Arduino үшін DIY ток сенсоры: 6 қадам

2025 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2025-01-23 14:51

Сәлеметсіз бе, сіз жақсы істеп жатырсыз деп үміттенемін және бұл оқулықта мен сізге қарапайым электронды компоненттер мен үйдегі шунттың көмегімен Arduino үшін ағымдағы сенсорды қалай жасағанымды көрсетемін. Бұл шунт үлкен ток шамасын 10-15 ампер шамасында басқара алады. Дәлдігі де өте жақсы, мен 100мА айналасындағы төмен токтарды өлшеу кезінде өте жақсы нәтижелерге қол жеткізе алдым.

Жабдықтар

1. Arduino Uno немесе эквивалент және бағдарламалау сымы
2. OP- LM358 күшейткіш
3. Өткізгіш сымдар
4. 100 кОм резистор
5. 220 кОм резистор
6. 10 Кох резисторы
7. Veroboard немесе нөлдік ПХД тақтасы
8. Шунт (8 -ден 10 милионға дейін)

1 -қадам: Қажетті бөліктерді жинау

Бұл құрылысқа қажет негізгі бөліктер - IC күшейткіші бар шунт. Менің қосымшам үшін мен қосарлы OP-AMP 8 істікшелі DIP IC болып табылатын IC LM358 қолданамын, оның біреуі жұмыс күшейткішін ғана қолданамын. Сондай-ақ сізге инверторлық емес күшейткіш тізбегі үшін резистор қажет болады. Мен қарсылық ретінде 320K және 10K таңдадым. Сіздің қарсылық таңдауыңыз сіз алғыңыз келетін пайданың мөлшеріне байланысты, енді OP-AMP 5 вольтты Arduino-дан қуат алады. Сондықтан біз толық ток шунт арқылы өтетін кезде ОР-АЖ-нен шығатын кернеу 5 вольттан төмен болуы керек екеніне сенімді болуымыз керек, кейбір қателіктерді сақтау үшін 4 вольт. Егер біз өте жоғары кірісті таңдасақ, онда токтың төменгі мәні үшін ОР-АЖ қанықтылық аймағына өтеді және кез келген ағымдағы мәннен 5 вольтты ғана береді. Бұл тізбекті сынау үшін сізге ПТБ немесе тақтаның прототипі қажет болады. Микроконтроллер үшін мен күшейткіш шығысынан кірісті алу үшін Arduino UNO қолданамын. Сіз қалаған кез келген балама Arduino тақтасын таңдай аласыз.

2 -қадам: меншікті резеңке резистор жасау

Жобаның негізгі жүрегі - кернеудің төмендеуін қамтамасыз ету үшін қолданылатын шунт резисторы. Сіз бұл шунтты еш қиындықсыз оңай жасай аласыз. Егер сізде қалың қатты болат сым болса, онда сіз сымның ұзындығын қиып, шунт ретінде қолдана аласыз. Бұған басқа балама - осында көрсетілгендей ескі немесе зақымдалған көп метрлік шунт резисторларын құтқару. Сіз өлшегіңіз келетін ток диапазоны шунт резисторының мәніне байланысты. Әдетте сіз шунттарды 8 -ден 10 милионға дейін реттей аласыз.

3 -қадам: Жобаның схемасы

Міне, барлық теория жазғы демалыс ретінде, сонымен қатар қажетті кірісті қамтамасыз ететін OP-AMP инверттелмейтін конфигурациясының орындалуын көрсететін ток сенсорлық модулінің схемасы. Мен сондай-ақ OP-AMP шығысына 0.1uF конденсаторды қойдым, ол шығыс кернеуін тегістейді және егер ол пайда болса жоғары жиілікті шуды азайтады.

4 -қадам: Барлығын біріктіру…

Енді сенсорлық модульді осы компоненттерден шығаратын уақыт келді. Бұл үшін мен вертолеттің кішкене бөлігін кесіп алдым және компоненттерімді кез келген секіргіштерді немесе қосқыштарды пайдаланудан аулақ болатындай етіп орналастырдым және бүкіл тізбекті тікелей дәнекерлеу қосылыстары арқылы қосуға болады. Жүкті шунт арқылы қосу үшін мен бұрандалы терминалдарды қолдандым, бұл қосылыстарды әлдеқайда ұқыпты етеді және сонымен қатар токты өлшегім келетін әр түрлі жүктемелерді ауыстыруды/ауыстыруды жеңілдетеді. Үлкен токтармен жұмыс істеуге қабілетті сапалы бұрандалы терминалдарды таңдағаныңызға көз жеткізіңіз. Мен дәнекерлеу процесінің кейбір суреттерін тіркедім және өздеріңіз көріп отырғандай, дәнекерлеу іздері ешқандай секіргішті немесе сымды қосқышты пайдаланбай жақсы шыққан. Бұл менің модульді одан да берік етті. Сізге бұл модуль қаншалықты кішкентай екендігі туралы түсінік беру үшін мен оны үнділік 2 рупийлік монетамен бірге сақтадым және көлемі салыстырмалы. Бұл шағын өлшем бұл модульді жобаларыңызға оңай енгізуге мүмкіндік береді. Егер сіз SMD компоненттерін қолдана алсаңыз, өлшемді тіпті азайтуға болады.

5 -қадам: Дұрыс оқулар үшін сенсорды калибрлеу

Бүкіл модульді құрастырғаннан кейін мұнда токтың дұрыс мәнін өлшеу үшін калибрленетін немесе керісінше кодты шығаратын шамалы күрделі бөлігі келеді. Енді біз шын мәнінде Arduino analogRead () функциясын тіркеуге жеткілікті жоғары күшейтілген кернеуді беру үшін шунттың кернеуінің төмендеуін көбейтеміз. Енді кедергі тұрақты, шығыс кернеуі шунт арқылы өтетін ток шамасына қатысты сызықты. Бұл модульді калибрлеудің қарапайым әдісі - берілген тізбек арқылы өтетін ток мәнін есептеу үшін нақты мультиметрді қолдану. Arduino мен сериялық монитор функциясын қолдана отырып, токтың осы мәніне назар аударыңыз. 0 -ден 1023 -ке дейін. Жақсырақ мәндерді алу үшін айнымалыны өзгермелі деректер түрі ретінде қолданыңыз). Енді біз қажетті аналогтық мәнді алу үшін осы аналогты мәнді тұрақтыға көбейте аламыз және кернеу мен ток арасындағы байланыс сызықтық болғандықтан, бұл тұрақты токтың барлық диапазонында бірдей болады, бірақ сізге шамалы шамада қажет болуы мүмкін. кейінірек түзетулер. Тұрақты мәнді алу үшін 4-5 белгілі ағымдық мәндерді қолданып көруге болады. Мен бұл демонстрация үшін қолданған кодты айтамын.

6 -қадам: Қорытынды қорытынды

Бұл ток сенсоры тұрақты токпен жұмыс істейтін қосымшалардың көпшілігінде жақсы жұмыс істейді және дұрыс калибрленген жағдайда қатесі 70 мА -дан аз. Бұл конструкцияның шектеулері болған кезде, өте төмен немесе өте жоғары токтарда нақты мәннен ауытқу маңызды болады. Сондықтан шекаралық жағдайлар үшін кодты өзгерту қажет. Баламалардың бірі - құралдардың күшейткішін қолдану, ол өте кіші кернеуді күшейту үшін дәл схемасы бар және оны тізбектің жоғарғы жағында да қолдануға болады. Сондай-ақ, схеманы жақсырақ, төмен шулы OP-AMP көмегімен жақсартуға болады. Менің қосымшам үшін ол жақсы жұмыс істейді және қайталанатын нәтиже береді. Мен ваттметр жасауды жоспарлап отырмын, онда мен осы шунтты ток өлшеу жүйесін қолданатын едім. Бұл құрылыс сізге ұнады деп үміттенемін.