Prekomjerno trenutno isključeno napajanje pomoću Arduina

U ovom ćemo postu izraditi eliminator baterije / izmjenični izvor napajanja koji će automatski isključiti napajanje ako trenutni protok kroz teret premaši zadanu razinu praga.

Napisao Girish Radhakrishanan

Glavne tehničke značajke

Predloženi strujni krug za prekid struje koji koristi Arduino ima 16 X 2 LCD zaslon koji se koristi za prikazivanje napona, struje, potrošnje energije i unaprijed postavljene granične vrijednosti struje u stvarnom vremenu.

Kao zaljubljenici u elektroniku, testiramo svoje prototipove na napajanju s promjenjivim naponom. Većina nas posjeduje jeftino varijabilno napajanje koje možda nema ugrađenu značajku za mjerenje napona / struje, niti ugrađeni kratki spoj ili prenaponsku zaštitu.

To je zato što napajanje s ovim spomenutim značajkama može bombardirati vaš novčanik i bit će pretjerano za hobi upotrebu.

Kratki spoj i prekomjerni protok problem su za početnike profesionalcima, a početnici su tome češće skloni zbog svog neiskustva, mogu preokrenuti polaritet napajanja ili spojiti komponente na pogrešan način itd.

Te stvari mogu prouzročiti strujanje struje kroz krug neobično visoko, što rezultira toplinskim odbjegom u poluvodičkim i pasivnim komponentama što rezultira uništavanjem vrijednih elektroničkih komponenata. U tim se slučajevima ohmov zakon pretvara u neprijatelja.

Ako nikada niste napravili kratki spoj ili prženi spoj, čestitamo! Jedan ste od rijetkih ljudi koji su savršeni u elektronici ili nikada ne isprobavate nešto novo u elektronici.

Predloženi projekt napajanja može zaštititi elektroničke komponente od takvog uništavanja prženja, što će biti dovoljno jeftino za prosječnog ljubitelja elektronike i dovoljno jednostavno za konstrukciju za one koji su malo iznad početničke razine.

Dizajn

Napajanje ima 3 potenciometra: jedan za podešavanje kontrasta LCD zaslona, ​​jedan za podešavanje izlaznog napona u rasponu od 1,2 V do 15V, a zadnji potenciometar služi za podešavanje ograničenja struje u rasponu od 0 do 2000 mA ili 2 Ampera.

LCD zaslon ažurirat će vas s četiri parametra svake sekunde: napon, potrošnja struje, unaprijed postavljeno ograničenje struje i snaga koju troši opterećenje.

Trenutna potrošnja kroz opterećenje prikazat će se u miliamperima, unaprijed postavljeno ograničenje struje prikazat će se u miliamperima, a potrošnja energije u milivatima.
Krug je podijeljen u 3 dijela: energetska elektronika, veza LCD zaslona i krug za mjerenje snage.

Ove tri faze mogu pomoći čitateljima da bolje razumiju sklop. Pogledajmo sada odjeljak za energetsku elektroniku koji kontrolira izlazni napon.

Shematski dijagram:

Transformator 12v-0-12v / 3A koristit će se za snižavanje napona, diode 6A4 pretvorit će izmjenični u istosmjerni napon, a kondenzator 2000uF izgladit će uzburkani istosmjerni dotok iz dioda.

Fiksni 9V regulator LM 7809 pretvorit će neregulirani istosmjerni u regulirani 9V istosmjerni izvor. Opskrba od 9 V napajat će Arduino i relej. Pokušajte upotrijebiti DC utičnicu za ulaz arduina.

Nemojte preskočiti one keramičke kondenzatore od 0,1 uF koji pružaju dobru stabilnost izlaznog napona.

LM 317 pruža promjenjivi izlazni napon za opterećenje koje treba priključiti.

Izlazni napon možete prilagoditi okretanjem potenciometra od 4,7 K ohma.

Time je završen odjeljak snage.

Sada da vidimo vezu zaslona:

Pojedinosti veze

Ovdje se nema što objasniti, samo ožičite Arduino i LCD zaslon prema shemi sklopa. Podesite 10K potenciometar za bolji kontrast gledanja.

Gornji zaslon prikazuje uzorke očitanja za navedena četiri parametra.

Mjerač snage

Pogledajmo sada krug za mjerenje snage detaljno.

Krug za mjerenje snage sastoji se od voltmetra i ampermetra. Arduino može istovremeno mjeriti napon i struju spajanjem mreže otpornika prema shemi sklopa.

Pojedinosti o povezivanju releja za gornji dizajn:

Četiri paralelna otpora od 10 oma koji čine 2,5-omski ranžirni otpor koji će se koristiti za mjerenje protoka struje kroz teret. Otpornici bi trebali biti najmanje 2 vata.

Otpornici od 10 k ohma i 100 k ohma pomažu Arduinu da mjeri napon na opterećenju. Ovi otpornici mogu biti jedan s normalnom snagom snage.

Ako želite saznati više o radu ampermetra i voltmetra temeljenih na Arduinu, pogledajte ove dvije poveznice:

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

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

Potenciometar od 10K ohma predviđen je za podešavanje maksimalne razine struje na izlazu. Ako trenutni protok kroz opterećenje premaši unaprijed podešenu struju, izlazna opskrba će se isključiti.
Na zaslonu možete vidjeti unaprijed zadanu razinu koja će se spominjati kao 'LT' (ograničenje).

Recimo na primjer: ako postavite ograničenje na 200, on će emitirati struju do 199 mA. Ako trenutna potrošnja bude jednaka 200 mA ili veća, izlaz će se odmah isključiti.

Izlaz uključuje i isključuje Arduino pin broj 7. Kad je ovaj pin visok, tranzistor napaja relej koji povezuje uobičajene i normalno otvorene iglice, što dovodi pozitivno napajanje tereta.

Dioda IN4007 apsorbira visokonaponski povratni EMF iz zavojnice releja dok UKLJUČUJE I ISKLJUČUJE relej.

Kod programa:

//------------------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------------------//

Do sada biste stekli dovoljno znanja za izgradnju izvora napajanja koji će vas zaštititi vrijednim elektroničkim komponentama i modulima.

Ako imate bilo kakvih specifičnih pitanja u vezi s ovim prekidnim krugom napajanja koji koristi Arduino, slobodno pitajte u odjeljku za komentare, možda ćete dobiti brzi odgovor.