Circuit de voltmetru AC fără transformator folosind Arduino

Încercați Instrumentul Nostru Pentru Eliminarea Problemelor





În acest articol vom învăța cum să facem un voltmetru de curent alternativ fără transformator folosind Arduino.

Făcând un voltmetru analogic nu este o sarcină ușoară, deoarece pentru a construi unul trebuie să aveți o bună cunoaștere a cantităților fizice, cum ar fi cuplul, viteza care poate fi foarte dificilă atunci când vine vorba de aplicațiile lor practice.



DeAnkit Negi

Dar a voltmetru digital în comparație cu se poate face voltmetru analogic rapid și asta și cu foarte puțin efort. Acum, voltmetrul digital al unei zile poate fi realizat folosind un microcontroler sau o placă de dezvoltare, cum ar fi arduino, utilizând un cod de linie 4-5.



De ce este diferit acest circuit voltmetru AC?

Dacă mergeți la Google și căutați „voltmetru de curent alternativ folosind arduino”, veți găsi multe circuite pe internet. Dar în aproape toate aceste circuite veți găsi un transformator utilizat.

Acum, utilizarea unui transformator nu este o idee bună dacă doriți să faceți un voltmetru fiabil și eficient, deoarece face ca circuitul să fie voluminos și greu.

Circuitul din acest proiect rezolvă complet această problemă prin înlocuirea transformatorului dintr-un circuit divizor de înaltă tensiune. Acest circuit poate fi realizat cu ușurință pe o placă mică în câteva minute. Componentele necesare:

Pentru realizarea acestui proiect aveți nevoie de următoarele componente:

1. Arduino

2. Rezistor 100k ohm (2 wați)

3. Rezistor de 1k ohm (2 wați)

4. Diodă 1N4007

5. O diodă zener 5 volți

6. 1 condensator uf

7. Conectarea firelor

DIAGRAMA CIRCUITULUI:

Faceți conexiuni așa cum se arată în schema de circuit.

A) Realizați un divizor de tensiune folosind rezistențe, ținând cont de faptul că rezistența de 1 k ohm trebuie conectată la masă.

B) Conectați terminalul p-diodă direct după rezistența de 1 k ohm așa cum se arată în fig. și n-terminalul său la 1 uf condensator.

C) Nu uitați să conectați dioda zener în paralel cu condensatorul (explicat mai jos)

D) Conectați un fir de la borna pozitivă a condensatorului la pinul analogic A0 al arduino.

E) ** conectați pinul de masă al arduino la masa generală, altfel circuitul nu va funcționa.

OBIECTIVUL ARDUINO ::

Ei bine, puteți utiliza orice microcontroler, dar am folosit arduino datorită IDE-ului său ușor. Practic, funcția arduino sau a oricărui microcontroler aici este de a lua tensiunea pe rezistența de 1 k ohm ca intrare analogică și de a converti acea valoare în rețeaua de curent alternativ. valoarea tensiunii utilizând o formulă (explicată în secțiunea de lucru). Arduino imprimă în continuare această valoare de rețea pe monitorul serial sau pe ecranul laptopului.

CIRCUIT DIVIZOR DE TENSIUNE:

După cum sa menționat deja în secțiunea componentelor, rezistențele (care formează un circuit divizor de tensiune) trebuie să aibă o putere mare, deoarece le vom conecta direct la rețeaua de curent alternativ.

Prin urmare, acest circuit divizor de tensiune înlocuiește transformatorul. Deoarece arduino poate lua maximum 5v ca intrare analogică, circuitul divizor de tensiune este utilizat pentru a împărți tensiunea ridicată a rețelei în tensiune joasă (mai mică de 5v). Să presupunem că tensiunea de alimentare este de 350 volți (r.m.s)

Ceea ce dă tensiune maximă sau de vârf = 300 * 1.414 = 494,2 volți

Deci, tensiunea de vârf pe rezistorul de 1 k ohm este = (494,2 volți / 101k) * 1k = 4,9 volți (maxim)

Notă: * dar chiar și pentru 350 r.m.s acest 4,9 volți nu este r.m.s ceea ce înseamnă că în realitate tensiunea pe pinul analogic al arduino va fi mai mică de 4,9 v.

Prin urmare, din aceste calcule, se observă că acest circuit poate măsura în siguranță tensiunea a.c în jurul valorii de 385 r.m.s.

DE CE DIODĂ?

Deoarece arduino nu poate lua tensiune negativă ca intrare, este foarte important să eliminați partea negativă a undei de intrare a.c sin pe rezistorul de 1 k ohm. Și pentru a face acest lucru, este corectat folosind o diodă. De asemenea, puteți utiliza un redresor de punte pentru rezultate mai bune.

DE CE CAPACITOR?
Chiar și după rectificare, există valuri în val și pentru a elimina astfel de valuri, se folosește un condensator. Condensatorul netezește tensiunea înainte de ao alimenta la arduino.

DE CE ZENER DIODA

Tensiunea mai mare de 5 volți poate deteriora arduino. Prin urmare, pentru ao proteja, se utilizează o diodă zener de 5 v. Dacă tensiunea de rețea a.c crește dincolo de 380 volți, adică mai mare de 5 volți pe pinul analogic, va avea loc defalcarea diodei zener. Astfel, scurtcircuitarea condensatorului la masă. Acest lucru asigură siguranța arduino.

COD:

Înregistrați acest cod în arduino:

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()
}

Înțelegerea codului:

1. VARIABILĂ x:

X este valoarea analogică de intrare primită (tensiune) de la pinul A0 așa cum se specifică în cod, adică

x = pinMode (A0, INPUT) // setați pinul a0 ca pin de intrare

2. VARIABIL ȘI:

Pentru a ajunge la această formulă y = (x * .380156), mai întâi trebuie să facem un fel de calcule:

Acest circuit oferă întotdeauna o tensiune mai mică decât valoarea reală pe pinul A0 al arduino datorită condensatorului și diodei. Ceea ce înseamnă că tensiunea pe pinul analogic este întotdeauna mai mică decât tensiunea pe rezistorul de 1 k ohm.

Prin urmare, trebuie să aflăm acea valoare a tensiunii de intrare ca la care obținem 5 volți sau 1023 valoare analogică pe pinul A0. Prin metoda de încercare și încercare, această valoare este de aproximativ 550 de volți (vârf), așa cum se arată în simulare.

În r.m.s 550 vârf de volți = 550 / 1.414 = 388.96 volți r.m.s. Prin urmare, pentru această valoare r.m.s obținem 5 volți pe pinul A0. Deci acest circuit poate măsura maximum 389 volți.

Acum pentru 1023 valoarea analogică pe pinul A0 --- 389 a.c volți = y

Ceea ce dă, pentru orice valoare analogică (x) y = (389/1023) * x c.a. volți

SAU y = .38015 * x c.a. volți

Puteți observa clar în figură că valoarea a.c tipărită pe monitorul serial este, de asemenea, de 389 volți

Tipărirea valorilor necesare pe ecran ::

Este necesară imprimarea a două valori pe monitorul serial, așa cum se arată în imaginea de simulare:

1. Valoarea de intrare analogică primită de pinul analogic A0, după cum se specifică în cod:

Serial.print („intrare analaog”) // specificați numele la valoarea corespunzătoare de imprimat

Serial.print (x) // tipăriți valoarea analogică de intrare pe monitorul serial

2. Valoarea reală a tensiunii de curent alternativ de la rețea, așa cum se specifică în cod:

Serial.print („tensiune alternativă”) // specificați numele la valoarea corespunzătoare de imprimat

Serial.print (y) // tipărește valoarea ca pe monitorul serial

FUNCȚIONAREA ACESTUI VOLTMETRU AC CU TRANSFORMARE FOLOSIND ARDUINO

1. Circuitul divizor de tensiune convertește sau descrește tensiunea de rețea în valoarea corespunzătoare a tensiunii joase.

2. Această tensiune după rectificare este luată de pinul analogic al arduino și utilizând formula

y = 0,38015 * x c.a. volți este transformat în tensiune reală a c.a.

3. Această valoare convertită este apoi tipărită pe monitorul serial al IDE arduino.

SIMULARE:

Pentru a vedea cât de apropiată valoarea imprimată de pe ecran de valoarea curentă a.c, se rulează simularea pentru diferite valori ale tensiunilor a.c:

A) 220 volți sau 311 amplitudine

B) 235 volți sau 332,9 amplitudine

C) 300 volți sau 424,2

Prin urmare, din următoarele rezultate se observă că pentru alimentarea cu 220 a.c, arduino prezintă 217 volți. Și pe măsură ce această valoare a.c crește, rezultatele simulării devin mai exacte, mai apropiate de valoarea a.c de intrare.




Precedent: Circuit temporizator de rețea LCD 220V - Temporizator Plug and Play Următorul: Problema căderii de tensiune a invertorului - Cum se rezolvă