DIY Arduino բազմաֆունկցիոնալ էներգիայի հաշվիչ V1.0: 13 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Այս ձեռնարկում ես ձեզ ցույց կտամ, թե ինչպես պատրաստել Arduino- ի վրա հիմնված բազմաֆունկցիոնալ էներգիայի հաշվիչ: Այս փոքրիկ Մետրը շատ օգտակար սարք է, որը ցուցադրում է կարևոր տեղեկություններ էլեկտրական պարամետրերի վերաբերյալ: Սարքը կարող է չափել 6 օգտակար էլեկտրական պարամետր ՝ լարման, հոսանքի, էներգիայի, էներգիայի, հզորության և ջերմաստիճանի: Այս սարքը հարմար է միայն DC բեռների համար, ինչպիսիք են արևային PV համակարգերը: Այս հաշվիչը կարող եք օգտագործել նաև մարտկոցի հզորությունը չափելու համար:

Հաշվիչը կարող է չափել մինչև 0 - 26 Վ լարման տիրույթ և առավելագույն հոսանք 3.2 Ա:

Պարագաներ

Օգտագործված բաղադրիչներ

1. Arduino Pro Micro (Amazon)

2. INA219 (Ամազոն)

3. 0.96 OLED (Amazon)

4. DS18B20 (Amazon)

5. Լիպո մարտկոց (Amazon)

6. Պտուտակային տերմինալներ (Amazon)

7. Իգական / արական վերնագրեր (Amazon)

8. Պերֆորացված տախտակ (Amazon)

9. 24 AWG Wire (Amazon)

10. Slide Switch (Amazon)

Օգտագործված գործիքներ և գործիքներ

1. Sոդման երկաթ (Amazon)

2. Wire Stripper (Amazon)

3. Մուլտիմետր (Amazon)

4. Էլեկտրական փորձարկիչ (Amazon)

Քայլ 1: Ինչպե՞ս է այն աշխատում:

Էներգիայի հաշվիչի սիրտը Arduino Pro Micro տախտակն է: Arduino- ն զգում է հոսանքը և լարումը `օգտագործելով INA219 ընթացիկ տվիչը, իսկ ջերմաստիճանը` DS18B20 ջերմաստիճանի տվիչով: Այս լարման և հոսանքի համաձայն, Arduino- ն կատարում է մաթեմատիկա ՝ էներգիա և էներգիա հաշվարկելու համար:

Ամբողջ սխեմատիկան բաժանված է 4 խմբի

1. Arduino Pro Micro

Arduino Pro Micro- ի համար պահանջվող էներգիան մատակարարվում է LiPo/ Li-Ion մարտկոցից ՝ սահող անջատիչի միջոցով:

2. Ընթացիկ ցուցիչ

Ընթացիկ ցուցիչ INA219- ը միացված է Arduino տախտակին I2C հաղորդակցության ռեժիմում (SDA և SCL քորոց):

3. OLED էկրան

Նման ընթացիկ ցուցիչի նման, OLED էկրանը նույնպես միացված է Arduino տախտակին I2C հաղորդակցության ռեժիմում: Այնուամենայնիվ, երկու սարքերի հասցեն տարբեր է:

4. Temերմաստիճանի ցուցիչ

Այստեղ ես օգտագործել եմ DS18B20 ջերմաստիճանի տվիչը: Այն օգտագործում է մեկ լարային արձանագրություն ՝ Arduino- ի հետ հաղորդակցվելու համար:

Քայլ 2: Գրատախտակի փորձարկում

Նախ, մենք միացում կկազմենք Breadboard- ի վրա: Առանց զոդման տախտակի հիմնական առավելությունն այն է, որ այն առանց զոդման է: Այսպիսով, դուք կարող եք հեշտությամբ փոխել դիզայնը `անհրաժեշտության դեպքում անջատելով բաղադրիչներն ու լարերը:

Հացահատիկի փորձարկումը կատարելուց հետո ես միացում կատարեցի Պերֆորացված տախտակի վրա

Քայլ 3. Պատրաստեք Arduino- ի խորհուրդը

Arduino Pro Micro- ն գալիս է առանց գլուխների քորոցը զոդելու: Այսպիսով, դուք պետք է նախ միացնեք վերնագրերը Arduino- ի մեջ:

Տեղադրեք ձեր արական վերնագրերը երկար կողքով դեպի տախտակ: Այժմ, տեղադրելով վերնագրերը, կարող եք Arduino- ի տախտակը հեշտությամբ վայր գցել վերնագրերի քորոցի վերևում: Այնուհետեւ կպցրեք բոլոր կապումներն Arduino- ի տախտակին:

Քայլ 4: Պատրաստեք վերնագրերը

Arduino, OLED էկրան, ընթացիկ սենսոր և ջերմաստիճանի տվիչ միացնելու համար ձեզ հարկավոր է որոշ ուղիղ վերնագրերի կին կապ: Երբ գնում եք ուղիղ վերնագրեր, դրանք չափազանց երկար կլինեն բաղադրիչների օգտագործման համար: Այսպիսով, դուք պետք է դրանք կտրեք համապատասխան երկարությամբ: Ես կտրիչ օգտագործեցի այն կտրելու համար:

Ստորև բերված են վերնագրերի մանրամասները

1. Arduino Board - 2 x 12 կապում

2. INA219 - 1 x 6 կապում

3. OLED - 1 x 4 կապում

4. Տեմպ. Սենսոր - 1 x 3 կապում

Քայլ 5: erոդեք կին վերնագրերը

Կանանց վերնագրերի քորոցը պատրաստելուց հետո դրանք կպցրեք փորված տախտակին: Վերնագրի կապում զոդելուց հետո ստուգեք ՝ արդյոք բոլոր բաղադրիչները կատարյալ տեղավորվա՞ծ են, թե՞ ոչ:

Նշում. Ես խորհուրդ կտամ ընթացիկ սենսորը ուղղակիորեն կպցնել տախտակին `կին վերնագրի փոխարեն:

Ես միացել եմ վերնագրի քորոցի միջոցով ՝ INA219- ը այլ նախագծերի համար օգտագործելու համար:

Քայլ 6: Տեղադրեք ջերմաստիճանի տվիչ

Այստեղ ես օգտագործում եմ DS18B20 ջերմաստիճանի տվիչը TO-92 փաթեթում: Հեշտ փոխարինումը հաշվի առնելով ՝ ես օգտագործել եմ 3 փին կին վերնագիր: Բայց դուք կարող եք անմիջապես սենսորը սոսնձել ծակոտկեն տախտակին:

Քայլ 7: erոդեք պտուտակային տերմինալները

Այստեղ պտուտակային տերմինալները օգտագործվում են տախտակին արտաքին միացման համար: Արտաքին կապերն են

1. Աղբյուր (մարտկոց / արևային վահանակ)

2. Բեռնել

3. Էլեկտրամատակարարում Arduino- ին

Կապույտ պտուտակավոր տերմինալը օգտագործվում է Arduino- ին սնուցման համար, իսկ երկու կանաչ տերմինալը `աղբյուրի և բեռի միացման համար:

Քայլ 8: Կատարեք շրջանը

Իգական վերնագրերը և պտուտակավոր տերմինալները զոդելուց հետո դուք պետք է միանաք բարձիկներին ՝ ըստ վերևում ներկայացված սխեմատիկ դիագրամի:

Կապերը բավականին ուղիղ են

INA219 / OLED -> Arduino

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D3

DS18B20 -> Arduino

GND -> GND

DQ -> D4 ՝ 4.7K ձգվող դիմադրության միջոցով

VCC -> VCC

Վերջապես, միացրեք պտուտակային տերմինալները ըստ սխեմատիկ սխեմայի:

Շղթան կազմելու համար ես օգտագործել եմ 24AWG գունավոր լարեր: Միացրեք մետաղալարերը սխեմայի համաձայն:

Քայլ 9: Անկյունների ամրացում

Soldոդման և լարերի միացումից հետո ամրացումները տեղադրեք 4 անկյուններում: Այն կապահովի բավականաչափ ազատություն եռակցման հոդերին և մետաղալարերին գետնից:

Քայլ 10: PCB նախագծում

Այս նախագծի համար ես նախագծել եմ անհատական PCB: COVID-19- ի համաճարակի ներկա իրավիճակի պատճառով ես չեմ կարող պատվեր տալ այս PCB- ի համար: Այսպիսով, ես դեռ չեմ փորձարկել PCB- ն:

Դուք կարող եք ներբեռնել Gerber ֆայլերը PCBWay- ից

Երբ դուք պատվեր կատարեք PCBWay- ից, ես կստանամ 10% նվիրատվություն PCBWay- ից `իմ աշխատանքում ներդրման համար: Ձեր փոքրիկ օգնությունը կարող է ինձ քաջալերել ապագայում կատարել ավելի հիանալի աշխատանք: Շնորհակալություն համագործակցության համար:

Քայլ 11: Ուժ և էներգիա

Հզորություն. Էլեկտրաէներգիան լարման (վոլտ) և հոսանքի (ամպ) արտադրանք է

P = VxI

Էլեկտրաէներգիայի միավորը Watt կամ KW է

Էներգիա. Էներգիան ուժի (վտ) և ժամանակի (ժամ) արդյունք է

E = Pxt

Էներգիայի միավորը `Վտ ժամ կամ կիլովատ ժամ (կՎտժ)

Կարողություն. Հզորությունը ներկայիս (ամպ) և ժամանակի (ժամ) արդյունք է

C = I x t

Հզորության միավորը Amp-Hour է

Հզորության և էներգիայի վերահսկման համար տրամաբանությունը կիրառվում է ծրագրային ապահովման մեջ և պարամետրերը ցուցադրվում են 0.96 դյույմանոց OLED էկրանով:

Պատկերի վարկ ՝ imgoat

Քայլ 12: Softwareրագրակազմ և գրադարաններ

Նախ, ներբեռնեք ներքևում կցված ծածկագիրը: Այնուհետև ներբեռնեք հետևյալ գրադարանները և տեղադրեք դրանք:

1. Adafruit INA219 գրադարան

2. Adafruit SSD1306 գրադարան

3. DallasTemperature

Բոլոր գրադարանները տեղադրելուց հետո տեղադրեք ճիշտ տախտակը և COM նավահանգիստը, այնուհետև վերբեռնեք ծածկագիրը:

Քայլ 13: Վերջնական փորձարկում

Տախտակը փորձարկելու համար ես միացրել եմ 12 Վ մարտկոց ՝ որպես աղբյուր, և 3 Վ LED ՝ որպես բեռ:

Մարտկոցը միացված է Arduino- ից ներքև գտնվող պտուտակային տերմինալին, իսկ LED- ը `INA219- ից ներքև գտնվող պտուտակային տերմինալին: LiPo մարտկոցը միացված է կապույտ պտուտակով տերմինալին, այնուհետև միացրեք միացումը `օգտագործելով սահող անջատիչը:

Դուք կարող եք տեսնել, որ բոլոր պարամետրերը ցուցադրվում են OLED էկրանին:

Առաջին սյունակի պարամետրերն են

1. Լարման

2. Ընթացիկ

3. Հզորություն

Երկրորդ սյունակի պարամետրերն են

1. Էներգիա

2. Կարողություն

3. Temերմաստիճանը

Theշգրտությունը ստուգելու համար ես օգտագործեցի իմ բազմաչափը և փորձարկիչը, ինչպես ցույց է տրված վերևում: Accuracyշգրտությունը մոտ է նրանց: Ես իսկապես գոհ եմ գրպանային չափսի այս գործիքի հետ:

Շնորհակալություն իմ Instructable- ը կարդալու համար: Եթե ձեզ դուր է գալիս իմ նախագիծը, մի մոռացեք այն կիսել: Մեկնաբանություններն ու արձագանքները միշտ ողջունելի են: