Modul Sensor Tegangan Saluran Ganda Arduino: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Sudah beberapa tahun sejak saya menulis instruksi, saya berpikir inilah saatnya untuk kembali. Saya sudah lama ingin membangun sensor tegangan sehingga saya dapat terhubung ke catu daya bangku saya. Saya memiliki catu daya variabel dua saluran, tidak memiliki tampilan jadi saya harus menggunakan voltmeter untuk mengatur tegangan. Saya bukan seorang insinyur listrik atau programmer, saya melakukan ini sebagai hobi. Setelah mengatakan bahwa saya akan menjelaskan apa yang akan kita bangun di sini dan itu mungkin bukan desain terbaik atau pengkodean terbaik, tetapi saya akan melakukan yang terbaik.

Langkah 1: Tentang Proyek

Pertama-tama ini hanyalah desain awal dari sesuatu yang lebih stabil dan andal, beberapa komponen tidak akan berakhir di desain akhir. Sebagian besar komponen dipilih hanya karena ketersediaan (saya memilikinya di rumah) dan bukan karena keandalannya. Desain ini untuk catu daya 15V tetapi Anda dapat mengganti beberapa komponen pasif dan dapat membuatnya bekerja pada tegangan atau arus apa pun. Sensor arus tersedia dalam 5A, 20A dan 30A Anda hanya dapat memilih ampere dan memodifikasi kode, hal yang sama dengan sensor tegangan Anda dapat mengubah nilai resistor dan kode untuk mengukur tegangan yang lebih tinggi.

PCB tidak memiliki nilai yang ditetapkan karena Anda dapat mengganti komponen pasif untuk memenuhi kebutuhan catu daya Anda. Ini telah dirancang untuk ditambahkan ke catu daya apa pun.

Langkah 2: Sensor Tegangan

Kita akan mulai dengan sensor tegangan dan sensor arus. Saya menggunakan Arduino Mega untuk menguji sirkuit dan kodenya, sehingga beberapa pemula seperti saya dapat membuat dan menguji sendiri dengan cepat daripada harus membangun seluruh modul di papan tempat memotong roti.

Kami hanya dapat mengukur 0-5 volt menggunakan input analog Arduino. Agar kita dapat mengukur hingga 15 volt kita perlu membuat pembagi tegangan, pembagi tegangan sangat sederhana dan dapat dibuat hanya dengan menggunakan 2 resistor dalam hal ini kita menggunakan 30k dan 7,5k yang akan memberi kita rasio 5:1 sehingga kita dapat mengukur nilai 0-25 volt.

Daftar Bagian Untuk Sensor Tegangan

R1, R3 30k Resistor

Resistor R2, R4 7.5k

Langkah 3: Sensor Saat Ini

Untuk sensor saat ini saya akan menggunakan ACS712 buatan Allegro. Sekarang hal pertama yang perlu saya sebutkan adalah bahwa saya tahu bahwa sensor ini tidak terlalu akurat tetapi itulah yang saya miliki saat merancang modul ini. ACS712 hanya tersedia dalam paket pemasangan permukaan dan merupakan salah satu dari sedikit komponen SMD yang digunakan dalam modul ini.

Daftar Bagian Sensor Saat Ini

IC2, IC3 ASC712ELC-05A

C1, C3 1nF Kapasitor

C2, C4 0.1uF Kapasitor

Langkah 4: Sensor Suhu & Kipas

Saya memutuskan untuk menambahkan kontrol suhu ke modul karena sebagian besar catu daya menghasilkan jumlah panas yang baik dan kami membutuhkan perlindungan dari panas berlebih. Untuk sensor suhu saya menggunakan HDT11 dan untuk kontrol kipas kami akan menggunakan MOSFET 2N7000 N-Channel untuk menggerakkan kipas CPU 5V. Rangkaian cukup sederhana kita perlu menerapkan tegangan ke Drain transistor dan kita menerapkan tegangan positif ke gerbang, dalam hal ini kita menggunakan output digital arduino untuk memberikan tegangan itu dan transistor menyala memungkinkan kipas menjadi bersemangat.

Kodenya sangat sederhana kita ambil pembacaan suhu dari sensor DHT11 jika suhu lebih besar dari nilai yang kita set maka pin output HIGH dan kipas menyala. Setelah suhu turun di bawah suhu yang disetel, kipas akan mati. Saya membangun sirkuit di papan tempat memotong roti untuk menguji kode saya, saya mengambil beberapa gambar cepat dengan ponsel saya, maaf tidak terlalu bagus, tetapi skemanya mudah dimengerti.

Sensor Suhu & Daftar Suku Cadang Kipas

Sensor Suhu J2 DHT11

R8 10K Resistor

KIPAS J1 5V

Q1 2N7000 MOSFET

Dioda D1 1N4004

R6 10K Resistor

R7 47K Resistor

Langkah 5: Sirkuit Daya

Modul berjalan pada 5V sehingga kami membutuhkan sumber daya yang stabil. Saya menggunakan regulator Tegangan L7805 untuk menyediakan pasokan 5V konstan, tidak banyak bicara tentang rangkaian ini.

Daftar Bagian Sirkuit Daya

1 Pengatur Tegangan L7805

C8 0.33uF Kapasitor

C9 0.1uF Kapasitor

Langkah 6: LCD & Output Serial

Saya mendesain modul yang akan digunakan dengan mempertimbangkan LCD, tetapi kemudian memutuskan untuk menambahkan output serial untuk keperluan debugging. Saya tidak akan masuk ke detail tentang cara mengatur LCD I2C karena saya sudah membahasnya di LCD I2C yang dapat diinstruksikan sebelumnya Cara mudah saya menambahkan LED ke garis Tx & Rx untuk menunjukkan aktivitas. Saya menggunakan usb to serial adapter yang saya sambungkan ke modul kemudian saya buka monitor serial di Arduino IDE dan saya bisa melihat semua nilainya, pastikan semuanya berfungsi sebagaimana mestinya.

Daftar Bagian LCD & Serial Out

I2C 16x2 LCD I2C (20x4 Opsional)

LED7, LED8 0603 SMD LED

R12, R21 1K R0603 SMD Resistor

Langkah 7: Pemrograman ISP & ATMega328P

Seperti yang saya sebutkan di awal modul ini dirancang untuk dibuat untuk konfigurasi yang berbeda, kita perlu menambahkan cara untuk memprogram ATMega328 dan mengunggah sketsa kita. Ada beberapa cara untuk memprogram modul, salah satunya adalah dengan menggunakan Arduino sebagai Programmer ISP seperti di salah satu Instructable Bootloading ATMega saya sebelumnya dengan Arduino mega.

Catatan:

- Anda tidak memerlukan Kapasitor untuk memuat sketsa ISP di Arduino, Anda memerlukannya untuk membakar bootloader dan mengunggah Sketsa voltage_sensor.

-Pada versi Arduino IDE yang lebih baru, Anda perlu menghubungkan pin 10 ke pin 1 RESET ATMega328.

Daftar Bagian Sirkuit ISP & ATMega328P

U1 ATMega328P

XTAL1 16MHz HC-49S Crsytal

C5, C6 22pf Kapasitor

ISP1 6 Pin Header

R5 10K Resistor

Setel ulang Saklar SMD Kebijaksanaan 3x4x2

Langkah 8: Catatan & File

Ini hanya cara bagi saya untuk memasukkan beberapa ide ke dalam perangkat yang berfungsi, seperti yang saya sebutkan sebelumnya hanyalah tambahan kecil untuk catu daya bangku Dual Channel saya. Saya telah menyertakan semua yang Anda butuhkan untuk membangun modul Anda sendiri, semua file dan skema Eagle CAD. Saya telah menyertakan sketsa Arduino, sangat sederhana dan saya telah mencoba membuatnya mudah dipahami dan dimodifikasi. Jika Anda memiliki pertanyaan, jangan ragu untuk bertanya, saya akan mencoba menjawabnya. Ini adalah proyek terbuka, saran dipersilahkan. Saya mencoba untuk memasukkan informasi sebanyak yang saya bisa tetapi saya terlambat mengetahui tentang kontes Arduino dan ingin mengirimkan ini. Saya akan menulis sisanya segera Saya juga menghapus Komponen SMD (resistor, dan LED) dan menggantinya dengan komponen TH, satu-satunya Komponen SMD adalah sensor saat ini karena hanya tersedia dalam paket SOIC, file ZIP berisi file dengan komponen TH.