Ваттметр постоянного тока с использованием Arduino Nano (0-16 В / 0-20 А): 3 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Привет друзья!!

Я здесь, чтобы показать вам ваттметр постоянного тока, который можно легко сделать с помощью Arduino nano. Одна из основных проблем, с которыми я столкнулся, будучи любителем электроники, - это знать величину тока и напряжения, приложенных к схемам зарядки, которые я сделал. Я думал купить один метр в интернет-магазине, но один из моих друзей сказал мне, что у него огромная ошибка при измерении тока.

Поэтому я подумал о том, чтобы сделать это с помощью arduino. Его также можно использовать для зарядки аккумуляторов с автоматическим отключением, внеся некоторые изменения.

Запасы

1. Ардуино Нано
2. ACS712 Модуль датчика тока 20А
3. ЖК-дисплей 16x2
4. Модуль I2C для ЖК-дисплея 16x2 символа
5. Резисторы-220к, 100к / 0,4Вт-1 шт.
6. Источник питания 9В
7. Женские разъемы, клеммные колодки
8. Линейная или точечная доска
9. Соединительные провода

Шаг 1: Схема

Измерение напряжения

Для измерения напряжения я использовал простую схему делителя напряжения. Используя два резистора номиналом 220 кОм и 100 кОм, можно измерить максимальное напряжение 16 В. Nano может считывать только напряжение до 5 В через аналоговый вывод A1. Если вы хотите измерить разные уровни напряжения, соответственно измените значения резисторов.

Текущее измерение

Для измерения тока я использовал модуль датчика тока ACS712 (щелкните здесь, чтобы просмотреть техническое описание). Он доступен в трех моделях для различных измерений тока, то есть 5A, 20A и 30A. Я использовал модуль на 20А. Он может измерять как переменный, так и постоянный ток, но здесь он предназначен для измерения только постоянного тока.

Существуют и другие датчики, такие как MAX471 и INA219, в которых для измерения тока используются шунтирующие резисторы и усилители тока. Модуль ACS712 использует знаменитую микросхему ACS712 для измерения тока по принципу эффекта Холла. На схеме я показал схему модуля, вы можете использовать модуль датчика напрямую. Он питается от источника питания 5 В от Arduino nano. Выход модуля подключен к аналоговому выводу A2.

ЖК-дисплей и модуль I2C

Для отображения напряжения и тока я использовал ЖК-дисплей 16x2. Подключается к nano по протоколу I2C. С помощью модуля I2C мы можем легко подключить ЖК-дисплей к nano. Вы также можете подключить ЖК-дисплей без модуля I2C. В этом случае мы должны обеспечить 16 подключений к ЖК-дисплею. Аналоговые контакты A4 и A5 nano поддерживают протокол I2C, поэтому модуль подключается к этим аналоговым контактам. Также он питается от источника питания 5 В от нано. LED + и LED- также подключены к ЖК-дисплею, на самом деле на ЖК-дисплее есть еще два контакта для включения подсветки.

Наконец, питание на nano обеспечивается от источника питания 9 В. Здесь я использовал традиционный трансформатор 9 В и мостовую схему, регулируемую с помощью регулятора напряжения 7809. Всегда используйте напряжение от 7 В до 12 В, потому что в этом диапазоне он будет работать точно.

Шаг 2: Код

Кодирование простое, два аналоговых контакта A1 и A2 используются для считывания напряжения и тока соответственно. Эти значения обрабатываются и преобразуются в фактическое значение, которое отображается на ЖК-дисплее.

После изготовления ваттметра вам необходимо откалибровать показания, чтобы получить значение, показанное на стандартном мультиметре. Для этого нам нужно добавить или вычесть постоянное значение из измеренного значения.

Шаг 3: конечный продукт

Я использовал линейную плату для размещения и пайки компонентов. Arduino и датчик тока размещены на женских разъемах, чтобы их можно было легко удалить или перепрограммировать в случае неисправности.

Я поместил все детали в пластиковый контейнер, чтобы его можно было использовать как отдельное устройство. Он имеет встроенный блок питания на 9 В для питания ваттметра. Так что его можно использовать с любыми источниками питания номиналом 0-16 В / 0-20 А.

Надеюсь, вам понравится этот ваттметр. Он определенно поможет всем начинающим энтузиастам электроники.

Спасибо!!