Projekt DIY Power Meter pomocí Arduino Pro Mini: 5 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Úvod

Dobrý den, komunita elektroniky! Dnes vám představím projekt, který vám umožní změřit napětí a proud spotřebiče a zobrazit jej společně s hodnotami výkonu a energie. Měření proudu/napětí Pokud jste chtěli měřit napětí a proud obvodu pomocí Arduina, postup je docela přímočarý. Analogový vstup používáte k měření napětí na zátěži a pomocí zkratu měříte proud přes pokles napětí bočníkového rezistoru. Nyní je tato metoda poměrně hrubá a funguje pouze pro napětí 0-5 V a ADC Arduina, který se používá ke čtení poklesu napětí rezistoru, je trochu nepřesné pro měření pouze stovek mV, které klesnou přes zkrat. Naštěstí existují moduly, které nám usnadňují život. Pro tento projekt použiji INA219 IC, který jako zkrat používá rezistor 0,1R a dokáže měřit napětí až 32 V a má proudový rozsah 0-3,2A. Tento IC nabízí rozhraní I2C pro komunikaci s Arduinem a studiem datasheetu můžeme přes rozhraní I2C použít specifické příkazy pro čtení hodnot napětí a proudu. Máme opět štěstí, protože si tím problémem nemusíme projít. Existují knihovny od společnosti Adafruit, které si můžete stáhnout, a pomocí předem připravených funkcí číst napětí a proud | Kliknutím sem stáhnete knihovnu

Krok 1: OLED displej

Další komponentou, kterou budu používat, je displej. Tímto způsobem můžeme skutečně zobrazit hodnoty, které měříme. Už nějakou dobu pracuji s „96palcovým OLED displejem a funguje to krásně. Již vytvořenou knihovnu Adafruit můžeme znovu použít k odesílání dat, která chceme zobrazit na displeji | Kliknutím sem stáhnete knihovnu Adafruit | budete také potřebovat knihovnu Adafruit GFX.

Krok 2: Čtečka karet SD

Aby byl tento projekt dokončen, přidáme finální komponentu. Čtečka karet micro SD za účelem uložení naměřených dat jako textových souborů, odkud je můžete zkopírovat do programu, jako je Excel, a vytvářet hezky vypadající grafy a vypočítat použitý výkon a energii vynásobením proudu a napětí čas resp.

Tento modul komunikuje prostřednictvím rozhraní SPI, které také používá příkazy pro zápis/čtení dat. Tento modul není kompatibilní s 5V, takže jej nemůžeme jen připojit k rozhraní Arduino, protože 5V zničí 3,3V čip. Za tímto účelem jsem vyrobil děliče napětí z odporů, abych snížil signály 5V na vhodné signály 3,3 V pro čip (linky MOSI, CS a CLK, respektive a spustil 5 V až 3,3 V pro napájení modulu).

Krok 3: Schematický diagram:

Nakonec naprogramujeme Arduino pomocí knihovny Adafruit pro modul INA219, abychom přečetli hodnoty napětí a proudu. Dále vynásobíme proud napětím, abychom získali použitý výkon. Potom můžeme použít funkci milis () k uložení uplynulého času a jeho vynásobení výkonem, abychom mohli vypočítat energii, která byla použita. Pro čtečku karet SD jsem použil knihovnu „SdFat“, protože standardní SD knihovny od Arduina nefungovaly tak dobře | Kliknutím sem stáhnete knihovnu Sdfat

Desku můžete napájet pomocí stejnosměrného konektoru a přivedením napětí mezi 7 a 12 V na Arduino, které napájí ostatní komponenty prostřednictvím 5 V VCC.

Krok 4: PCB dorazilo:

Sponzor tohoto projektu

Sponzorem tohoto projektu je PCBGOGO, který nám na tento projekt dodal 10 PCB. PCBGOGO vyrábí vysoce kvalitní PCB ve velmi krátkém čase a dodává je také velmi rychle. Pokud tedy uvažujete o tom, že se váš projekt stane profesionálním, neváhejte nahrát své soubory Gerber na PCBGOGO a získat 10 PCB za velmi nízkou cenu.

Krok 5: Projektová ukázka videa

www.electronicslovers.com/2019/03/diy-power-meter-project-by-using-arduino-pro-mini.html