Бесконачни трансформаторски круг волтметра који користи Ардуино

Испробајте Наш Инструмент За Елиминисање Проблема





У овом чланку сазнајемо како да направимо волтметар наизменичне струје без трансформатора помоћу Ардуина.

Израда аналогни волтметар није лак задатак јер за његову израду морате добро познавати физичке величине попут обртног момента, брзине која може бити веома тешка када су у питању њихове практичне примене.



Од странеАнкит Неги

Али а дигитални волтметар У поређењу са може се направити аналогни волтметар брзо и то уз врло мало напора. Сада се дневни дигитални волтметар може направити помоћу микроконтролера или развојне плоче попут ардуина помоћу кода од 4-5 редова.



Зашто се овај круг волтметра наизменичне струје разликује?

Ако одете на Гоогле и претражите „волтметар наизменичне струје помоћу ардуина“, пронаћи ћете мноштво кола широм Интернета. Али у скоро свим тим круговима наћи ћете трансформатор који се користи.

Коришћење трансформатора сада није добра идеја ако желите да направите поуздан и ефикасан волтметар, јер чини круг гломазним и тешким.

Круг у овом пројекту овај проблем у потпуности решава заменом трансформатора из круга делилаца напона високих вата. Ово коло се може лако направити на малој плочи за само неколико минута. Потребне компоненте:

За израду овог пројекта потребне су вам следеће компоненте:

1. Ардуино

2. отпорник од 100 к охма (2 вата)

3. отпорник од 1 к охма (2 вата)

4. Диода 1Н4007

5. Једна ценер диода 5 волти

6. 1 уф кондензатор

7. Повезивање жица

ДИЈАГРАМ КОЛА:

Успоставите везе како је приказано на дијаграму кола.

А) Направите делилац напона помоћу отпорника имајући на уму да отпорник од 1 к охма треба бити повезан са масом.

Б) Повежите п-терминал диоде директно након отпорника од 1 к охма као што је приказано на сл. и његов н- терминал на 1 уф кондензатор.

В) Не заборавите да паралелно са кондензатором повежете ценер диоду (објашњено у наставку)

Д) Повежите жицу са позитивног терминала кондензатора на аналогни пин А0 ардуина.

Е) ** повежите пин за уземљење ардуина са укупним кругом уземљења, јер иначе неће радити.

ЦИЉ АРДУИНА:

Па, можете користити било који микроконтролер, али ја сам користио ардуино због његовог једноставног ИДЕ-а. Основна функција ардуина или било ког микроконтролера је да узме напон на отпорнику од 1 к охма као аналогни улаз и претвори ту вредност у мрежну наизменичну струју. вредност напона помоћу формуле (објашњено у радном одељку). Ардуино даље штампа ову главну вредност на серијском монитору или екрану лаптопа.

КОЛО ДЕЛИТЕЉА НАПОНА:

Као што је већ поменуто у одељку компонената, отпорници (који чине коло делиоца напона) морају бити велике снаге, јер ћемо их повезати директно на главно напајање.

И стога овај круг делитеља напона замењује трансформатор. Будући да ардуино може узети највише 5в као аналогни улаз, коло за поделу напона се користи за поделу мрежног високог напона на ниски напон (мањи од 5в). Претпоставимо да је мрежни напон 350 волти (р.м.с)

Што даје максимални или вршни напон = 300 * 1,414 = 494,2 волти

Дакле, вршни напон на отпорнику од 1 к охма је = (494,2волтс / 101к) * 1к = 4,9волта (максимум)

Напомена: * али чак и за 350 о / мин, ових 4,9 волти нису о / м, што значи да ће у стварности напон на аналогном пину ардуина бити мањи од 4,9 в.

Отуда се из ових прорачуна примећује да ово коло може безбедно да мери изменични напон око 385 о / мин.

ЗАШТО ДИОДЕ?

Пошто ардуино не може да узме негативни напон као улаз, веома је важно уклонити негативни део улазног а.ц грешног таласа преко отпорника од 1 к охма. А да би то учинио, исправља се помоћу диоде. За боље резултате можете користити и исправљач моста.

ЗАШТО КАПАЦИТОР?
Чак и након исправљања постоје таласи присутни у таласу и за уклањање таквих таласа користи се кондензатор. Кондензатор изравнава напон пре него што га напоји у ардуино.

ЗАШТО ЗЕНЕР ДИОДЕ

Напон већи од 5 волти може оштетити ардуино. Стога се за његову заштиту користи ценер диода од 5 в. Ако се измјенични напон измјеничног напона повећа преко 380 волти, односно већи од 5 волти на аналогном пину, доћи ће до слома ценер диоде. Тако се кондензатор кратко споји на масу. Ово осигурава сигурност ардуина.

ШИФРА:

Спали овај код у свом ардуину:

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()
}

Разумевање кода:

1. ПРОМЕНЉИВО к:

Кс је улазна аналогна вредност примљена (напон) са пина А0 како је наведено у коду, тј.

к = пинМоде (А0, ИНПУТ) // поставимо пин а0 као улазни пин

2. ПРОМЕНЉИВИ И:

Да бисмо дошли до ове формуле и = (к * .380156), прво морамо направити неку врсту прорачуна:

Ово коло овде увек даје напон мањи од стварне вредности на пину А0 ардуина због кондензатора и диоде. Што значи да је напон на аналогном пину увек мањи од напона на отпорнику од 1 к охма.

Отуда морамо да сазнамо ону вредност улазног наизменичног напона при којој на пину А0 добијамо 5 волти или 1023 аналогне вредности. Методом удара и покуса та вредност износи око 550 волти (максимум) као што је приказано у симулацији.

У р.м.с 550 вршних волти = 550 / 1.414 = 388,96 волти р.м.с. Отуда за ову вредност рпм добијамо 5 волти на пину А0. Дакле, ово коло може да измери највише 389 волти.

Сада за 1023 аналогне вредности на пину А0 --- 389 а.ц волти = и

Што даје, за било коју аналогну вредност (к) и = (389/1023) * к а.ц волти

ИЛИ и = .38015 * к а.ц волти

На слици можете јасно приметити да је одштампана вредност а.ц на серијском монитору такође 389 волти

Штампање потребних вредности на екрану ::

Захтевамо да се две вредности одштампају на серијском монитору, као што је приказано на симулационој слици:

1. Вредност аналогног улаза примљена аналогним пином А0 како је наведено у коду:

Сериал.принт ('аналаог инпут') // наведите име одговарајућој вредности за штампање

Сериал.принт (к) // исписати улазну аналогну вредност на серијском монитору

2. Стварна вредност наизменичног напона из мреже како је наведено у коду:

Сериал.принт ('напон наизменичне струје') // наведите име одговарајућој вредности за штампање

Сериал.принт (и) // исписује наизменичну вредност на серијском монитору

РАД ОВОГ ТРАНСФОРМАТОРСКОГ ВОЛТМЕТРА КОРИШЋЕЊЕМ АРДУИНО

1. Круг делиоца напона претвара или спушта мрежни напон у одговарајућу вредност ниског напона.

2. Овај напон након исправљања узима се аналогним пином ардуина и помоћу формуле

и = 0,38015 * к измјеничних волти претвара се у стварни мрежни измјенични напон.

3. Ова конвертована вредност се затим штампа на серијском монитору ардуино ИДЕ-а.

СИМУЛАЦИЈА:

Да би се видело колико се одштампана вредност на екрану приближава стварној измереној вредности, извршава се симулација за различите вредности изменичних напона:

А) 220 волти или 311 амплитуда

Б) 235 волти или 332,9 амплитуде

В) 300 волти или 424,2

Отуда се из следећих резултата примећује да за напајање од 220 а.ц, ардуино показује 217 волти. А како се ова вредност а.ц повећава, резултати симулације постају тачнији што је ближе улазној а.ц вредности.




Претходно: ЛЦД 220В струјни круг тајмера - тајмер за укључивање и пуштање Следеће: Питање пада напона претварача - како то решити