پروژه DIY Power Meter با استفاده از Arduino Pro Mini: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

معرفی

سلام ، جامعه الکترونیک! امروز من پروژه ای را به شما ارائه می دهم که به شما امکان می دهد ولتاژ و جریان یک دستگاه را اندازه گیری کرده و آن را به همراه مقادیر قدرت و انرژی نمایش دهید. اندازه گیری جریان/ولتاژ اگر می خواهید ولتاژ و جریان مدار را با آردوینو اندازه گیری کنید ، این روش تقریباً مستقیم است. شما از ورودی آنالوگ برای اندازه گیری ولتاژ روی بار استفاده می کنید و از یک شانت برای اندازه گیری جریان از طریق افت ولتاژ مقاومت شنت استفاده می کنید. در حال حاضر ، این روش نسبتاً خام است و فقط برای ولتاژهای بین 0 تا 5 ولت کار می کند ، و ADC آردوینو که برای خواندن افت ولتاژ مقاومت استفاده می شود ، برای اندازه گیری صدها میلی ولت تنها نادرست است. در سراسر شنت خوشبختانه ماژول هایی وجود دارد که زندگی ما را آسان تر می کند. برای این پروژه ، من از IC INA219 استفاده می کنم ، که از مقاومت 0.1R به عنوان شنت استفاده می کند و می تواند ولتاژها را تا 32V اندازه گیری کند ، و دامنه جریان آن 0-3.2A است. این IC یک رابط I2C برای ارتباط با آردوینو ارائه می دهد و با مطالعه برگه داده ، می توانیم از دستورات خاصی بر روی رابط I2C برای خواندن مقادیر ولتاژ و جریان استفاده کنیم. ما دوباره خوش شانس هستیم زیرا مجبور نیستیم این مشکل را پشت سر بگذاریم. کتابخانه هایی از Adafruit وجود دارد که می توانید آنها را بارگیری کرده و از توابع پیش ساخته برای خواندن ولتاژ و جریان استفاده کنید | برای بارگیری کتابخانه اینجا را کلیک کنید

مرحله 1: صفحه نمایش OLED

جزء بعدی که من از آن استفاده خواهم کرد صفحه نمایش است. به این ترتیب ما می توانیم مقادیری را که در حال اندازه گیری هستیم نشان دهیم. من مدتی است با صفحه نمایش OLED 96 اینچی کار می کنم و بسیار زیبا کار می کند. ما می توانیم یکبار دیگر از کتابخانه Adafruit ساخته شده برای ارسال داده هایی که می خواهیم روی صفحه نمایش داده شود استفاده کنیم | برای بارگیری کتابخانه Adafruit اینجا کلیک کنید | همچنین به کتابخانه Adafruit GFX نیاز دارید.

مرحله 2: کارت خوان SD

اکنون ، برای تکمیل این پروژه ، یک جزء نهایی را اضافه می کنیم. یک کارت خوان micro SD ، به منظور ذخیره داده های اندازه گیری شده به عنوان فایل های متنی ، از جایی که می توانید آنها را در برنامه ای مانند Excel کپی کنید تا نمودارهای زیبایی داشته باشد و با ضرب جریان و ولتاژ با زمان به ترتیب

این ماژول از طریق رابط SPI ارتباط برقرار می کند ، که از دستوراتی برای نوشتن/خواندن داده ها نیز استفاده می کند. این ماژول 5 ولت سازگار نیست ، بنابراین نمی توانیم آن را فقط به رابط آردوینو متصل کنیم زیرا 5 ولت تراشه 3.3 ولت را از بین می برد. برای این کار ، من از مقاومتهای جدا کننده ولتاژ استفاده کردم تا سیگنالهای 5V را به سیگنالهای 3.3V مناسب برای تراشه (به ترتیب خطوط MOSI ، CS و CLK و کاهش 5V تا 3.3V برای تغذیه ماژول) بریزم.

مرحله 3: نمودار شماتیک:

در نهایت ، ما Arduino را با استفاده از کتابخانه Adafruit برای ماژول INA219 برنامه ریزی می کنیم تا مقادیر ولتاژ و جریان را بخواند. علاوه بر این ، ما جریان را با ولتاژ ضرب می کنیم تا توان مورد استفاده را بدست آوریم. سپس ، می توانیم از تابع () milis برای ذخیره زمان گذشته استفاده کرده و آن را با توان ضرب کنیم تا انرژی مورد استفاده را محاسبه کنیم. برای کارت خوان SD ، من از کتابخانه "SdFat" استفاده کردم ، زیرا کتابخانه های استاندارد SD از Arduino به خوبی کار نمی کردند | برای بارگیری کتابخانه Sdfat اینجا را کلیک کنید

شما می توانید برد را با استفاده از جک DC و با اعمال ولتاژ بین 7 تا 12 ولت به آردوینو ، که سایر اجزا را از طریق VCC 5 ولت تغذیه می کند ، تغذیه کنید.

مرحله 4: PCB وارد شد:

حامی این پروژه

حامی این پروژه PCBGOGO است که 10 PCB را برای این پروژه به ما تحویل داد. PCBGOGO PCB های با کیفیت بالا را در زمان بسیار کوتاهی تولید می کند و آنها را نیز بسیار سریع تحویل می دهد. بنابراین ، اگر می خواهید پروژه خود را حرفه ای کنید ، در بارگذاری فایل های Gerber خود در PCBGOGO تردید نکنید تا 10 PCB را با قیمت بسیار پایین دریافت کنید.

مرحله 5: نمایش ویدیوی پروژه

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