Be transformatoriaus kintamosios įtampos matuoklio grandinė naudojant „Arduino“

Šiame straipsnyje mes sužinome, kaip padaryti be transformatoriaus kintamosios srovės voltmetrą naudojant „Arduino“.

Gamyba analoginis voltmetras Tai nėra lengva užduotis, nes norint ją sukurti, reikia gerai žinoti fizinius dydžius, pvz., sukimo momentą, greitį, kuris gali būti labai sunkus, kai kalbama apie jų praktinį pritaikymą.

IkiAnkit Negi

Bet a skaitmeninis voltmetras palyginti su galima pagaminti analoginį voltmetrą greitai ir tai taip pat labai mažai pastangų. Dabar dienos skaitmeninį voltmetrą galima pagaminti naudojant mikrovaldiklį ar vystymo plokštę, pavyzdžiui, „arduino“, naudojant 4-5 eilučių kodą.

Kodėl ši kintamosios įtampos matuoklio grandinė skiriasi?

Jei eisite į „Google“ ir ieškosite „kintamosios srovės voltmetras naudodamas„ arduino ““, visame pasaulyje rasite daugybę grandinių. Bet beveik visose tose grandinėse rasite naudojamą transformatorių.

Šio projekto grandinė visiškai išsprendžia šią problemą, pakeisdama transformatorių iš aukštos vatos įtampos skirstytuvo grandinės. Šią grandinę galima lengvai padaryti ant nedidelės duonos lentos per kelias minutes. Reikalingi komponentai:

Norėdami sukurti šį projektą, jums reikia šių komponentų:

1. Arduino

2. 100 k omų rezistorius (2 vatai)

3. 1k omo rezistorius (2 vatai)

4. 1N4007 diodas

5. Vienas zenerio diodas 5 voltai

6. 1 uf kondensatorius

7. Jungiamieji laidai

APTRAUKIMO DIAGRAMA:

Prijunkite jungtis, kaip parodyta schemoje.

A) Padarykite įtampos daliklį naudodami rezistorius, turėdami omenyje, kad 1 k omo rezistorius turėtų būti prijungtas prie žemės.

B) Prijunkite diodo p-terminalą tiesiai po 1 k omo rezistoriumi, kaip parodyta fig. o jo n-gnybtas prie 1 uf kondensatoriaus.

C) Nepamirškite prijungti „zener“ diodą lygiagrečiai su kondensatoriumi (paaiškinta toliau)

D) Prijunkite laidą nuo teigiamo kondensatoriaus gnybto prie „Arduino“ analoginio kaiščio A0.

E) ** arduino įžeminimo kaištį prijunkite prie bendro įžeminimo, nes grandinė neveiks.

ARDUINO TIKSLAS:

Na, galite naudoti bet kokį mikrovaldiklį, bet aš naudojau „arduino“ dėl savo lengvo IDE. Iš esmės „arduino“ ar bet kurio mikrovaldiklio funkcija yra imti įtampą per 1 k omų rezistorių kaip analoginį įėjimą ir konvertuoti šią vertę į kintamosios srovės įtampą. įtampos vertė, naudojant formulę (paaiškinta darbo skyriuje). „Arduino“ toliau spausdins šią pagrindinę vertę serijiniame monitoriuje arba nešiojamojo kompiuterio ekrane.

ĮTAMPOS SKIRTUVĖS APIE

Kaip jau minėta komponentų skyriuje, rezistoriai (kurie sudaro įtampos skirstytuvo grandinę) turi būti aukštos galios, nes juos ketiname prijungti tiesiai prie maitinimo šaltinio.

Taigi ši įtampos daliklio grandinė pakeičia transformatorių. Kadangi „Arduino“ gali naudoti ne daugiau kaip 5 V, kaip analoginę įvestį, įtampos skirstytuvo grandinė naudojama tinklo aukštos įtampos padalijimui į žemą įtampą (mažiau nei 5 V). Darysime prielaidą, kad maitinimo įtampa yra 350 voltų (r.m.s)

Tai suteikia didžiausią arba didžiausią įtampą = 300 * 1,414 = 494,2 voltai

Taigi didžiausia įtampa per 1 k omų rezistorių yra = (494,2 voltai / 101k) * 1k = 4,9 voltai (didžiausia)

Pastaba: * bet net ir 350 rpm šis 4,9 voltai nėra r.m.s, o tai reiškia, kad iš tikrųjų „Arduino“ analoginio kaiščio įtampa bus mažesnė nei 4,9 v.

Taigi atlikus šiuos skaičiavimus pastebima, kad ši grandinė gali saugiai išmatuoti kintamosios srovės įtampą apie 385 rpm.

KODĖL DIODA?

Kadangi „Arduino“ negali laikyti neigiamos įtampos kaip įvesties, labai svarbu pašalinti neigiamą įvesties a.c sin bangos dalį per 1 k omų rezistorių. Norėdami tai padaryti, jis ištaisomas naudojant diodą. Norėdami pasiekti geresnių rezultatų, taip pat galite naudoti tiltinį lygintuvą.

KODĖL KONDENSATORIUS?
Net ištaisius bangas yra bangų, o norint pašalinti tokias bangas, naudojamas kondensatorius. Kondensatorius išlygina įtampą prieš paduodant ją į „Arduino“.

KODĖL ZENERIO DIODA

Didesnė nei 5 voltų įtampa gali pakenkti „arduino“. Taigi, norint jį apsaugoti, naudojamas 5 V zenerio diodas. Jei kintamosios srovės tinklo įtampa padidėja virš 380 voltų, t. Y. Didesnė nei 5 voltai analoginiame kaište, įvyks „zener“ diodas. Tokiu būdu kondensatorius sutrumpinamas iki žemės. Tai užtikrina arduino saugumą.

KODAS:

Įrašykite šį kodą savo „Arduino“:

int x// initialise variable x
float y//initialise variable y
void setup()
{
pinMode(A0,INPUT) // set pin a0 as input pin
Serial.begin(9600)// begin serial communication between arduino and pc
}
void loop()
{
x=analogRead(A0)// read analog values from pin A0 across capacitor
y=(x*.380156)// converts analog value(x) into input ac supply value using this formula ( explained in woeking section)
Serial.print(' analaog input ' ) // specify name to the corresponding value to be printed
Serial.print(x) // print input analog value on serial monitor
Serial.print(' ac voltage ') // specify name to the corresponding value to be printed
Serial.print(y) // prints the ac value on Serial monitor
Serial.println()
}

Suprasti kodą:

1. KINTAMAS x:

X yra įvesties analoginė įvesties vertė (įtampa) iš kaiščio A0, kaip nurodyta kode, t.

x = pinMode (A0, INPUT) // nustatykite kaištį a0 kaip įvesties kaištį

2. KINTAMAS IR:

Norėdami gauti šią formulę y = (x * .380156), pirmiausia turime atlikti tam tikrus skaičiavimus:

Ši grandinė čia visada teikia mažesnę įtampą nei faktinė arduino kaiščio A0 vertė dėl kondensatoriaus ir diodo. Tai reiškia, kad analoginio kaiščio įtampa visada yra mažesnė nei 1 k omo rezistoriaus įtampa.

Taigi mes turime išsiaiškinti tą įvesties kintamosios įtampos vertę, kai gauname 5 voltų arba 1023 analoginę vertę kaiščiui A0. Taikant smūgio ir bandymo metodą, ši vertė yra maždaug 550 voltų (piko), kaip parodyta modeliavime.

Rpm 550 piko voltų = 550 / 1,414 = 388,96 voltai r.m.s. Taigi šiai r.m. vertei gauti 5 voltai ant kaiščio A0. Taigi ši grandinė gali išmatuoti daugiausiai 389 voltus.

Dabar už 1023 analoginę vertę kaištyje A0 --- 389 a.c voltai = y

Tai suteikia bet kuriai analoginei vertei (x) y = (389/1023) * x a.c voltai

ARBA y = .38015 * x a.c voltai

Fig. Galite aiškiai pastebėti, kad serijiniame monitoriuje atspausdinta a.c vertė taip pat yra 389 voltai

Reikiamų reikšmių spausdinimas ekrane:

Mes reikalaujame, kad serijiniame monitoriuje būtų išspausdintos dvi vertės, kaip parodyta modeliavimo paveikslėlyje:

1. Analoginės įvesties vertė, gauta analoginiu kaiščiu A0, kaip nurodyta kode:

„Serial.print“ („analaogo įvestis“) // nurodykite pavadinimą atitinkamai spausdinamai vertei

Serial.print (x) // nuosekliojo monitoriaus analoginė spausdinimo įvesties reikšmė

2. Faktinė kintamosios srovės įtampos iš tinklo vertė, kaip nurodyta kode:

„Serial.print“ („kintamosios srovės įtampa“) // nurodykite pavadinimą pagal atitinkamą spausdintiną vertę

„Serial.print“ (y) // spausdina kintamosios srovės vertę „Serial“ monitoriuje

ŠIO NEKEITINIO KINTAMOJO KAMBARIO VOLMETRO DARBAS NAUDOJANT ARDUINO

1. Įtampos skirstytuvo grandinė konvertuoja arba sumažina kintamosios srovės įtampą į atitinkamą žemos įtampos vertę.

2. Ši įtampa po ištaisymo paimama analogišku arduino kaiščiu ir naudojant formulę

y = 0,38015 * x a.c voltai konvertuojami į faktinę tinklo a.c vertės įtampą.

3. Ši konvertuota vertė atspausdinama ant serduino „Arduino IDE“ monitoriaus.

MODELIAVIMAS:

Norėdami pamatyti, kaip ekrane atspausdinta vertė artėja prie faktinės a.c vertės, imituojamos skirtingos a.c įtampos vertės:

A) 220 voltų arba 311 amplitudė

B) 235 voltai arba 332,9 amplitudės

C) 300 voltų arba 424,2

Taigi iš šių rezultatų pastebima, kad esant 220 a.c įtampai, „arduino“ rodo 217 voltus. Kai ši AC vertė didėja, modeliavimo rezultatai tampa tikslesni, o tai yra arčiau įvesties AC vertės.