Beskonačni transformatorski krug voltmetra koji koristi Arduino

U ovom članku saznajemo kako izraditi voltmetar izmjenične struje bez transformatora pomoću Arduina.

Izrada analogni voltmetar nije jednostavan zadatak jer za njegovu izradu morate dobro poznavati fizičke veličine poput zakretnog momenta, brzine koja može biti vrlo teška kada su u pitanju njihove praktične primjene.

PoAnkit Negi

Ali a digitalni voltmetar u usporedbi sa može se napraviti analogni voltmetar brzo i to uz vrlo malo truda. Sada se dnevni digitalni voltmetar može izraditi pomoću mikrokontrolera ili razvojne ploče poput arduina pomoću koda od 4-5 redaka.

Zašto je ovaj krug voltmetra izmjenične struje drugačiji?

Ako odete na Google i pretražite 'AC voltmetar pomoću arduina', pronaći ćete mnogo sklopova po cijelom Internetu. Ali u gotovo svim tim krugovima pronaći ćete transformator koji se koristi.

Krug u ovom projektu ovaj problem u potpunosti rješava zamjenom transformatora iz kruga djelitelja napona visokih vata. Ovaj se krug može lako napraviti na maloj ploči u roku od nekoliko minuta. Potrebne komponente:

Za izradu ovog projekta trebaju vam sljedeće komponente:

1. Arduino

2. otpornik od 100 k ohma (2 vata)

3. 1k ohmski otpor (2 vata)

4. 1N4007 dioda

5. Jedna cener dioda 5 volti

6. 1 uf kondenzator

7. Spajanje žica

KRUŽNI DIJAGRAM:

Spojite kako je prikazano na shemi spojeva.

A) Napravite razdjelnik napona pomoću otpornika imajući na umu da otpor od 1 k ohma treba biti spojen na masu.

B) Spojite p-terminal diode izravno nakon otpora od 1 k ohma kao što je prikazano na slici. i njegov n- terminal na 1 uf kondenzator.

C) Ne zaboravite paralelno spojiti cener diodu s kondenzatorom (objašnjeno u nastavku)

D) Spojite žicu s pozitivnog priključka kondenzatora na analogni pin A0 arduina.

E) ** spojite uzemljenje pin-a arduina na cjelokupni krug uzemljenja, jer inače neće raditi.

CILJ ARDUINA:

Pa, možete koristiti bilo koji mikrokontroler, ali ja sam koristio arduino zbog njegovog jednostavnog IDE-a. U osnovi je funkcija arduina ili bilo kojeg mikrokontrolera da uzima napon na otporniku od 1 k ohma kao analogni ulaz i pretvara tu vrijednost u mrežnu izmjeničnu struju. vrijednost napona pomoću formule (objašnjeno u radnom odjeljku). Arduino dalje ispisuje ovu glavnu vrijednost na serijski monitor ili zaslon prijenosnog računala.

Krug kruga napona:

Kao što je već spomenuto u odjeljku komponenata, otpornici (koji čine krug djelitelja napona) moraju biti velike snage, jer ćemo ih izravno spojiti na mrežnu struju.

I stoga ovaj krug djelitelja napona zamjenjuje transformator. Budući da arduino može uzeti najviše 5v kao analogni ulaz, krug djelitelja napona koristi se za razdvajanje visokog napona mreže na niski napon (manji od 5v). Pretpostavimo da mrežni napon iznosi 350 volti (r.m.s)

Što daje maksimalni ili vršni napon = 300 * 1,414 = 494,2 volta

Dakle, vršni napon na otporu od 1 k ohma je = (494,2 volta / 101 k) * 1 k = 4,9 volta (maksimum)

Napomena: * ali čak i za 350 o / min, ovih 4,9 volti nisu o / m, što znači da će u stvarnosti napon na analognom pinu arduina biti manji od 4,9 v.

Stoga se iz ovih izračuna izračunava da ovaj krug može sigurno izmjeriti izmjenični napon oko 385 r.m.s.

ZAŠTO DIODA?

Budući da arduino ne može uzeti negativni napon kao ulaz, vrlo je važno ukloniti negativni dio ulaznog vala sinusnog vala preko otpora od 1 k ohma. A za to se ispravlja pomoću diode. Za bolje rezultate možete upotrijebiti i mostovni ispravljač.

ZAŠTO KAPACITOR?
Čak i nakon ispravljanja postoje valovi u valu i za uklanjanje takvih valova koristi se kondenzator. Kondenzator izravnava napon prije nego što ga napoji na arduino.

ZAŠTO ZENER DIODE

Napon veći od 5 volti može oštetiti arduino. Stoga se za njegovu zaštitu koristi cener dioda od 5 v. Ako se izmjenični napon izmjeničnog napona poveća iznad 380 volti, tj. Veći od 5 volti na analognom pinu, dogodit će se slom cener diode. Tako je kondenzator kratko spojen na masu. To osigurava sigurnost arduina.

KODIRATI:

Spalite ovaj kod u svoj arduino:

int x// initialise variable x
float y//initialise variable y
void setup()
{
pinMode(A0,INPUT) // set pin a0 as input pin
Serial.begin(9600)// begin serial communication between arduino and pc
}
void loop()
{
x=analogRead(A0)// read analog values from pin A0 across capacitor
y=(x*.380156)// converts analog value(x) into input ac supply value using this formula ( explained in woeking section)
Serial.print(' analaog input ' ) // specify name to the corresponding value to be printed
Serial.print(x) // print input analog value on serial monitor
Serial.print(' ac voltage ') // specify name to the corresponding value to be printed
Serial.print(y) // prints the ac value on Serial monitor
Serial.println()
}

Razumijevanje koda:

1. PROMJENJIVO x:

X je ulazna analogna vrijednost primljena (napon) od pina A0 kako je navedeno u kodu, tj.

x = pinMode (A0, INPUT) // postavi pin a0 kao ulazni pin

2. PROMJENJIVO I:

Da bismo došli do ove formule y = (x * .380156), prvo moramo napraviti neku vrstu izračuna:

Ovaj krug ovdje uvijek daje napon manji od stvarne vrijednosti na pinu A0 arduina zbog kondenzatora i diode. Što znači da je napon na analognom pinu uvijek manji od napona na otporniku od 1 k ohma.

Stoga moramo saznati onu vrijednost ulaznog izmjeničnog napona pri kojoj na pin A0 dobivamo 5 volti ili 1023 analogne vrijednosti. Metodom pogotka i pokusa ta vrijednost iznosi oko 550 volti (maksimum) kao što je prikazano u simulaciji.

U r.m.s 550 vršnih volta = 550 / 1.414 = 388,96 volti r.m.s. Stoga za ovu vrijednost r.m.s dobivamo 5 volti na pinu A0. Dakle, ovaj krug može izmjeriti najviše 389 volti.

Sada za 1023 analogne vrijednosti na pinu A0 --- 389 a.c volti = y

Što daje, za bilo koju analognu vrijednost (x) y = (389/1023) * x a.c volta

ILI y = .38015 * x a.c volti

Na slici možete jasno primijetiti da je ispisana vrijednost a.c na serijskom monitoru također 389 volti

Ispis potrebnih vrijednosti na ekranu ::

Potrebne su dvije vrijednosti za ispis na serijski monitor kao što je prikazano na simulacijskoj slici:

1. Vrijednost analognog ulaza primljena analognim pinom A0 kako je navedeno u kodu:

Serial.print ('analaog input') // navedite ime odgovarajućoj vrijednosti za ispis

Serial.print (x) // ispis ulazne analogne vrijednosti na serijski monitor

2. Stvarna vrijednost izmjeničnog napona iz mreže kako je navedeno u kodu:

Serial.print ('izmjenični napon') // navedite ime odgovarajućoj vrijednosti za ispis

Serial.print (y) // ispisuje vrijednost izmjenične vrijednosti na serijskom monitoru

RAD OVOG TRANSFORMATORSKOG VOLTMETRA KORIŠTENJEM ARDUINA

1. Krug razdjelnika napona pretvara ili spušta mrežni izmjenični napon u odgovarajuću vrijednost niskog napona.

2. Ovaj napon nakon ispravljanja uzima se analognim pinom arduina i pomoću formule

y = 0,38015 * x izmjenični volti pretvaraju se u stvarni mrežni izmjenični napon.

3. Ova pretvorena vrijednost zatim se ispisuje na serijski monitor arduino IDE-a.

SIMULACIJA:

Da bi se vidjelo koliko je otisnuta vrijednost na ekranu blizu stvarne izmjenične vrijednosti, pokreće se simulacija za različite vrijednosti izmjeničnih napona:

A) 220 volti ili 311 amplituda

B) 235 volti ili amplituda 332,9

C) 300 volti ili 424,2

Stoga se iz sljedećih rezultata opaža da za opskrbu 220 a.c arduino pokazuje 217 volti. A kako se ova vrijednost a.c povećava, rezultati simulacije postaju točniji što je bliže ulaznoj vrijednosti a.c.