DIY ընթացիկ տվիչ Arduino- ի համար. 6 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Ողջույն, հուսով եմ, որ լավ եք անում, և այս ձեռնարկում ես ձեզ ցույց կտամ, թե ինչպես եմ ես պատրաստել Arduino- ի ընթացիկ սենսոր ՝ օգտագործելով շատ հիմնական էլեկտրոնային բաղադրիչներ և տնային շունտ: Այս շունտը կարող է հեշտությամբ կարգավորել մեծ ուժգնության հոսանք ՝ մոտ 10-15 Ամպեր: Accuracyշգրտությունը նույնպես բավականին լավ է, և ես կարողացա ստանալ շատ արժանապատիվ արդյունքներ ՝ ցածր հոսանքները չափելով 100 մԱ -ի սահմաններում:

Պարագաներ

1. Arduino Uno կամ համարժեք և ծրագրավորման մետաղալար
2. OP- ուժեղացուցիչ LM358
3. Jumper լարերը
4. 100 KOhm դիմադրություն
5. 220 KOhm դիմադրություն
6. 10 Կոմ դիմադրություն
7. Veroboard կամ Zero PCB տախտակ
8. Շունտ (8 -ից 10 միլիօհմ)

Քայլ 1: Պահանջվող մասերի հավաքում

Այս կառուցման համար ձեզ անհրաժեշտ հիմնական մասերը Shunt- ն է ՝ գործառնական ուժեղացուցիչի IC- ի հետ միասին: Իմ դիմումի համար ես օգտագործում եմ IC LM358- ը, որը երկակի OP-AMP 8 փին DIP IC է, որից ես օգտագործում եմ գործառնական ուժեղացուցիչներից միայն մեկը: Դուք նաև կարիք կունենաք ռեզիստորների ոչ շրջվող ուժեղացուցիչի միացման համար: Որպես դիմադրություններ ես ընտրել եմ 320K և 10K: Ձեր դիմադրության ընտրությունը լիովին կախված է այն շահույթի չափից, որը ցանկանում եք ունենալ: Այժմ OP-AMP- ը սնուցվում է Arduino- ի 5 վոլտ հզորությամբ: Այսպիսով, մենք պետք է համոզվենք, որ ելքային լարումը OP-AMP- ից, երբ ամբողջ հոսանքը անցնում է շունտով, պետք է լինի 5 վոլտից պակաս, գերադասելի է 4 վոլտ `որոշ սխալի սահման պահելու համար: Եթե մենք ընտրենք բավականին բարձր շահույթ, ապա հոսանքի ավելի ցածր արժեքի համար, OP-AMP- ն կանցնի հագեցվածության շրջան և կտա ընդամենը 5 վոլտ ցանկացած ընթացիկ արժեքից դուրս: Այսպիսով, համոզվեք, որ համապատասխանաբար ընտրեք ուժեղացուցիչի շահույթի արժեքը: Այս սխեման փորձելու համար ձեզ նույնպես կպահանջվի նախատիպային PCB կամ տախտակ Միկրոհսկիչի համար ես օգտագործում եմ Arduino UNO- ն ՝ ուժեղացուցիչի ելքից մուտք գործելու համար: Դուք կարող եք ընտրել ցանկացած համարժեք Arduino տախտակ, որը ցանկանում եք:

Քայլ 2. Ստեղծեք ձեր սեփական Shunt Resistor- ը

Theրագրի հիմնական սիրտը շանթի դիմադրությունն է, որն օգտագործվում է լարման փոքր անկումը ապահովելու համար: Դուք հեշտությամբ կարող եք այս շունտը պատրաստել առանց մեծ դժվարությունների: Եթե ունեք հաստ պողպատե հաստ մետաղալար, ապա կարող եք կտրել այդ մետաղալարերի ողջամիտ երկարությունը և կարող եք օգտագործել որպես շունտ: Դրան այլընտրանք է հին կամ վնասված բազմաչափ մետրից շունտի դիմադրողականությունը փրկելը, ինչպես ցույց է տրված այստեղ: Ընթացիկ տիրույթը, որը ցանկանում եք չափել, մեծապես կախված է շունտի դիմադրության արժեքից: Սովորաբար, դուք կարող եք օգտագործել շանթներ `8 -ից 10 միլիոօմսի կարգով:

Քայլ 3. Նախագծի սխեմա

Ահա ամբողջ տեսությունը որպես ամառային, ինչպես նաև ընթացիկ սենսորային մոդուլի սխեմայի դիագրամը, որը ցույց է տալիս OP-AMP- ի ոչ շրջադարձային կազմաձևի իրականացումը `ապահովելով անհրաժեշտ օգուտ: Ես նաև կցել եմ 0.1uF կոնդենսատոր OP-AMP- ի ելքին ՝ ելքային լարումը հարթելու և բարձր հաճախականության աղմուկը նվազեցնելու դեպքում:

Քայլ 4: Այս ամենը միասին հավաքելը…

Այժմ վերջապես ժամանակն է ներկայիս սենսորային մոդուլը դարձնել այս բաղադրիչներից: Դրա համար ես կտրեցի մի փոքր կտոր veroboard և դասավորեցի իմ բաղադրիչները այնպես, որ ես կարողանայի խուսափել ցանկացած ցատկող լարերի կամ միակցիչների օգտագործումից, և ամբողջ շրջանը կարող էր միացվել ուղղակի զոդման հոդերի միջոցով: Շունտի միջոցով բեռի միացման համար ես օգտագործել եմ պտուտակային տերմինալներ, ինչը միացումներն ավելի կոկիկ է դարձնում և միևնույն ժամանակ շատ ավելի հեշտ է դարձնում տարբեր բեռների փոխարկումը/փոխարինումը, որոնց համար ուզում եմ չափել հոսանքը: Համոզվեք, որ ընտրել եք լավ որակի պտուտակավոր տերմինալներ, որոնք ունակ են վարել մեծ հոսանքներ: Ես կցել եմ զոդման գործընթացի մի քանի նկար, և ինչպես տեսնում եք, զոդի հետքերը բավականին լավ դուրս եկան առանց որևէ ցատկողի կամ մետաղալարերի միակցիչի օգտագործման: Սա իմ մոդուլն ավելի դիմացկուն դարձրեց: Որպեսզի պատկերացնեմ, թե որքան փոքր է այս մոդուլը, ես այն պահեցի հնդկական 2 ռուփի մետաղադրամի հետ միասին, և չափը գրեթե համեմատելի է: Այս փոքր չափը հնարավորություն է տալիս հեշտությամբ տեղավորել այս մոդուլը ձեր նախագծերում: Եթե դուք կարող եք օգտագործել SMD բաղադրիչները, չափը նույնիսկ կարող է կրճատվել:

Քայլ 5. Սենսորների ճշգրտում `ճիշտ ընթերցումներ տալու համար:

Ամբողջ մոդուլի կառուցումից հետո այստեղ գալիս է մի փոքր բարդ հատված `ճշգրտելով կամ ավելի ճիշտ գալով անհրաժեշտ ծածկագիրը` հոսանքի ճիշտ արժեքը չափելու համար: Այժմ, ըստ էության, մենք բազմապատկում ենք շանթի լարման անկումը `տալով մեզ ուժեղացված լարման, բավականաչափ բարձր Arduino analogRead () ֆունկցիայի գրանցման համար: Այժմ դիմադրությունը մշտական է, ելքային լարումը գծային է `շանթով անցնող հոսանքի մեծության համեմատ: Այս մոդուլը ճշգրտելու ամենահեշտ ձևը տվյալ մուլտիմետրի օգտագործումն է `տվյալ շրջանով անցնող հոսանքի արժեքը հաշվարկելու համար: Նշեք հոսանքի այս արժեքը, օգտագործելով arduino- ն և սերիական մոնիտորի գործառույթը, տեսեք, թե որն է անալոգային արժեքը (տատանվում է 0 -ից 1023 -ի սահմաններում: Ավելի լավ արժեքներ ստանալու համար օգտագործեք փոփոխականը որպես float տվյալների տեսակ): Այժմ մենք կարող ենք բազմապատկել այս անալոգային արժեքը հաստատունով ՝ մեր ցանկալի ընթացիկ արժեքը ստանալու համար, և քանի որ լարման և հոսանքի միջև հարաբերությունը գծային է, այս հաստատունը գրեթե նույնը կլինի հոսանքի ամբողջ տիրույթի համար, չնայած գուցե ստիպված լինեք մի փոքր անելը ավելի ուշ ճշգրտումներ: Դուք կարող եք փորձել 4-5 հայտնի ընթացիկ արժեքներով `ձեր մշտական արժեքը ստանալու համար: Ես նշելու եմ այն կոդը, որն օգտագործել եմ այս ցուցադրման համար:

Քայլ 6: Վերջնական եզրակացություններ

Այս ընթացիկ սենսորը բավականին լավ է աշխատում DC- ով աշխատող ծրագրերի մեծ մասում և ճիշտ ճշգրտման դեպքում սխալը 70 մԱ -ից պակաս է: Այս դիզայնի որոշ սահմանափակումներ, շատ ցածր կամ շատ բարձր հոսանքների դեպքում, փաստացի արժեքից շեղումը զգալի է դառնում: Այսպիսով, օրենսգրքի որոշակի փոփոխություն անհրաժեշտ է սահմանային դեպքերի համար: Մեկ այլընտրանքն այն է, որ օգտագործվի Գործիքավորման ուժեղացուցիչ, որն ունի ճշգրիտ միացում `շատ փոքր լարման ուժեղացման համար և կարող է օգտագործվել նաև շղթայի բարձր կողմում: Նաև միացումը կարող է բարելավվել `օգտագործելով ավելի լավ, ցածր աղմուկի OP-AMP: Իմ դիմումի համար այն լավ է աշխատում և տալիս է կրկնվող արդյունք: Ես պլանավորում եմ վաթաչափ սարքել, որտեղ ես կօգտագործեի այս շունտի ընթացիկ չափման համակարգը: Հուսով եմ, որ ձեզ դուր եկավ այս կառուցվածքը: