DC wattmeter využívajúci Arduino Nano (0-16V/0-20A): 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Dobrý deň, priatelia!!

Som tu, aby som vám ukázal DC wattmeter, ktorý sa dá ľahko vyrobiť pomocou Arduino nano. Jeden z hlavných problémov, s ktorými som sa ako nadšenec elektroniky stretával, je poznať množstvo prúdu a napätia aplikovaného na nabíjacie obvody, ktoré som vyrobil. Uvažoval som o kúpe jedného merača v internetovom obchode, ale jeden z mojich priateľov mi povedal, že pri meraní prúdu má obrovskú chybu.

Preto ma napadlo vyrobiť ho pomocou arduino.it je možné použiť aj na nabíjanie batérií s automatickým vypnutím.

Zásoby

1. Arduino Nano
2. ACS712 Modul snímača prúdu 20A
3. 16x2 LCD
4. I2C modul pre 16x2 znakový LCD
5. Rezistory-220k, 100k/0,4W-1Nos
6. Napájanie 9V
7. Samičie hlavičky, Svorkovnice
8. Riadková alebo bodová doska
9. Pripojovacie vodiče

Krok 1: Schéma

Meranie napätia

Na meranie napätia som použil jednoduchý obvod deliča napätia. Použitím dvoch odporov s hodnotou 220K a 100K je možné merať maximálne napätie 16V. Nano dokáže čítať iba 5 V cez analógový kolík A1. Ak chcete merať rôzne úrovne napätia, zmeňte podľa toho hodnoty odporu.

Meranie prúdu

Na meranie prúdu som použil prúdový senzorový modul ACS712 (tu kliknite pre technický list). Je k dispozícii v troch modeloch pre rôzne merania prúdu, tj. 5A, 20A a 30A. Použil som modul 20A. Môže merať striedavý aj jednosmerný prúd, ale tu je určený iba na meranie jednosmerného prúdu.

Existujú aj ďalšie snímače ako MAX471 a INA219, ktoré na meranie prúdu používajú skratové odpory a prúdové zosilňovače. Modul ACS712 používa známy ACS712 IC na meranie prúdu pomocou Hallovho efektu. V schéme som ukázal obvod modulu, v ktorom môžete modul senzora priamo používať. Je napájaný z 5V zdroja z Arduino nano. Výstup modulu je pripojený k analógovému kolíku A2.

LCD a I2C modul

Na zobrazenie napätia a prúdu som použil LCD 16x2. K nano je pripojený cez protokol I2C. S pomocou modulu I2C môžeme LCD ľahko pripojiť k nano. LCD môžete pripojiť aj bez modulu I2C. V takom prípade musíme zabezpečiť 16 pripojení k LCD. Analógové piny A4 a A5 piny nano podporujú protokol I2C, preto je modul k týmto analógovým kolíkom pripojený. Je tiež napájaný z 5V zdroja z nano. LED+ a LED- sú tiež pripojené k LCD, v skutočnosti sú na LCD ešte dva piny na zapnutie podsvietenia.

Napokon je nano napájané z 9V zdroja. Tu som použil tradičný 9V transformátor a mostíkový obvod regulovaný pomocou regulátora napätia 7809. Vždy používajte napätie medzi 7 V až 12 V, pretože v tomto rozsahu bude fungovať presne.

Krok 2: Kód

Kódovacia časť je jednoduchá, na čítanie napätia a prúdu sa používajú dva analógové piny A1 a A2. Tieto hodnoty sú spracované a prevedené na skutočnú hodnotu a sú zobrazené na LCD displeji.

Po vytvorení wattmetra musíte kalibrovať hodnoty, aby ste získali hodnotu zobrazenú v štandardnom multimetri. Na to potrebujeme z nameranej hodnoty sčítať alebo odčítať konštantnú hodnotu.

Krok 3: Konečný produkt

Na umiestnenie a spájkovanie komponentov som použil linkovú dosku. Arduino a prúdový senzor sú umiestnené na zásuvkách, aby ich bolo možné ľahko odstrániť alebo preprogramovať v prípade akejkoľvek poruchy.

Všetky diely som vložil do plastového kontajnera, aby ho bolo možné použiť ako samostatnú jednotku. Má vstavaný zdroj 9V na napájanie wattmetra. Je možné ho použiť s akýmikoľvek zdrojmi napájania 0-16V/0-20A.

Dúfam, že sa vám tento wattmeter páči. To určite pomôže všetkým nadšencom elektroniky.

Ďakujem!!