DC wattmetr využívající Arduino Nano (0-16V/0-20A): 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Dobrý den, přátelé!!

Jsem tu, abych vám ukázal DC wattmetr, který lze snadno vyrobit pomocí Arduino nano. Jedním z hlavních problémů, se kterými jsem se jako nadšenec elektroniky potýkal, je znát množství proudu a napětí aplikovaného na nabíjecí obvody, které jsem vytvořil. Napadlo mě koupit jeden metr z internetového obchodu, ale jeden z mých přátel mi řekl, že má obrovskou chybu při měření proudu.

Tak jsem si myslel, že to vyrobím pomocí arduino.it lze také použít k nabíjení baterií s automatickým vypnutím provedením některých úprav.

Zásoby

1. Arduino Nano
2. ACS712 Modul snímače proudu 20A
3. 16x2 LCD
4. I2C modul pro 16x2 znakový LCD
5. Rezistory-220k, 100k/0,4W-1Nos
6. Napájení 9V
7. Ženské záhlaví, Svorkovnice
8. Lineboard nebo dot board
9. Propojovací vodiče

Krok 1: Schéma

Měření napětí

Pro měření napětí jsem použil jednoduchý obvod děliče napětí. Použitím dvou rezistorů o hodnotě 220K a 100K lze měřit maximální napětí 16V. Nano může číst pouze 5 V přes analogový pin A1. Pokud chcete měřit různé úrovně napětí, změňte odpovídajícím způsobem hodnoty odporu.

Měření proudu

Pro měření proudu jsem použil modul proudového senzoru ACS712 (klikněte zde pro datový list). Je k dispozici ve třech modelech pro různá měření proudu, tj. 5A, 20A a 30A. Použil jsem modul 20A. Může měřit střídavý i stejnosměrný proud, ale zde je určen pouze k měření stejnosměrného proudu.

Existují i další senzory jako MAX471 a INA219, které k měření proudu používají bočníkové odpory a proudové zesilovače. Modul ACS712 používá slavný ACS712 IC k měření proudu pomocí Hallova efektu. Ve schématu jsem ukázal obvod modulu, ve kterém můžete modul senzoru přímo použít. Je napájen z 5V zdroje z Arduino nano. Výstup modulu je připojen k analogovému pinu A2.

Modul LCD a I2C

K zobrazení napětí a proudu jsem použil LCD 16x2. Je připojen k nano prostřednictvím protokolu I2C. Pomocí modulu I2C můžeme snadno připojit LCD k nano. LCD můžete také připojit bez modulu I2C. V takovém případě musíme zajistit 16 připojení k LCD. Analogové kolíky A4 a A5 nano podporují protokol I2C, proto je modul připojen k těmto analogovým pinům. Také je napájen z 5V zdroje z nano. LED+ a LED- jsou také připojeny k LCD, ve skutečnosti jsou na LCD dva další kolíky pro zapnutí podsvícení.

Nakonec je nano napájeno z 9V zdroje. Zde jsem použil tradiční 9V transformátor a můstkový obvod regulovaný pomocí regulátoru napětí 7809. Vždy používejte napětí mezi 7 V až 12 V, protože v tomto rozsahu bude fungovat přesně.

Krok 2: Kód

Kódovací část je jednoduchá, ke čtení napětí a proudu se používají dva analogové piny A1 a A2. Tyto hodnoty jsou zpracovány a převedeny na skutečnou hodnotu a jsou zobrazeny na displeji LCD.

Po vytvoření wattmetru je třeba provést kalibraci naměřených hodnot, abyste získali hodnotu zobrazenou ve standardním multimetru. K tomu potřebujeme od naměřené hodnoty přičíst nebo odečíst konstantní hodnotu.

Krok 3: Konečný produkt

K umístění a pájení součástek jsem použil linkovou desku. Arduino a proudový senzor jsou umístěny na zásuvkách, takže je lze snadno vyjmout nebo přeprogramovat v případě jakékoli poruchy.

Všechny části jsem vložil do plastové nádoby, aby ji bylo možné použít jako samostatnou jednotku. Má vestavěný napájecí zdroj 9V pro napájení wattmetru. Lze jej tedy použít s jakýmikoli napájecími zdroji s hodnotami 0-16V/0-20A.

Doufám, že se vám tento wattmetr bude líbit. Určitě to pomůže všem začínajícím nadšencům do elektroniky.

Děkuji!!