წვრილმანი Arduino მრავალფუნქციური ენერგიის მრიცხველი V1.0: 13 ნაბიჯი (სურათებით)

2025 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2025-01-23 14:50

ამ ინსტრუქციაში, მე გაჩვენებთ თუ როგორ უნდა გააკეთოთ არდუინოზე დაფუძნებული მრავალფუნქციური ენერგიის მრიცხველი. ეს პატარა მეტრი არის ძალიან სასარგებლო მოწყობილობა, რომელიც აჩვენებს მნიშვნელოვან ინფორმაციას ელექტრული პარამეტრების შესახებ. მოწყობილობას შეუძლია გაზომოთ 6 სასარგებლო ელექტრული პარამეტრი: ძაბვა, დენი, სიმძლავრე, ენერგია, სიმძლავრე და ტემპერატურა. ეს მოწყობილობა შესაფერისია მხოლოდ DC დატვირთვისთვის, როგორიცაა მზის PV სისტემები. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს მრიცხველი ბატარეის სიმძლავრის გასაზომად.

მეტრს შეუძლია გაზომოს ძაბვის დიაპაზონი 0 - 26V და მაქსიმალური დენი 3.2A.

მარაგები

გამოყენებული კომპონენტები:

1. Arduino Pro Micro (ამაზონი)

2. INA219 (ამაზონი)

3. 0.96 OLED (ამაზონი)

4. DS18B20 (ამაზონი)

5. ლიპო ბატარეა (ამაზონი)

6. ხრახნიანი ტერმინალები (ამაზონი)

7. ქალი / მამაკაცი სათაურები (ამაზონი)

8. პერფორირებული დაფა (ამაზონი)

9. 24 AWG Wire (ამაზონი)

10. Slide Switch (ამაზონი)

გამოყენებული ინსტრუმენტები და ინსტრუმენტები:

1. შედუღების რკინა (ამაზონი)

2. Wire Stripper (ამაზონი)

3. მულტიმეტრი (ამაზონი)

4. ელექტრო ტესტერი (ამაზონი)

ნაბიჯი 1: როგორ მუშაობს?

ენერგიის მრიცხველის გული არის Arduino Pro Micro დაფა. არდუინო იგრძნობს მიმდინარეობას და ძაბვას INA219 მიმდინარე სენსორის გამოყენებით და ტემპერატურა იგრძნობა ტემპერატურის სენსორით DS18B20. ამ ძაბვისა და დენის მიხედვით, არდუინო აკეთებს მათემატიკას ენერგიისა და ენერგიის გამოსათვლელად.

მთელი სქემა დაყოფილია 4 ჯგუფად

1. Arduino Pro Micro

Arduino Pro Micro– სთვის საჭირო ენერგია უზრუნველყოფილია LiPo/ Li-Ion ბატარეიდან სლაიდების გადამრთველის საშუალებით.

2. მიმდინარე სენსორი

მიმდინარე სენსორი INA219 დაკავშირებულია Arduino დაფასთან I2C საკომუნიკაციო რეჟიმში (SDA და SCL pin).

3. OLED ჩვენება

მიმდინარე სენსორის მსგავსად, OLED ეკრანი ასევე დაკავშირებულია Arduino დაფასთან I2C კომუნიკაციის რეჟიმში. თუმცა, ორივე მოწყობილობის მისამართი განსხვავებულია.

4. ტემპერატურის სენსორი

აქ მე გამოვიყენე DS18B20 ტემპერატურის სენსორი. ის იყენებს ერთ მავთულის პროტოკოლს Arduino– სთან კომუნიკაციისთვის.

ნაბიჯი 2: პურის დაფის ტესტირება

პირველ რიგში, ჩვენ გავაკეთებთ სქემას Breadboard- ზე. შედუღებული პურის დაფის მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ ის გამყიდველია. ამრიგად, თქვენ შეგიძლიათ მარტივად შეცვალოთ დიზაინი მხოლოდ კომპონენტების და ლიდერების გამორთვით, როგორც გჭირდებათ.

პურის დაფის ტესტირების შემდეგ, მე წრე გავხარე პერფორირებულ დაფაზე

ნაბიჯი 3: მოამზადეთ არდუინოს დაფა

Arduino Pro Micro მოდის სათაურის პინდის შედუღების გარეშე. ასე რომ, თქვენ ჯერ უნდა ჩასვათ სათაურები არდუინოში.

ჩასვით თქვენი მამრობითი სათაურები გრძელი გვერდით ქვემოთ პურის დაფაზე. ახლა, სათაურების დაყენებით, თქვენ შეგიძლიათ მარტივად ჩამოაგდოთ არდუინოს დაფა სათაურის სათაურის თავზე. შემდეგ შეაერთეთ ყველა ქინძისთავები არდუინოს დაფაზე.

ნაბიჯი 4: მოამზადეთ სათაურები

Arduino– ს, OLED დისპლეის, მიმდინარე სენსორის და ტემპერატურის სენსორის დასამაგრებლად გჭირდებათ ქალი სწორი სათაურების პინი. როდესაც ყიდულობთ პირდაპირ სათაურებს, ისინი ძალიან გრძელი იქნება კომპონენტების გამოსაყენებლად. ამრიგად, თქვენ უნდა მოაწყოთ ისინი შესაბამის სიგრძეზე. გამოსაყენებლად გამოვიყენე საცობი.

ქვემოთ მოცემულია დეტალები სათაურების შესახებ:

1. არდუინოს დაფა - 2 x 12 პინი

2. INA219 - 1 x 6 ქინძისთავები

3. OLED - 1 x 4 ქინძისთავები

4. ტემპ. სენსორი - 1 x 3 ქინძისთავები

ნაბიჯი 5: შეაერთეთ ქალი თავები

მას შემდეგ, რაც მოამზადეთ ქალის სათაურები, მიამაგრეთ ისინი პერფორირებულ დაფაზე. სათაურის ქინძისთავების შედუღების შემდეგ, შეამოწმეთ შეესაბამება თუ არა ყველა კომპონენტი სრულყოფილად თუ არა.

შენიშვნა: მე გირჩევთ შეაერთოთ მიმდინარე სენსორი პირდაპირ დაფაზე, ნაცვლად ქალის სათაურისა.

მე დაკავშირებულია სათაურის პინის საშუალებით INA219– ის ხელახლა გამოყენებისთვის სხვა პროექტებისთვის.

ნაბიჯი 6: დააინსტალირეთ ტემპერატურის სენსორი

აქ მე ვიყენებ DS18B20 ტემპერატურის სენსორს TO-92 პაკეტში. მარტივი ჩანაცვლების გათვალისწინებით, მე გამოვიყენე 3 პინიანი ქალი სათაური. მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ პირდაპირ შეაერთოთ სენსორი პერფორირებულ დაფაზე.

ნაბიჯი 7: შეაერთეთ ხრახნიანი ტერმინალები

აქ ხრახნიანი ტერმინალები გამოიყენება დაფაზე გარე კავშირისთვის. გარე კავშირებია

1. წყარო (ბატარეა / მზის პანელი)

2. დატვირთვა

3. არდუინოს ელექტრომომარაგება

ლურჯი ხრახნიანი ტერმინალი გამოიყენება არდუინოს ელექტრომომარაგებისთვის და ორი მწვანე ტერმინალი გამოიყენება წყაროს და დატვირთვის კავშირისთვის.

ნაბიჯი 8: გააკეთეთ წრე

მას შემდეგ, რაც შეაერთეთ ქალი სათაურები და ხრახნიანი ტერმინალები, თქვენ უნდა შეუერთდეთ ბალიშებს ზემოთ ნაჩვენები სქემატური დიაგრამის მიხედვით.

კავშირები საკმაოდ სწორია

INA219 / OLED -> არდუინო

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D3

DS18B20 -> არდუინო

GND -> GND

DQ -> D4 4.7K გამწევ რეზისტორის საშუალებით

VCC -> VCC

დაბოლოს, შეაერთეთ ხრახნიანი ტერმინალები სქემატური სქემის მიხედვით.

მე გამოვიყენე 24AWG ფერადი მავთულები მიკროსქემის შესაქმნელად. შეაერთეთ მავთული სქემის დიაგრამის მიხედვით.

ნაბიჯი 9: ჩამონგრევის დამონტაჟება

მას შემდეგ, რაც soldering და გაყვანილობა, მთაზე standoffs 4 კუთხეში. ის უზრუნველყოფს საკმარის კლირენსს მიწიდან მიმაგრებული სახსრებისა და მავთულისათვის.

ნაბიჯი 10: PCB დიზაინი

მე შევიმუშავე პერსონალური PCB ამ პროექტისთვის. COVID-19– ის ამჟამინდელი პანდემიური სიტუაციის გამო, მე არ შემიძლია ამ PCB– ს შეკვეთის განთავსება. ასე რომ, მე ჯერ არ გამომიცდია PCB.

შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ გერბერის ფაილები PCBWay– დან

როდესაც თქვენ განათავსებთ შეკვეთას PCBWay– დან, მე მივიღებ 10% –იან შემოწირულობას PCBWay– დან ჩემს საქმიანობაში შეტანილი წვლილისთვის. თქვენმა მცირე დახმარებამ შეიძლება გამამხნევოს მომავალში უფრო გასაოცარი საქმის გაკეთება. Გმადლობთ თანამშრომლობისთვის.

ნაბიჯი 11: ძალა და ენერგია

სიმძლავრე: სიმძლავრე არის ძაბვის (ვოლტი) და დენის (ამპერი) პროდუქტი

P = VxI

სიმძლავრის ერთეული არის Watt ან KW

ენერგია: ენერგია არის ძალა (ვატი) და დრო (საათი)

E = Pxt

ენერგიის ერთეული არის ვატ საათი ან კილოვატ საათი (კვტსთ)

სიმძლავრე: სიმძლავრე არის მიმდინარე (ამპერი) და დრო (საათი) პროდუქტი

C = I x t

სიმძლავრის ერთეული არის Amp-Hour

ენერგიისა და ენერგიის მონიტორინგი, ლოგიკა გამოიყენება პროგრამულ უზრუნველყოფაში და პარამეტრები ნაჩვენებია 0.96 დიუმიან OLED ეკრანზე.

სურათის კრედიტი: imgoat

ნაბიჯი 12: პროგრამული უზრუნველყოფა და ბიბლიოთეკები

პირველი, გადმოწერეთ ქვემოთ მოცემული კოდი. შემდეგ გადმოწერეთ შემდეგი ბიბლიოთეკები და დააინსტალირეთ.

1. ადაფრუტის INA219 ბიბლიოთეკა

2. ადაფრუტის SSD1306 ბიბლიოთეკა

3. დალას ტემპერატურა

ყველა ბიბლიოთეკის დაყენების შემდეგ დააყენეთ სწორი დაფა და COM პორტი, შემდეგ ატვირთეთ კოდი.

ნაბიჯი 13: საბოლოო ტესტირება

დაფის შესამოწმებლად, მე შევაერთე 12V ბატარეა, როგორც წყარო და 3W LED როგორც დატვირთვა.

ბატარეა უკავშირდება ხრახნიან ტერმინალს Arduino– ს ქვემოთ და LED უკავშირდება ხრახნიან ტერმინალს INA219– ის ქვემოთ. LiPo ბატარეა უკავშირდება ლურჯ ხრახნიან ტერმინალს და შემდეგ ჩართეთ ჩართვა სლაიდების გადამრთველის გამოყენებით.

თქვენ ხედავთ, რომ ყველა პარამეტრი ნაჩვენებია OLED ეკრანზე.

პარამეტრები პირველ სვეტში არის

1. ძაბვა

2. მიმდინარე

3. ძალა

პარამეტრები მეორე სვეტში არის

1. ენერგია

2. ტევადობა

3. ტემპერატურა

სიზუსტის შესამოწმებლად მე გამოვიყენე ჩემი მულტიმეტრი და ტესტერი, როგორც ნაჩვენებია ზემოთ. სიზუსტე მათთან ახლოს არის. მე ნამდვილად კმაყოფილი ვარ ამ ჯიბის ზომის გაჯეტით.

მადლობა რომ კითხულობ ჩემს ინსტრუქციას. თუ მოგწონთ ჩემი პროექტი, არ დაგავიწყდეთ მისი გაზიარება. კომენტარები და გამოხმაურებები ყოველთვის მისასალმებელია.