Проект измерителя мощности своими руками с использованием Arduino Pro Mini: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Вступление

Привет, сообщество электронщиков! Сегодня я представлю вам проект, который позволяет вам измерять напряжение и ток прибора и отображать их вместе со значениями мощности и энергии. Измерение тока / напряжения. Если вы хотите измерить напряжение и ток цепи с помощью Arduino, процедура довольно проста. Вы используете аналоговый вход для измерения напряжения на нагрузке и используете шунт для измерения тока через падение напряжения на шунтирующем резисторе. Этот метод довольно грубый, и он работает только для напряжений в пределах 0-5 В, а АЦП Arduino, который используется для считывания падения напряжения на резисторе, немного неточен для измерения только сотен мВ, которые будут падать. через шунт. К счастью, есть модули, которые облегчают нашу жизнь. Для этого проекта я буду использовать микросхему INA219, которая использует резистор 0,1R в качестве шунта и может измерять напряжения до 32 В и имеет диапазон тока 0–3,2 А. Эта IC предлагает интерфейс I2C для связи с Arduino, и, изучив таблицу, мы можем использовать определенные команды через интерфейс I2C, чтобы считывать значения напряжения и тока. Нам снова повезло, потому что нам не пришлось пережить эти неприятности. Есть библиотеки от Adafruit, которые вы можете скачать и использовать готовые функции для чтения напряжения и тока | Щелкните здесь, чтобы загрузить библиотеку

Шаг 1: OLED-дисплей

Следующий компонент, который я буду использовать, - это дисплей. Таким образом, мы можем отображать измеряемые нами значения. Я уже некоторое время работаю с 96-дюймовым OLED-дисплеем, и он прекрасно работает. Мы можем снова использовать уже созданную библиотеку Adafruit для отправки данных, которые мы хотим показать на дисплее | Щелкните здесь, чтобы загрузить библиотеку Adafruit | вам также понадобится библиотека Adafruit GFX.

Шаг 2: устройство чтения SD-карт

Теперь, чтобы завершить этот проект, мы добавим последний компонент. Устройство для чтения карт памяти micro SD для хранения измеренных данных в виде текстовых файлов, откуда вы можете скопировать их в программу вроде Excel, чтобы построить красивые графики и рассчитать потребляемую мощность и энергию, умножив ток и напряжение на время соответственно.

Этот модуль взаимодействует через интерфейс SPI, который также использует команды для записи / чтения данных. Этот модуль несовместим с 5 В, поэтому мы не можем просто подключить его к интерфейсу Arduino, поскольку 5 В разрушит микросхему 3,3 В. Для этого я сделал делители напряжения из резисторов, чтобы понижать сигналы 5 В до соответствующих сигналов 3,3 В для микросхемы (линии MOSI, CS и CLK соответственно и для снижения 5 В до 3,3 В для питания модуля).

Шаг 3: принципиальная схема:

Наконец, мы программируем Arduino, используя библиотеку Adafruit для модуля INA219, чтобы считывать значения напряжения и тока. Кроме того, мы умножаем ток на напряжение, чтобы получить используемую мощность. Затем мы можем использовать функцию milis (), чтобы сохранить прошедшее время и умножить его на мощность, чтобы вычислить использованную энергию. Для устройства чтения SD-карт я использовал библиотеку «SdFat», потому что стандартные SD-библиотеки от Arduino не работали так хорошо | Щелкните здесь, чтобы загрузить библиотеку Sdfat

Вы можете запитать плату, используя разъем постоянного тока и подав напряжение от 7 до 12 В на Arduino, который питает другие компоненты через 5 В VCC.

Шаг 4: Печатная плата прибыла:

Спонсор этого проекта

Спонсором этого проекта является компания PCBGOGO, которая поставила нам 10 печатных плат для этого проекта. PCBGOGO производит высококачественные печатные платы в очень короткие сроки и очень быстро их поставляет. Итак, если вы думаете о том, чтобы сделать свой проект профессиональным, не стесняйтесь загружать свои файлы Gerber в PCBGOGO, чтобы получить 10 печатных плат по очень низкой цене.

Шаг 5: демонстрация видео проекта

www.electronicslovers.com/2019/03/diy-power-meter-project-by-using-arduino-pro-mini.html