En aquesta publicació anem a construir una font d’alimentació variable eliminadora de bateries / CC que tallarà automàticament l’alimentació, si el flux de corrent a través de la càrrega supera el nivell de llindar predeterminat.
A càrrec de Girish Radhakrishanan
Característiques tècniques principals
El circuit de subministrament d’alimentació de tall de sobrecorrent proposat mitjançant Arduino té una pantalla LCD de 16 X 2, que s’utilitza per mostrar majúscules el voltatge, el corrent, el consum d’energia i el límit de corrent del llindar predeterminat en temps real.
Sent un entusiasta de l'electrònica, provem els nostres prototips amb una font d'alimentació de tensió variable. La majoria de nosaltres posseïm una font d’alimentació variable barata que pot ser que no tingui cap funció de mesura de voltatge / corrent ni curtcircuit ni protecció contra sobrecorrent integrada.
Això es deu al fet que la font d'alimentació amb aquestes funcions esmentades pot bombardejar a la cartera i es sobredimensionarà per utilitzar-la com a afició.
El curtcircuit i el flux excessiu de corrent és un problema per als principiants per als professionals i els principiants són propensos a això amb més freqüència a causa de la seva inexperiència, poden invertir la polaritat de la font d'alimentació o connectar els components de manera incorrecta, etc.
Aquestes coses poden provocar que el flux de corrent a través del circuit sigui inusualment elevat, resultant en fugides tèrmiques en components semiconductors i passius, cosa que provoca la destrucció de components electrònics valuosos. En aquests casos, la llei d’ohm es converteix en un enemic.
Si mai no heu fet un curtcircuit o un circuit fregit, enhorabona! Ets de les poques persones que són perfectes en electrònica o mai no proves alguna cosa nova en electrònica.
El projecte de subministrament d’energia proposat pot protegir els components electrònics d’aquesta destrucció per fregir, que serà prou barat per a un aficionat a l’electrònica mitjà i prou fàcil de construir-ne un per a una mica per sobre del nivell de principiants.
El disseny
La font d’alimentació té 3 potenciòmetres: un per ajustar el contrast de la pantalla LCD, un per ajustar la tensió de sortida d’1,2 V a 15 V i l’últim potenciòmetre s’utilitza per establir el límit de corrent que oscil·la entre 0 i 2000 mA o 2 Amperes.
La pantalla LCD us actualitzarà amb quatre paràmetres per segon: el voltatge, el consum de corrent, el límit de corrent preestablert i la potència consumida per la càrrega.
El consum actual mitjançant càrrega es mostrarà en miliamperis, el límit de corrent preestablert es mostrarà en miliamperis i el consum d’energia es mostrarà en mili-watts.
El circuit es divideix en 3 parts: l'electrònica de potència, la connexió de la pantalla LCD i el circuit de mesura de potència.
Aquestes 3 etapes poden ajudar els lectors a entendre millor el circuit. Vegem ara la secció d’electrònica de potència que controla el voltatge de sortida.
Diagrama esquemàtic:
El transformador 12v-0-12v / 3A s’utilitzarà per reduir la tensió, els díodes 6A4 convertiran la CA en voltatge continu i el condensador 2000uF suavitzarà el subministrament continu de CC dels díodes.
El regulador fix de 9V LM 7809 convertirà el CC no regulat en un subministrament de 9V CC regulat. El subministrament de 9 V alimentarà l'Arduino i el relé. Proveu d’utilitzar una presa de corrent continu per al subministrament d’entrada d’arduino.
No us salteu els condensadors ceràmics de 0,1 uF que proporcionen una bona estabilitat per a la tensió de sortida.
El LM 317 proporciona una tensió de sortida variable per a la càrrega que s’ha de connectar.
Podeu ajustar el voltatge de sortida girant el potenciòmetre de 4,7 K ohm.
Això conclou la secció de potència.
Ara vegem la connexió de pantalla:
Detalls de la connexió
Aquí no hi ha res a explicar molt, simplement connecteu la pantalla Arduino i LCD segons el diagrama del circuit. Ajusteu el potenciòmetre 10K per obtenir un millor contrast de visualització.
La pantalla anterior mostra les lectures de mostra dels quatre paràmetres esmentats.
Etapa de mesura de potència
Ara, vegem el circuit de mesura de potència en detall.
El circuit de mesura de potència es compon de voltímetre i amperímetre. L'Arduino pot mesurar el voltatge i el corrent simultàniament connectant la xarxa de resistències segons el diagrama del circuit.
Detalls de la connexió de relés per al disseny anterior:
Els quatre resistors de 10 ohm en paral·lel que formen una resistència de derivació de 2,5 ohm que s’utilitzaran per mesurar el flux de corrent a través de la càrrega. Les resistències han de tenir com a mínim 2 watts cadascuna.
Les resistències de 10k ohm i 100k ohm ajuden l'Arduino a mesurar la tensió a la càrrega. Aquestes resistències poden ser una amb una potència nominal normal.
Si voleu obtenir més informació sobre el funcionament de l’amperímetre i el voltímetre basats en Arduino, consulteu aquests dos enllaços:
Voltímetre: https://homemade-circuits.com/2016/09/how-to-make-dc-voltmeter-using-arduino.html
Amperímetre: https://homemade-circuits.com/2017/08/arduino-dc-digital-ammeter.html
El potenciòmetre de 10K ohms es proporciona per ajustar el nivell màxim de corrent a la sortida. Si el flux de corrent a través de la càrrega supera el corrent preestablert, el subministrament de sortida es desconnectarà.
Podeu veure el nivell predefinit a la pantalla, s'esmentarà com a 'LT' (límit).
Digueu, per exemple: si establiu el límit com a 200, donarà corrent fins a 199 mA. Si el consum actual arriba a ser igual o igual a 200 mA, la producció es tallarà immediatament.
La sortida està activada i desactivada pel pin Arduino # 7. Quan aquest pin és alt, el transistor alimenta el relé que connecta els pins comuns i normalment oberts, que condueix el subministrament positiu de la càrrega.
El díode IN4007 absorbeix el CEM posterior d’alta tensió de la bobina del relé mentre s’activa i apaga el relé.
Codi del programa:
//------------------Program Developed by R.GIRISH------------------//
#include
#define input_1 A0
#define input_2 A1
#define input_3 A2
#define pot A3
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2)
int Pout = 7
int AnalogValue = 0
int potValue = 0
int PeakVoltage = 0
int value = 0
int power = 0
float AverageVoltage = 0
float input_A0 = 0
float input_A1 = 0
float output = 0
float Resolution = 0.00488
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000
float R2 = 10000
unsigned long sample = 0
int threshold = 0
void setup()
{
lcd.begin(16,2)
Serial.begin(9600)
pinMode(input_3, INPUT)
pinMode(Pout, OUTPUT)
pinMode(pot, INPUT)
digitalWrite(Pout, HIGH)
}
void loop()
{
PeakVoltage = 0
value = analogRead(input_3)
vout = (value * 5.0) / 1024
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin <0.10)
{
vin = 0.0
}
for(sample = 0 sample <5000 sample ++)
{
AnalogValue = analogRead(input_1)
if(PeakVoltage
PeakVoltage = AnalogValue
}
else
{
delayMicroseconds(10)
}
}
input_A0 = PeakVoltage * Resolution
PeakVoltage = 0
for(sample = 0 sample <5000 sample ++)
{
AnalogValue = analogRead(input_2)
if(PeakVoltage
PeakVoltage = AnalogValue
}
else
{
delayMicroseconds(10)
}
}
potValue = analogRead(pot)
threshold = map(potValue, 0, 1023, 0, 2000)
input_A1 = PeakVoltage * Resolution
output = (input_A0 - input_A1) * 100
output = output * 4
power = output * vin
while(output >= threshold || analogRead(input_1) >= 1010)
{
digitalWrite(Pout, LOW)
while(true)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Power Supply is')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Disconnected.')
delay(1500)
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Press Reset the')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Button.')
delay(1500)
}
}
while(output >= threshold || analogRead(input_2) >= 1010)
{
digitalWrite(Pout, LOW)
while(true)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Power Supply is')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Disconnected.')
delay(1500)
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Press Reset the')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Button.')
delay(1500)
}
}
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('V=')
lcd.print(vin)
lcd.setCursor(9,0)
lcd.print('LT=')
lcd.print(threshold)
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('I=')
lcd.print(output)
lcd.setCursor(9,1)
lcd.print('P=')
lcd.print(power)
Serial.print('Volatge Level at A0 = ')
Serial.println(analogRead(input_1))
Serial.print('Volatge Level at A1 = ')
Serial.println(analogRead(input_2))
Serial.print('Voltage Level at A2 = ')
Serial.println(analogRead(input_3))
Serial.println('------------------------------')
}
//------------------Program Developed by R.GIRISH------------------//
A hores d’ara ja hauríeu adquirit prou coneixement per construir una font d’alimentació que us protegís valuosos components i mòduls electrònics.
Si teniu alguna pregunta específica sobre aquest circuit de subministrament elèctric de tall de corrent mitjançant Arduino, no dubteu a fer-ho a la secció de comentaris, és possible que rebeu una resposta ràpida.
Anterior: Feu aquest amperímetre digital avançat amb Arduino Següent: Introducció a EEPROM a Arduino
