Υπερβολικό ρεύμα διακοπής ρεύματος με χρήση του Arduino

Σε αυτήν την ανάρτηση πρόκειται να κατασκευάσουμε μια μπαταρία εξουδετερωτή / μεταβλητή τροφοδοσία DC η οποία θα διακόψει αυτόματα την παροχή, εάν η ροή ρεύματος μέσω του φορτίου υπερβαίνει το προκαθορισμένο επίπεδο κατωφλίου.

Από τον Girish Radhakrishanan

Κύρια τεχνικά χαρακτηριστικά

Το προτεινόμενο κύκλωμα τροφοδοσίας ρεύματος διακοπής ρεύματος που χρησιμοποιεί το Arduino διαθέτει οθόνη LCD 16 X 2, η οποία χρησιμοποιείται για να δείξει την περίπτωση της τάσης, του ρεύματος, της κατανάλωσης ισχύος και του προκαθορισμένου ορίου ρεύματος κατωφλίου σε πραγματικό χρόνο.

Ως λάτρεις των ηλεκτρονικών, δοκιμάζουμε τα πρωτότυπα μας σε τροφοδοτικό μεταβλητής τάσης. Οι περισσότεροι από εμάς κατέχουν μια φθηνή μεταβλητή παροχή ηλεκτρικού ρεύματος, η οποία ενδέχεται να μην διαθέτει ούτε δυνατότητα μέτρησης τάσης / μέτρησης ρεύματος ούτε βραχυκύκλωμα ή ενσωματωμένη προστασία ρεύματος.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η παροχή ηλεκτρικού ρεύματος με αυτές τις αναφερόμενες δυνατότητες μπορεί να βομβαρδίζει το πορτοφόλι σας και θα είναι υπερτιμημένη για χρήση χόμπι.

Το βραχυκύκλωμα και η υπερβολική ροή είναι πρόβλημα για αρχάριους σε επαγγελματίες και οι αρχάριοι είναι επιρρεπείς σε αυτό συχνότερα λόγω της απειρίας τους, ενδέχεται να αντιστρέψουν την πολικότητα του τροφοδοτικού ή να συνδέσουν τα εξαρτήματα με λάθος τρόπο κ.λπ.

Αυτά τα πράγματα μπορούν να προκαλέσουν ασυνήθιστα υψηλή ροή μέσω του κυκλώματος, με αποτέλεσμα τη θερμική διαφυγή σε ημιαγωγούς και παθητικά εξαρτήματα που έχει ως αποτέλεσμα την καταστροφή πολύτιμων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Σε αυτές τις περιπτώσεις ο νόμος του ohm μετατρέπεται σε εχθρό.

Εάν δεν κάνατε ποτέ βραχυκύκλωμα ή τηγανητό κύκλωμα, τότε συγχαρητήρια! Είστε ένα από τα λίγα άτομα που είναι τέλεια στα ηλεκτρονικά ή ποτέ δεν δοκιμάζετε κάτι νέο στα ηλεκτρονικά.

Το προτεινόμενο έργο παροχής ηλεκτρικού ρεύματος μπορεί να προστατεύσει τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα από τέτοιες καταστροφές στο τηγάνισμα, το οποίο θα είναι αρκετά φθηνό για έναν μέσο χόμπι ηλεκτρονικών και αρκετά εύκολο να κατασκευάσει ένα για το οποίο είναι λίγο πάνω από το αρχικό επίπεδο.

Ο σχεδιασμός

Το τροφοδοτικό διαθέτει 3 ποτενσιόμετρα: ένα για ρύθμιση της αντίθεσης οθόνης LCD, ένα για ρύθμιση της τάσης εξόδου από 1,2 V έως 15V και το τελευταίο ποτενσιόμετρο χρησιμοποιείται για τον καθορισμό του τρέχοντος ορίου που κυμαίνεται από 0 έως 2000 mA ή 2 Ampere.

Η οθόνη LCD θα σας ενημερώνει με τέσσερις παραμέτρους κάθε δευτερόλεπτο: την τάση, την κατανάλωση ρεύματος, το προκαθορισμένο όριο ρεύματος και την κατανάλωση ισχύος από το φορτίο.

Η τρέχουσα κατανάλωση μέσω φορτίου θα εμφανίζεται σε milliamps, το προκαθορισμένο όριο ρεύματος θα εμφανίζεται σε milliamps και η κατανάλωση ισχύος θα εμφανίζεται σε milliatt.
Το κύκλωμα χωρίζεται σε 3 μέρη: τα ηλεκτρονικά ισχύος, τη σύνδεση οθόνης LCD και το κύκλωμα μέτρησης ισχύος.

Αυτά τα 3 στάδια μπορούν να βοηθήσουν τους αναγνώστες να κατανοήσουν καλύτερα το κύκλωμα. Ας δούμε τώρα το τμήμα ηλεκτρονικών ισχύος που ελέγχει την τάση εξόδου.

Σχηματικό διάγραμμα:

Ο μετασχηματιστής 12v-0-12v / 3A θα χρησιμοποιηθεί για τη μείωση της τάσης, οι δίοδοι 6A4 θα μετατρέψουν το AC σε τάση DC και ο πυκνωτής 2000uF θα εξομαλύνει την ασταθή τροφοδοσία DC από διόδους.

Ο σταθερός ρυθμιστής LM 7809 9V θα μετατρέψει το μη ρυθμιζόμενο DC σε ρυθμιζόμενο τροφοδοτικό 9V DC. Η τροφοδοσία 9V θα τροφοδοτήσει το Arduino και το ρελέ. Προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε μια υποδοχή DC για την παροχή εισόδου του arduino.

Μην παραλείψετε αυτούς τους κεραμικούς πυκνωτές 0.1uF που παρέχουν καλή σταθερότητα στην τάση εξόδου.

Το LM 317 παρέχει μεταβλητή τάση εξόδου για το φορτίο που πρόκειται να συνδεθεί.

Μπορείτε να ρυθμίσετε την τάση εξόδου περιστρέφοντας το ποτενσιόμετρο 4,7K ohm.

Αυτό ολοκληρώνει το τμήμα ισχύος.

Ας δούμε τώρα τη σύνδεση οθόνης:

Λεπτομέρειες σύνδεσης

Δεν υπάρχει τίποτα να εξηγήσουμε εδώ, απλώς συνδέστε την οθόνη Arduino και LCD σύμφωνα με το διάγραμμα κυκλώματος. Ρυθμίστε το ποτενσιόμετρο 10K για καλύτερη αντίθεση προβολής.

Η παραπάνω οθόνη δείχνει τις ενδείξεις για τις τέσσερις παραμέτρους που αναφέρονται.

Στάδιο μέτρησης ισχύος

Τώρα, ας δούμε λεπτομερώς το κύκλωμα μέτρησης ισχύος.

Το κύκλωμα μέτρησης ισχύος αποτελείται από βολτόμετρο και αμπερόμετρο. Το Arduino μπορεί να μετρήσει την τάση και το ρεύμα ταυτόχρονα συνδέοντας το δίκτυο αντιστάσεων σύμφωνα με το διάγραμμα κυκλώματος.

Λεπτομέρειες σύνδεσης ρελέ για την παραπάνω σχεδίαση:

Οι τέσσερις αντιστάσεις 10 ohm παράλληλα που σχηματίζουν αντίσταση διακλάδωσης 2,5 ohm που θα χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ροής ρεύματος μέσω του φορτίου Οι αντιστάσεις πρέπει να είναι τουλάχιστον 2 watt η καθεμία.

Οι αντιστάσεις 10k ohm και 100k ohm βοηθούν το Arduino να μετρήσει την τάση στο φορτίο. Αυτές οι αντιστάσεις μπορούν να είναι μία με κανονική ισχύ.

Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με τη λειτουργία του αμπερόμετρου και του βολτόμετρου Arduino, δείτε αυτούς τους δύο συνδέσμους:

Βολτόμετρο: https://homemade-circuits.com/2016/09/how-to-make-dc-voltmeter-using-arduino.html

Ammeter: https://homemade-circuits.com/2017/08/arduino-dc-digital-ammeter.html

Το ποτενσιόμετρο 10K ohm παρέχεται για τη ρύθμιση του μέγιστου επιπέδου ρεύματος στην έξοδο. Εάν η ροή ρεύματος μέσω του φορτίου υπερβεί το προκαθορισμένο ρεύμα, η παροχή εξόδου θα αποσυνδεθεί.
Μπορείτε να δείτε το προεπιλεγμένο επίπεδο στην οθόνη που θα αναφέρεται ως 'LT' (Limit).

Πείτε για παράδειγμα: αν ορίσετε το όριο ως 200, θα εκπέμψει ρεύμα έως 199mA. Εάν η τρέχουσα κατανάλωση φτάσει τα 200 mA ή πάνω, η έξοδος θα διακοπεί αμέσως.

Η έξοδος ενεργοποιείται και απενεργοποιείται από τον πείρο Arduino # 7. Όταν αυτός ο πείρος είναι υψηλός, το τρανζίστορ ενεργοποιεί το ρελέ που συνδέει τους κοινούς και κανονικά ανοιχτούς πείρους, ο οποίος πραγματοποιεί τη θετική τροφοδοσία για το φορτίο.

Η δίοδος IN4007 απορροφά το πίσω EMF υψηλής τάσης από το πηνίο ρελέ ενώ ενεργοποιεί και απενεργοποιεί το ρελέ.

Κωδικός προγράμματος:

//------------------Program Developed by R.GIRISH------------------//
#include
#define input_1 A0
#define input_2 A1
#define input_3 A2
#define pot A3
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2)
int Pout = 7
int AnalogValue = 0
int potValue = 0
int PeakVoltage = 0
int value = 0
int power = 0
float AverageVoltage = 0
float input_A0 = 0
float input_A1 = 0
float output = 0
float Resolution = 0.00488
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000
float R2 = 10000
unsigned long sample = 0
int threshold = 0
void setup()
{
lcd.begin(16,2)
Serial.begin(9600)
pinMode(input_3, INPUT)
pinMode(Pout, OUTPUT)
pinMode(pot, INPUT)
digitalWrite(Pout, HIGH)
}
void loop()
{
PeakVoltage = 0
value = analogRead(input_3)
vout = (value * 5.0) / 1024
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin <0.10)
{
vin = 0.0
}
for(sample = 0 sample <5000 sample ++)
{
AnalogValue = analogRead(input_1)
if(PeakVoltage {
PeakVoltage = AnalogValue
}
else
{
delayMicroseconds(10)
}
}
input_A0 = PeakVoltage * Resolution
PeakVoltage = 0
for(sample = 0 sample <5000 sample ++)
{
AnalogValue = analogRead(input_2)
if(PeakVoltage {
PeakVoltage = AnalogValue
}
else
{
delayMicroseconds(10)
}
}
potValue = analogRead(pot)
threshold = map(potValue, 0, 1023, 0, 2000)
input_A1 = PeakVoltage * Resolution
output = (input_A0 - input_A1) * 100
output = output * 4
power = output * vin
while(output >= threshold || analogRead(input_1) >= 1010)
{
digitalWrite(Pout, LOW)
while(true)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Power Supply is')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Disconnected.')
delay(1500)
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Press Reset the')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Button.')
delay(1500)
}
}
while(output >= threshold || analogRead(input_2) >= 1010)
{
digitalWrite(Pout, LOW)
while(true)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Power Supply is')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Disconnected.')
delay(1500)
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Press Reset the')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Button.')
delay(1500)
}
}
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('V=')
lcd.print(vin)
lcd.setCursor(9,0)
lcd.print('LT=')
lcd.print(threshold)
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('I=')
lcd.print(output)
lcd.setCursor(9,1)
lcd.print('P=')
lcd.print(power)
Serial.print('Volatge Level at A0 = ')
Serial.println(analogRead(input_1))
Serial.print('Volatge Level at A1 = ')
Serial.println(analogRead(input_2))
Serial.print('Voltage Level at A2 = ')
Serial.println(analogRead(input_3))
Serial.println('------------------------------')
}

//------------------Program Developed by R.GIRISH------------------//

Μέχρι τώρα, θα έχετε αποκτήσει αρκετές γνώσεις για να κατασκευάσετε ένα τροφοδοτικό που θα σας προστατεύει πολύτιμα ηλεκτρονικά εξαρτήματα και μονάδες.

Εάν έχετε κάποια συγκεκριμένη ερώτηση σχετικά με αυτό το τρέχον κύκλωμα διακοπής ρεύματος χρησιμοποιώντας το Arduino, μπορείτε να ρωτήσετε στην ενότητα σχολίων, ενδέχεται να λάβετε μια γρήγορη απάντηση.