DIY Arduino көп функциялы энергия есептегіші V1.0: 13 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Бұл нұсқаулықта мен сізге Arduino негізіндегі көп функциялы энергия есептегішін жасауды көрсетемін. Бұл кішкентай метр - бұл электрлік параметрлер туралы маңызды ақпаратты көрсететін өте пайдалы құрылғы. Құрылғы 6 пайдалы электрлік параметрлерді өлшей алады: кернеу, ток, қуат, энергия, сыйымдылық және температура. Бұл құрылғы тек Solar PV жүйелері сияқты тұрақты жүктемелерге жарамды. Бұл есептегішті батарея сыйымдылығын өлшеу үшін де қолдануға болады.

Есептегіш 0 - 26В кернеу диапазонына дейін және максималды ток 3,2А дейін өлшей алады.

Жабдықтар

Қолданылатын компоненттер:

1. Arduino Pro Micro (Amazon)

2. INA219 (Amazon)

3. 0,96 дюймдік OLED (Amazon)

4. DS18B20 (Amazon)

5. Липо батареясы (Amazon)

6. Бұрандалы терминалдар (Amazon)

7. Әйелдер / ерлер тақырыптары (Amazon)

8. Перфорацияланған тақта (Amazon)

9. 24 AWG сымы (Amazon)

10. Слайд ауыстырғыш (Amazon)

Қолданылатын құралдар мен құралдар:

1. Пісіру үтігі (Амазонка)

2. Сым тартқыш (Amazon)

3. Мультиметр (Amazon)

4. Электр сынағышы (Amazon)

1 -қадам: Бұл қалай жұмыс істейді?

Energy Meter жүрегі - Arduino Pro Micro тақтасы. Arduino ток пен кернеуді INA219 ток сенсоры арқылы сезеді, ал температура DS18B20 температура сенсорымен өлшенеді. Осы кернеу мен токқа сәйкес Ардуино қуат пен энергияны есептеу математикасын жасайды.

Бүкіл схема 4 топқа бөлінеді

1. Arduino Pro Micro

Arduino Pro Micro үшін қажетті қуат LiPo/ Li-Ion батареясынан слайд қосқышы арқылы жеткізіледі.

2. Ағымдағы сенсор

INA219 ток сенсоры Arduino тақтасына I2C байланыс режимінде қосылған (SDA және SCL түйреуіші).

3. OLED дисплейі

Ағымдағы сенсорға ұқсас, OLED дисплейі I2C байланыс режимінде Arduino тақтасына қосылады. Алайда, бұл құрылғының мекен -жайы екі түрлі.

4. Температура сенсоры

Мұнда мен DS18B20 температура сенсорын қолдандым. Ол Arduino-мен байланысу үшін бір сымды хаттаманы қолданады.

2 -қадам: Нан тақтасын тестілеу

Алдымен біз схеманы Breadboard -да жасаймыз. Дәнекерленген тақтаның басты артықшылығы - оның дәнекерсіз болуы. Осылайша дизайнды компоненттер мен сымдарды ажырату арқылы өзгертуге болады.

Нан тақтасын тексергеннен кейін мен схеманы перфорацияланған тақтада жасадым

3 -қадам: Arduino тақтасын дайындаңыз

Arduino Pro Micro колонканың түйреуішін дәнекерлемей келеді. Сондықтан алдымен тақырыптарды Arduino -ға дәнекерлеу керек.

Еркек тақырыптарды нан тақтасына төмен қаратып салыңыз. Енді тақырыптар орнатылғанда, сіз Arduino тақтасын тақырып түйреуішінің үстіне оңай түсіре аласыз. Содан кейін барлық түйреуіштерді Arduino тақтасына дәнекерлеңіз.

4 -қадам: Тақырыптарды дайындаңыз

Arduino, OLED дисплейін, ток сенсоры мен температура сенсорын орнату үшін сізге әйелдердің тікелей тақырыптық түйреуіші қажет. Тікелей тақырыптарды сатып алғанда, олар компоненттерді пайдалану үшін тым ұзақ болады. Сонымен, сіз оларды тиісті ұзындықта кесуіңіз керек. Мен оны кесу үшін қысқыш қолдандым.

Төмендегі тақырыптар туралы мәліметтер:

1. Arduino тақтасы - 2 x 12 түйреуіш

2. INA219 - 1 x 6 түйреуіш

3. OLED - 1 x 4 түйреуіш

4. Температура. Сенсор - 1 х 3 түйреуіш

5 -қадам: Әйел тақырыптарын дәнекерлеңіз

Әйел бағанасының түйреуішін дайындағаннан кейін оларды перфорацияланған тақтаға дәнекерлеңіз. Тірек түйреуіштерін дәнекерлегеннен кейін, барлық компоненттердің сәйкес келетінін немесе сәйкес келмейтінін тексеріңіз.

Ескерту: Мен ағымдағы сенсорды әйелдің үстіңгі тақтасы арқылы емес, тақтаға тікелей дәнекерлеуді ұсынамын.

Мен INA219 -ды басқа жобалар үшін қайта пайдалану үшін тақырып түйреуіші арқылы қосылдым.

6 -қадам: Температура сенсорын орнатыңыз

Мен мұнда TO-92 пакетіндегі DS18B20 температура сенсорын қолданамын. Оңай ауыстыруды қарастыра отырып, мен 3 істікшелі аналық тақырыпты қолдандым. Бірақ сенсорды перфорацияланған тақтаға тікелей дәнекерлеуге болады.

7 -қадам: бұрандалы терминалдарды дәнекерлеңіз

Мұнда бұрандалы терминалдар тақтаға сыртқы байланыс үшін қолданылады. Сыртқы байланыстар - бұл

1. Дереккөз (батарея / күн панелі)

2. Жүктеме

3. Arduino -ны электрмен жабдықтау

Көк бұрандалы терминал Arduino -ны электрмен жабдықтау үшін, ал екі жасыл терминал көздер мен жүктемені қосу үшін қолданылады.

8 -қадам: Схеманы жасаңыз

Әйел бағаналары мен бұрандалы терминалдарды дәнекерлегеннен кейін, жоғарыда көрсетілген схемалық схемаға сәйкес жастықшаларды қосу керек.

Байланыстар өте тікелей

INA219 / OLED -> Arduino

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D3

DS18B20 -> Arduino

GND -> GND

DQ -> D4 4.7K тартылатын резистор арқылы

VCC -> VCC

Соңында, бұрандалы терминалдарды схемаға сәйкес қосыңыз.

Мен схеманы жасау үшін 24AWG түсті сымдарды қолдандым. Сымды схемаға сәйкес дәнекерлеңіз.

9 -қадам: Кедергілерді орнату

Дәнекерлеу мен сымдарды қосқаннан кейін тіректерді 4 бұрышқа бекітіңіз. Бұл жерден дәнекерлеу қосылыстары мен сымдарға жеткілікті тазалықты қамтамасыз етеді.

10 -қадам: ПХД дизайны

Мен бұл жобаға арнайы PCB құрастырдым. Қазіргі пандемиялық COVID-19 жағдайына байланысты мен бұл ПХД-ге тапсырыс бере алмаймын. Сондықтан мен ПХД -ны әлі тексерген жоқпын.

Сіз PCBWay -ден Gerber файлдарын жүктей аласыз

Сіз PCBWay -ге тапсырыс берген кезде, мен өз жұмысыма қосқан үлесі үшін PCBWay -дан 10% қайырымдылық аламын. Сіздің кішкене көмегіңіз мені болашақта тағы да керемет жұмыс жасауға итермелеуі мүмкін. Ынтымақтастығыңыз үшін рахмет.

11 -қадам: Қуат пен энергия

Қуат: қуат - кернеудің (вольт) және токтың (ампер) туындысы

P = VxI

Қуат бірлігі - ватт немесе кВт

Энергия: Энергия - қуаттың (ватт) және уақыттың (сағаттың) туындысы

E = Pxt

Энергия бірлігі - ватт сағат немесе киловатт сағат (кВтсағ)

Сыйымдылығы: Сыйымдылық - ток (амп) мен уақыттың (сағаттың) туындысы

C = I x t

Сыйымдылық бірлігі-амп-сағат

Қуат пен энергияны бақылау үшін логика бағдарламалық қамтамасыз етуде енгізілген және параметрлер 0,96 дюймдік OLED дисплейде көрсетіледі.

Сурет несиесі: imgoat

12 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз ету және кітапханалар

Алдымен төмендегі кодты жүктеп алыңыз. Содан кейін келесі кітапханаларды жүктеп алып, орнатыңыз.

1. Adafruit INA219 кітапханасы

2. Adafruit SSD1306 кітапханасы

3. Даллас температурасы

Барлық кітапханаларды орнатқаннан кейін, дұрыс тақта мен COM портын орнатыңыз, содан кейін кодты жүктеңіз.

13 -қадам: Қорытынды тестілеу

Тақтаны тексеру үшін мен 12В аккумуляторды қуат көзі ретінде және 3 Вт жарық диодты жүктеме ретінде қостым.

Батарея Arduino астындағы бұрандалы терминалға қосылады, ал жарық диодты INA219 астындағы бұрандалы терминалға қосылады. LiPo аккумуляторы көк бұрандалы терминалға қосылады, содан кейін сырғытпаны пайдаланып тізбекті қосады.

Барлық параметрлер OLED экранында көрсетілетінін көруге болады.

Бірінші бағандағы параметрлер

1. Кернеу

2. Ток

3. Қуат

Екінші бағандағы параметрлер

1. Энергия

2. Сыйымдылығы

3. Температура

Дәлдікті тексеру үшін мен мультиметр мен тестті жоғарыда көрсетілгендей қолдандым. Дәлдік оларға жақын. Мен қалта өлшеміндегі гаджетке шынымен ризамын.

Менің нұсқаулықты оқығаныңыз үшін рахмет. Егер сізге менің жобам ұнап жатса, бөлісуді ұмытпаңыз. Пікірлер мен пікірлер әрқашан құпталады.