Vaihe 3: Rakenna prototyyppipiiri

Jotta voimme aloittaa mittaamisen anturilla, meidän on katkaistava yksi kuorman liitännöistä ja asetettava ACS712 -anturin kaksi liitintä sarjaan kuorman kanssa. Anturi saa sitten virtaa 5 V: sta Arduinosta ja sen ulostulonappi on kytketty Unon analogiseen tuloon.

Myymälävahdin hallintaan tarvitsemme releen, joka ohjaa lähtöpistoketta. Voit käyttää joko puolijohderelettä tai mekaanista, kuten käytän, mutta varmista, että se on mitoitettu myymälävapaasi tehoon. Minulla ei ollut tällä hetkellä yhden kanavan relettä, joten käytän toistaiseksi tätä 2 -kanavaista relemoduulia ja vaihdan sen myöhemmin.

Vac -imurin ulostuloliitin kytketään releen ja sen normaalisti avatun koskettimen kautta. Kun rele on päällä, piiri suljetaan ja myymälävac kytkeytyy automaattisesti päälle.

Relettä ohjataan tällä hetkellä Arduinon nastan 7 kautta, joten aina kun havaitsemme, että anturin läpi virtaa virtaa, voimme vetää tuon matalalle ja käynnistää tyhjiön.

Vaihe 4: Koodin selitykset ja ominaisuudet

Todella mukava ominaisuus, jonka olen myös lisännyt projektin koodiin, on pieni viive pitää tyhjiö käynnissä vielä 5 sekuntia työkalun pysäyttämisen jälkeen. Tämä auttaa todella kaikessa pölyssä, joka syntyy, kun työkalu pysähtyy kokonaan.

Tämän saavuttamiseksi koodissa käytän kahta muuttujaa, joista saan ensin nykyisen milliajan, kun kytkin on kytketty päälle, ja päivitän sitten arvon jokaisen koodin iteraation aikana työkalun ollessa päällä.

Kun työkalu sammuu, saamme nyt uudelleen nykyisen millien arvon ja tarkistamme sitten, onko näiden kahden välinen ero suurempi kuin määritetty väli. Jos tämä on totta, sammutamme releen ja päivitämme edellisen arvon nykyiseen.

Koodin päämittausfunktiota kutsutaan mittaksi ja siinä oletetaan ensin huippujen minimi- ja maksimiarvot, mutta jotta ne voidaan varmasti muuttaa, oletamme käänteisiä arvoja, joissa 0 on huippu ja 1024 on alin huippu.

Koko iterointimuuttujan määrittämän aikavälijakson aikana luemme tulosignaalin arvon ja päivitämme huippujen todelliset minimi- ja maksimiarvot.

Lopulta laskemme eron ja tätä arvoa käytetään sitten aiemman RMS -kaavan kanssa. Tätä kaavaa voidaan yksinkertaistaa kertomalla huippuero yksinkertaisesti 0,3536: lla, jotta saadaan RMS -arvo.

Jokaisella eri ampeeriarvon anturiversiolla on eri herkkyys, joten tämä arvo on jälleen kerrottava kertoimella, joka lasketaan anturin ampeeriluvusta.

Koko koodi on saatavilla GitHub-sivultani ja latauslinkki on allahttps://github.com/bkolicoski/automated-vacuum-swi…

Vaihe 5: Pienennä elektroniikkaa (valinnainen)

Tässä vaiheessa projektin elektroniikka- ja koodiosa on pohjimmiltaan valmis, mutta ne eivät ole vielä kovin käytännöllisiä. Arduino Uno soveltuu erinomaisesti tällaisten prototyyppien luomiseen, mutta käytännössä se on todella iso, joten tarvitsemme suuremman kotelon.

Halusin sovittaa kaiken elektroniikan tähän muoviliittimeen, jonka päissä on hienot korkit, ja jotta voin tehdä tämän, minun on minimoitava elektroniikka. Lopulta jouduin käyttämään toista suurempaa koteloa, mutta kun saan pienemmän relelevyn, vaihdan ne.

Arduino Uno korvataan Attiny85 -sirulla, joka voidaan ohjelmoida Unolla. Prosessi on suoraviivainen ja yritän tarjota sille erillisen opetusohjelman.

Ulkoisen virran tarpeen poistamiseksi käytän tätä HLK-PM01-moduulia, joka muuntaa AC: n 5 V: ksi ja jolla on todella pieni jalanjälki. Kaikki elektroniikka sijoitetaan kaksipuoliselle piirilevyn prototyypille ja kytketään johtimilla.

Lopullinen kaavio on saatavilla EasyEDAssa ja linkki siihen löytyy alta.

Vaihe 6: Pakkaa elektroniikka koteloon

Viimeinen lauta ei todellakaan ole paras työni toistaiseksi, koska se osoittautui hieman sotkuisemmaksi kuin halusin. Olen varma, että jos käytän siihen enemmän aikaa, se on mukavampaa, mutta pääasia on, että se toimi ja se on huomattavasti pienempi kuin mitä se oli Unon kanssa.

Pakatakseni kaiken, asensin ensin joitakin kaapeleita tulo- ja lähtöpistokkeisiin, jotka ovat noin 20 cm pitkiä. Kotelona luopuin asennuksesta, koska se oli lopulta liian pieni, mutta onnistuin sovittamaan kaiken kytkentärasian sisään.

Tulokaapeli syötetään sitten reiän läpi ja liitetään levyn tuloliittimeen, ja sama tehdään toisella puolella, johon kaksi kaapelia on nyt kytketty. Yksi lähtö on myymälävacille ja toinen työkalulle.

Kun kaikki on kytketty, testasin kytkimen ennen kuin laitoin kaikki koteloon ja suljin kaiken kannella. Asennus olisi ollut mukavampi kotelo, koska se suojaa elektroniikkaa kaikilta nesteiltä tai pölyltä, joka saattaa päätyä niihin työpajassani, joten kun saan uuden relelevyn, siirron kaiken sinne.

Vaihe 7: Nauti sen käyttämisestä

Jotta voit käyttää tätä automaattista kytkintä, sinun on ensin kytkettävä pistotulppa pistorasiaan tai jatkojohtoon, kuten minun tapauksessani, ja sitten työkalu ja myymälä tyhjiö on kytketty asianmukaisiin pistokkeisiin.

Kun työkalu käynnistetään, imuri käynnistyy automaattisesti ja jatkaa sen jälkeen toimintaa vielä 5 sekuntia, ennen kuin se sammuu automaattisesti.

Toivon, että onnistuit oppimaan jotain tästä Instructable -ohjelmasta, joten paina sitä suosikkipainiketta, jos pidät siitä. Minulla on monia muita projekteja, joita voit katsoa, äläkä unohda tilata YouTube -kanavaani, jotta et jää paitsi seuraavista videoistani.

Tsemppiä ja kiitos lukemisesta!