Saklar Beban Otomatis (Vakum) Dengan ACS712 dan Arduino: 7 Langkah (dengan Gambar)

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

Halo semuanya, Menjalankan alat listrik di ruang tertutup adalah pekerjaan yang merepotkan, karena semua debu yang tercipta di udara dan debu yang ada di udara, berarti debu di paru-paru Anda. Menjalankan vakum toko Anda dapat menghilangkan sebagian dari risiko itu, tetapi menyalakan dan mematikannya setiap kali Anda menggunakan alat itu menyebalkan.

Untuk mengurangi rasa sakit ini, saya telah membuat sakelar otomatis ini yang menampung Arduino dengan sensor arus untuk mendeteksi saat alat listrik bekerja dan menyalakan penyedot debu secara otomatis. Lima detik setelah alat berhenti, vakum juga berhenti.

Perlengkapan

Untuk pembuatan saklar ini saya menggunakan komponen dan bahan sebagai berikut:

• Arduino Uno -
• Sensor arus ACS712 -
• Attiny85 -
• Soket IC -
• Relay Solid State -
• 5V Relai Mekanik -
• HLK-PM01 5V catu daya -
• Prototipe PCB -
• Kawat -
• Kabel dupont -
• Kandang plastik -
• Besi solder -
• Solder -
• Potongan kawat -

Langkah 1: Merasakan Arus Dengan ACS712

Bintang proyek ini adalah sensor arus ACS712 yang bekerja berdasarkan prinsip efek Hall. Arus yang mengalir melalui chip menghasilkan medan magnet yang kemudian dibaca oleh sensor efek hall dan mengeluarkan tegangan yang sebanding dengan arus yang mengalir melaluinya.

Ketika tidak ada arus yang mengalir, tegangan output berada pada setengah dari tegangan input dan karena mengukur arus AC serta DC ketika arus mengalir dalam satu arah, tegangan menjadi lebih tinggi sedangkan ketika arus berubah arah, tegangan menjadi lebih rendah.

Jika kita menghubungkan sensor ke Arduino dan memplot output dari sensor, kita dapat mengikuti perilaku ini saat mengukur arus yang mengalir melalui bola lampu.

Jika kita melihat lebih dekat pada nilai yang diplot di layar, kita dapat melihat bahwa sensor sangat sensitif terhadap noise sehingga meskipun memberikan pembacaan yang cukup baik, itu tidak dapat digunakan dalam situasi di mana presisi diperlukan.

Dalam kasus kami, kami hanya membutuhkan informasi umum jika arus yang signifikan mengalir atau tidak sehingga kami tidak terpengaruh oleh kebisingan yang ditimbulkannya.

Langkah 2: Pengukuran Arus AC yang Benar

Saklar yang kita bangun akan merasakan peralatan AC sehingga kita perlu mengukur arus AC. Jika kita hanya mengukur nilai arus dari arus yang mengalir, kita dapat mengukur pada titik waktu tertentu dan itu mungkin memberi kita indikasi yang salah. Misalnya, jika kita mengukur pada puncak gelombang sinus, kita akan mencatat aliran arus tinggi dan kemudian kita akan menghidupkan vakum. Namun, jika kami mengukur pada titik persimpangan nol, kami tidak akan mencatat arus apa pun dan secara keliru menganggap bahwa alat tidak menyala.

Untuk mengurangi masalah ini, kita perlu mengukur nilai beberapa kali selama periode waktu tertentu dan mengidentifikasi nilai tertinggi dan terendah untuk arus. Kami kemudian dapat menghitung perbedaan antara dan dengan bantuan rumus pada gambar, menghitung nilai RMS sebenarnya untuk saat ini.

Nilai RMS sebenarnya adalah arus DC setara yang harus mengalir di sirkuit yang sama untuk memberikan output daya yang sama.

Langkah 3: Bangun Sirkuit Prototipe

Untuk mulai mengukur dengan sensor, kita perlu memutuskan salah satu sambungan ke beban dan menempatkan kedua terminal sensor ACS712 secara seri dengan beban. Sensor kemudian diberi daya dari 5V dari Arduino dan pin outputnya terhubung ke input analog pada Uno.

Untuk kontrol vac toko, kita membutuhkan relay untuk mengontrol colokan output. Anda dapat menggunakan relai solid-state atau relai mekanis seperti yang saya gunakan, tetapi pastikan itu diberi peringkat untuk kekuatan vakum toko Anda. Saya tidak memiliki relai saluran tunggal saat ini jadi saya akan menggunakan modul relai 2 saluran ini untuk saat ini dan menggantinya nanti.

Steker keluaran untuk vac toko akan dihubungkan melalui relai dan kontaknya yang biasanya terbuka. Setelah relay ON, rangkaian akan ditutup dan shop vac akan menyala secara otomatis.

Relai dikendalikan melalui pin 7 pada Arduino saat ini sehingga setiap kali kami mendeteksi bahwa arus mengalir melalui sensor, kami dapat menarik pin itu rendah dan itu akan mengaktifkan vakum.

Langkah 4: Penjelasan dan Fitur Kode

Fitur yang sangat bagus yang juga saya tambahkan ke kode proyek adalah sedikit penundaan untuk menjaga vakum tetap berjalan selama 5 detik lebih setelah alat dihentikan. Ini akan sangat membantu dengan sisa debu yang tercipta saat alat berhenti total.

Untuk mencapai itu dalam kode, saya menggunakan dua variabel di mana saya pertama kali mendapatkan waktu milies saat ini ketika sakelar dihidupkan dan saya kemudian memperbarui nilai itu pada setiap iterasi kode saat alat menyala.

Saat alat dimatikan, kami sekarang mendapatkan nilai mili saat ini sekali lagi dan kemudian kami memeriksa apakah perbedaan antara keduanya lebih besar dari interval yang kami tentukan. Jika itu benar, maka kami mematikan relai dan kami memperbarui nilai sebelumnya dengan yang sekarang.

Fungsi pengukuran utama dalam kode ini disebut ukuran dan di dalamnya, pertama-tama kita asumsikan nilai minimum dan maksimum untuk puncak tetapi agar mereka benar-benar berubah, kita asumsikan nilai terbalik di mana 0 adalah puncak tinggi dan 1024 adalah puncak rendah.

Selama seluruh periode interval yang ditentukan oleh variabel iterasi, kami membaca nilai sinyal input dan kami memperbarui nilai minimum dan maksimum aktual untuk puncak.

Pada akhirnya, kami menghitung selisihnya dan nilai ini kemudian digunakan dengan rumus RMS dari sebelumnya. Rumus ini dapat disederhanakan hanya dengan mengalikan selisih puncak dengan 0,3536 untuk mendapatkan nilai RMS.

Masing-masing versi sensor untuk ampere yang berbeda memiliki sensibilitas yang berbeda sehingga nilai ini perlu dikalikan lagi dengan koefisien yang dihitung dari nilai ampere sensor.

Kode lengkap tersedia di halaman GitHub saya dan tautan unduhan ada di bawah

Langkah 5: Perkecil Elektronik (opsional)

Pada titik ini, bagian elektronik dan kode proyek pada dasarnya telah selesai tetapi belum terlalu praktis. Arduino Uno sangat bagus untuk membuat prototipe seperti ini, tetapi secara praktis sangat besar sehingga kita akan membutuhkan penutup yang lebih besar.

Saya ingin memasukkan semua barang elektronik ke dalam fitting plastik ini yang memiliki tutup yang bagus untuk ujungnya dan untuk melakukan itu, saya perlu mengecilkan barang elektroniknya. Pada akhirnya saya harus menggunakan enklosur yang lebih besar untuk saat ini, tetapi begitu saya mendapatkan papan relai yang lebih kecil, saya akan menggantinya.

Arduino Uno akan diganti dengan chip Attiny85 yang dapat diprogram dengan Uno. Prosesnya mudah dan saya akan mencoba memberikan tutorial terpisah untuk itu.

Untuk menghilangkan kebutuhan akan daya eksternal, saya akan menggunakan modul HLK-PM01 ini yang mengubah AC menjadi 5V dan memiliki footprint yang sangat kecil. Semua elektronik akan ditempatkan pada prototipe PCB dua sisi dan dihubungkan dengan kabel.

Skema terakhir tersedia di EasyEDA dan tautannya dapat ditemukan di bawah.https://easyeda.com/bkolicoski/Automated-Vacuum-Sw…

Langkah 6: Kemas Elektronik dalam Kasing

Papan terakhir jelas bukan karya terbaik saya sejauh ini ternyata sedikit lebih berantakan dari yang saya inginkan. Saya yakin jika saya menghabiskan lebih banyak waktu untuk itu, itu akan lebih baik tetapi yang utama adalah itu berhasil dan itu jauh lebih kecil daripada dengan Uno.

Untuk mengemas semuanya, pertama-tama saya memasang beberapa kabel ke colokan input dan output yang panjangnya sekitar 20cm. Sebagai penutup, saya menyerah pada pemasangan karena terlalu kecil pada akhirnya, tetapi saya berhasil memasukkan semuanya ke dalam kotak persimpangan.

Kabel input kemudian diumpankan melalui lubang dan dihubungkan pada terminal input di papan dan hal yang sama dilakukan di sisi lain di mana kedua kabel sekarang terhubung. Satu output untuk vakum toko dan yang lainnya untuk alat.

Dengan semua yang terhubung, saya memastikan untuk menguji sakelar sebelum memasukkan semuanya ke dalam enklosur dan menutupnya dengan penutup. Pemasangannya akan menjadi penutup yang lebih bagus karena akan melindungi elektronik dari cairan atau debu apa pun yang mungkin menempel di bengkel saya, jadi begitu saya memiliki papan relai baru, saya akan memindahkan semuanya ke sana.

Langkah 7: Nikmati Menggunakannya

Untuk menggunakan sakelar otomatis ini, pertama-tama Anda harus menghubungkan steker input ke stopkontak atau kabel ekstensi seperti dalam kasus saya dan kemudian alat dan vakum toko dihubungkan ke colokan yang sesuai.

Saat alat dihidupkan, vakum dihidupkan secara otomatis dan kemudian akan terus berjalan selama 5 detik sebelum mati secara otomatis.

Saya harap Anda berhasil mempelajari sesuatu dari Instructable ini, jadi silakan tekan tombol favorit itu jika Anda menyukainya. Saya memiliki banyak proyek lain yang dapat Anda periksa dan jangan lupa untuk berlangganan saluran YouTube saya agar Anda tidak ketinggalan video saya berikutnya.

Semangat dan terima kasih telah membaca!