Pengukur Energi Multifungsi Arduino DIY V1.0: 13 Langkah (dengan Gambar)

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2025-01-13 06:57

Dalam Instruksi ini, saya akan menunjukkan kepada Anda cara membuat Pengukur Energi Multifungsi berbasis Arduino. Meteran kecil ini adalah perangkat yang sangat berguna yang menampilkan informasi penting tentang parameter listrik. Perangkat dapat mengukur 6 parameter listrik yang berguna: Tegangan, Arus, Daya, Energi, Kapasitas, dan Suhu. Perangkat ini hanya cocok untuk beban DC seperti sistem Solar PV. Anda juga dapat menggunakan meteran ini untuk pengukuran kapasitas baterai.

Meter dapat mengukur hingga rentang tegangan dari 0 - 26V dan arus maksimum 3.2A.

Perlengkapan

Komponen yang Digunakan:

1. Arduino Pro Mikro (Amazon)

2. INA219 (Amazon)

3. OLED 0,96 (Amazon)

4. DS18B20 (Amazon)

5. Baterai Lipo (Amazon)

6. Terminal Sekrup (Amazon)

7. Header Wanita / Pria (Amazon)

8. Papan Berlubang (Amazon)

9. 24 Kawat AWG (Amazon)

10. Sakelar Geser (Amazon)

Alat & Instrumen yang Digunakan:

1. Besi Solder (Amazon)

2. Pengupas Kawat (Amazon)

3. Multimeter (Amazon)

4. Penguji Listrik (Amazon)

Langkah 1: Bagaimana Cara Kerjanya?

Inti dari Pengukur Energi adalah papan Mikro Arduino Pro. Arduino mendeteksi arus dan tegangan dengan menggunakan sensor arus INA219 dan suhu dideteksi oleh sensor suhu DS18B20. Menurut tegangan dan arus ini, Arduino melakukan matematika untuk menghitung daya dan energi.

Seluruh Skema dibagi menjadi 4 kelompok

1. Arduino Pro Mikro

Daya yang dibutuhkan untuk Arduino Pro Micro dipasok dari Baterai LiPo/ Li-Ion melalui sakelar geser.

2. Sensor Arus

Sensor Arus INA219 terhubung ke papan Arduino dalam mode komunikasi I2C (pin SDA dan SCL).

3. Tampilan OLED

Mirip dengan Sensor saat ini, layar OLED juga terhubung ke papan Arduino dalam mode komunikasi I2C. Namun, alamat untuk kedua perangkat tersebut berbeda.

4. Sensor Suhu

Disini saya telah menggunakan sensor suhu DS18B20. Ini menggunakan protokol satu kabel untuk berkomunikasi dengan Arduino.

Langkah 2: Pengujian papan tempat memotong roti

Pertama, kita akan membuat rangkaian pada Breadboard. Keuntungan utama dari papan tempat memotong roti tanpa solder adalah tanpa solder. Dengan demikian Anda dapat dengan mudah mengubah desain hanya dengan mencabut komponen dan kabel sesuai kebutuhan.

Setelah melakukan pengujian papan tempat memotong roti, saya membuat sirkuit di Papan Berlubang

Langkah 3: Siapkan Papan Arduino

Arduino Pro Micro hadir tanpa menyolder pin header. Jadi Anda harus menyolder header ke Arduino terlebih dahulu.

Masukkan tajuk pria Anda dengan sisi panjang menghadap ke bawah ke dalam papan tempat memotong roti. Sekarang, dengan tajuk terpasang, Anda dapat dengan mudah menjatuhkan papan Arduino ke tempatnya di atas pin tajuk. Kemudian solder semua pin ke Arduino Board.

Langkah 4: Siapkan Header

Untuk memasang Arduino, layar OLED, sensor arus, dan sensor suhu, Anda memerlukan beberapa pin header lurus wanita. Saat Anda membeli tajuk lurus, itu akan terlalu panjang untuk komponen yang akan digunakan. Jadi, Anda harus memangkasnya menjadi panjang yang sesuai. Saya menggunakan nipper untuk memangkasnya.

Berikut ini adalah rincian tentang header:

1. Papan Arduino - 2 x 12 pin

2. INA219 - 1 x 6 pin

3. OLED - 1 x 4 pin

4. Suhu Sensor - 1 x 3 pin

Langkah 5: Solder Header Wanita

Setelah menyiapkan pin header perempuan, solder ke papan berlubang. Setelah menyolder pin header, periksa apakah semua komponen pas atau tidak.

Catatan: Saya akan merekomendasikan menyolder sensor arus langsung ke papan alih-alih melalui header perempuan.

Saya telah terhubung melalui pin header untuk menggunakan kembali INA219 untuk proyek lain.

Langkah 6: Pasang Sensor Suhu

Disini saya menggunakan sensor suhu DS18B20 pada paket TO-92. Dengan mempertimbangkan penggantian yang mudah, saya telah menggunakan 3 pin female header. Tapi Anda bisa langsung menyolder sensor ke papan berlubang.

Langkah 7: Solder Terminal Sekrup

Di sini terminal sekrup digunakan untuk koneksi eksternal ke papan. Koneksi eksternal adalah

1. Sumber (Baterai / Panel Surya)

2. Muat

3. Catu daya ke Arduino

Terminal sekrup biru digunakan untuk catu daya ke Arduino dan dua terminal hijau digunakan untuk koneksi sumber dan beban.

Langkah 8: Buat Sirkuit

Setelah menyolder header perempuan dan terminal sekrup, Anda harus bergabung dengan bantalan sesuai diagram skema yang ditunjukkan di atas.

Koneksinya cukup lurus ke depan

INA219 / OLED -> Arduino

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D3

DS18B20 -> Arduino

GND -> GND

DQ -> D4 melalui resistor pull-up 4.7K

VCC -> VCC

Terakhir, sambungkan terminal sekrup sesuai skema.

Saya telah menggunakan kabel berwarna 24AWG untuk membuat sirkuit. Solder kabel sesuai diagram sirkuit.

Langkah 9: Memasang Kebuntuan

Setelah menyolder dan memasang kabel, pasang standoff di 4 sudut. Ini akan memberikan izin yang cukup untuk sambungan solder dan kabel dari tanah.

Langkah 10: Desain PCB

Saya telah merancang PCB khusus untuk proyek ini. Karena situasi pandemi COVID-19 saat ini, saya tidak dapat memesan PCB ini. Jadi saya belum menguji PCB.

Anda dapat mengunduh file Gerber dari PCBWay

Ketika Anda memesan dari PCBWay, saya akan mendapatkan 10% donasi dari PCBWay untuk kontribusi pada pekerjaan saya. Bantuan kecil Anda dapat mendorong saya untuk melakukan pekerjaan yang lebih hebat di masa depan. Terima kasih atas kerja sama anda.

Langkah 11: Kekuatan dan Energi

Daya: Daya adalah produk dari tegangan (volt) dan arus (Amp)

P=VxI

Satuan daya adalah Watt atau KW

Energi: Energi adalah produk dari daya (watt) dan waktu (Jam)

E = Pxt

Satuan Energi adalah Watt Hour atau Kilowatt Hour (kWh)

Kapasitas: Kapasitas adalah produk dari Arus (Amp) dan waktu (Jam)

C = I x t

Satuan kapasitas adalah Amp-Hour

Untuk memantau daya dan energi di atas logika diimplementasikan dalam perangkat lunak dan parameter ditampilkan dalam layar OLED 0,96 inci.

Kredit gambar: imgoat

Langkah 12: Perangkat Lunak dan Perpustakaan

Pertama, unduh kode terlampir di bawah ini. Kemudian unduh pustaka berikut dan instal.

1. Adafruit INA219 Library

2. Perpustakaan Adafruit SSD1306

3. Suhu Dallas

Setelah menginstal semua perpustakaan, atur papan dan port COM yang benar, lalu unggah kodenya.

Langkah 13: Pengujian Akhir

Untuk menguji papan, saya telah menghubungkan baterai 12V sebagai sumber dan LED 3W sebagai beban.

Baterai terhubung ke terminal sekrup di bawah Arduino dan LED terhubung ke terminal sekrup di bawah INA219. Baterai LiPo terhubung ke terminal sekrup biru dan kemudian AKTIFKAN sirkuit dengan menggunakan sakelar geser.

Anda dapat melihat semua parameter ditampilkan di layar OLED.

Parameter pada kolom pertama adalah

1. Tegangan

2. Saat ini

3. Kekuatan

Parameter di kolom kedua adalah

1. Energi

2. Kapasitas

3. Suhu

Untuk memeriksa akurasi saya menggunakan multimeter saya dan Tester seperti yang ditunjukkan di atas. Akurasinya dekat dengan mereka. Saya sangat puas dengan gadget berukuran saku ini.

Terima kasih telah membaca Instructable saya. Jika Anda menyukai proyek saya, jangan lupa untuk membagikannya. Komentar dan umpan balik selalu diterima.