Arduino Kullanarak Aşırı Akım Kesme Güç Kaynağı

Bu yazıda, yük boyunca akım akışı önceden belirlenmiş eşik seviyesini aşarsa, beslemeyi otomatik olarak kesecek bir pil eleyici / DC değişken güç kaynağı oluşturacağız.

Girish Radhakrishanan tarafından

Ana Teknik Özellikler

Arduino kullanılarak önerilen aşırı akım kesme güç kaynağı devresi, voltaj, akım, güç tüketimi ve önceden ayarlanmış eşik akım sınırını gerçek zamanlı olarak göstermek için kullanılan 16 X 2 LCD ekrana sahiptir.

Elektronik meraklısı olarak prototiplerimizi değişken voltajlı bir güç kaynağı üzerinde test ediyoruz. Çoğumuz, ne voltaj ölçme / akım ölçme özelliği ne de kısa devre ya da yerleşik aşırı akım koruması olmayan ucuz bir değişken güç kaynağına sahibiz.

Bunun nedeni, bahsedilen özelliklere sahip güç kaynağının cüzdanınıza bomba atması ve hobi kullanımı için gereğinden fazla kullanılmasıdır.

Kısa devre ve aşırı akım akışı, yeni başlayanlar için profesyoneller için bir sorundur ve yeni başlayanlar, deneyimsizliklerinden dolayı buna daha sık meyillidirler, güç kaynağının kutuplarını tersine çevirebilir veya bileşenleri yanlış şekilde bağlayabilir vb.

Bunlar, devre boyunca akımın alışılmadık derecede yüksek olmasına neden olabilir, bu da yarı iletken ve pasif bileşenlerde termal kaçışa neden olarak değerli elektronik bileşenlerin tahrip olmasına neden olabilir. Bu durumlarda ohm kanunu bir düşmana dönüşür.

Hiç kısa devre veya kızarmış devre yapmadıysanız, tebrikler! Elektronikte mükemmel olan birkaç kişiden birisiniz veya elektronikte asla yeni bir şey denemiyorsunuz.

Önerilen güç kaynağı projesi, elektronik bileşenleri bu tür kızartma tahribatından koruyabilir; bu, ortalama bir elektronik hobisi için yeterince ucuz ve başlangıç ​​seviyesinin biraz üzerinde olanlar için bir tane inşa etmek için yeterince kolay olacaktır.

Dizayn

Güç kaynağında 3 potansiyometre bulunur: biri LCD ekran kontrastını ayarlamak için, biri 1,2 V ila 15 V arasında değişen çıkış voltajını ayarlamak için ve son potansiyometre 0 ila 2000 mA veya 2 Amper arasında değişen akım sınırını ayarlamak için kullanılır.

LCD ekran sizi her saniye dört parametre ile güncelleyecektir: voltaj, akım tüketimi, önceden ayarlanmış akım sınırı ve yük tarafından tüketilen güç.

Yük yoluyla akım tüketimi miliamper cinsinden gösterilecek, önceden ayarlanmış akım sınırı miliamper cinsinden görüntülenecek ve güç tüketimi mili-watt cinsinden görüntülenecektir.
Devre 3 bölüme ayrılmıştır: güç elektroniği, LCD ekran bağlantısı ve güç ölçüm devresi.

Bu 3 aşama okuyucuların devreyi daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir. Şimdi çıkış voltajını kontrol eden güç elektroniği bölümüne bakalım.

Şematik diyagram:

Voltajı düşürmek için 12v-0-12v / 3A transformatör kullanılacak, 6A4 diyotlar AC'yi DC voltajına dönüştürecektir ve 2000uF kapasitör diyotlardan gelen dalgalı DC beslemesini yumuşatacaktır.

LM 7809 sabit 9V regülatör, düzenlenmemiş DC'yi düzenlenmiş 9V DC kaynağına dönüştürecektir. 9V kaynağı Arduino ve röleye güç sağlayacaktır. Arduino’nun giriş beslemesi için bir DC jakı kullanmayı deneyin.

Çıkış voltajı için iyi kararlılık sağlayan bu 0.1 uF seramik kapasitörleri atlamayın.

LM 317, bağlanacak yük için değişken çıkış voltajı sağlar.

4.7K ohm potansiyometreyi döndürerek çıkış voltajını ayarlayabilirsiniz.

Bu güç bölümünü tamamlıyor.

Şimdi ekran bağlantısını görelim:

Bağlantı Ayrıntıları

Burada çok fazla açıklanacak bir şey yok, sadece Arduino ve LCD ekranı devre şemasına göre bağlayın. Daha iyi görüntüleme kontrastı için 10K potansiyometreyi ayarlayın.

Yukarıdaki ekran, bahsedilen dört parametre için örnek okumaları gösterir.

Güç Ölçüm Aşaması

Şimdi güç ölçüm devresini detaylı olarak görelim.

Güç ölçüm devresi, voltmetre ve ampermetreden oluşur. Arduino, devre şemasına göre direnç ağını bağlayarak aynı anda voltaj ve akımı ölçebilir.

Yukarıdaki Tasarım için Röle Bağlantı Detayları:

Yük boyunca akım akışını ölçmek için kullanılacak 2,5 ohm şönt direnç oluşturan paralel dört 10 ohm direnç. Dirençlerin her biri en az 2 watt olmalıdır.

10k ohm ve 100k ohm dirençler, Arduino'nun yükteki voltajı ölçmesine yardımcı olur. Bu direnç, normal watt değerine sahip bir direnç olabilir.

Arduino tabanlı ampermetre ve voltmetrenin çalışması hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız şu iki bağlantıya göz atın:

Voltmetre: https://homemade-circuits.com/2016/09/how-to-make-dc-voltmeter-using-arduino.html

Ampermetre: https://homemade-circuits.com/2017/08/arduino-dc-digital-ammeter.html

Çıkışta maksimum akım seviyesini ayarlamak için 10K ohm potansiyometre sağlanmıştır. Yük boyunca akım akışı önceden ayarlanmış akımı aşarsa, çıkış beslemesi kesilecektir.
Ekranda önceden ayarlanmış seviyeyi görebilirsiniz, “LT” (Limit) olarak bahsedilecektir.

Örneğin, sınırı 200 olarak ayarlarsanız, 199mA'ya kadar akım verecektir. Akım tüketimi 200 mA'ya eşit veya üzerine çıkarsa, çıkış hemen kesilecektir.

Çıkış, Arduino # 7 pimi tarafından açılır ve kapatılır. Bu pin yüksek olduğunda, transistör, yük için pozitif kaynağı ileten ortak ve normalde açık pinleri bağlayan röleye enerji verir.

IN4007 diyotu, röle AÇIK ve KAPALI konuma getirilirken yüksek gerilimli geri EMF'yi röle bobininden emer.

Program kodu:

//------------------Program Developed by R.GIRISH------------------//
#include
#define input_1 A0
#define input_2 A1
#define input_3 A2
#define pot A3
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2)
int Pout = 7
int AnalogValue = 0
int potValue = 0
int PeakVoltage = 0
int value = 0
int power = 0
float AverageVoltage = 0
float input_A0 = 0
float input_A1 = 0
float output = 0
float Resolution = 0.00488
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000
float R2 = 10000
unsigned long sample = 0
int threshold = 0
void setup()
{
lcd.begin(16,2)
Serial.begin(9600)
pinMode(input_3, INPUT)
pinMode(Pout, OUTPUT)
pinMode(pot, INPUT)
digitalWrite(Pout, HIGH)
}
void loop()
{
PeakVoltage = 0
value = analogRead(input_3)
vout = (value * 5.0) / 1024
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin <0.10)
{
vin = 0.0
}
for(sample = 0 sample <5000 sample ++)
{
AnalogValue = analogRead(input_1)
if(PeakVoltage {
PeakVoltage = AnalogValue
}
else
{
delayMicroseconds(10)
}
}
input_A0 = PeakVoltage * Resolution
PeakVoltage = 0
for(sample = 0 sample <5000 sample ++)
{
AnalogValue = analogRead(input_2)
if(PeakVoltage {
PeakVoltage = AnalogValue
}
else
{
delayMicroseconds(10)
}
}
potValue = analogRead(pot)
threshold = map(potValue, 0, 1023, 0, 2000)
input_A1 = PeakVoltage * Resolution
output = (input_A0 - input_A1) * 100
output = output * 4
power = output * vin
while(output >= threshold || analogRead(input_1) >= 1010)
{
digitalWrite(Pout, LOW)
while(true)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Power Supply is')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Disconnected.')
delay(1500)
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Press Reset the')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Button.')
delay(1500)
}
}
while(output >= threshold || analogRead(input_2) >= 1010)
{
digitalWrite(Pout, LOW)
while(true)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Power Supply is')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Disconnected.')
delay(1500)
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Press Reset the')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Button.')
delay(1500)
}
}
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('V=')
lcd.print(vin)
lcd.setCursor(9,0)
lcd.print('LT=')
lcd.print(threshold)
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('I=')
lcd.print(output)
lcd.setCursor(9,1)
lcd.print('P=')
lcd.print(power)
Serial.print('Volatge Level at A0 = ')
Serial.println(analogRead(input_1))
Serial.print('Volatge Level at A1 = ')
Serial.println(analogRead(input_2))
Serial.print('Voltage Level at A2 = ')
Serial.println(analogRead(input_3))
Serial.println('------------------------------')
}

//------------------Program Developed by R.GIRISH------------------//

Şimdiye kadar, sizi değerli elektronik bileşenleri ve modülleri koruyan bir güç kaynağı oluşturmak için yeterli bilgi edinmiş olacaksınız.

Arduino kullanarak bu aşırı akım kesme güç kaynağı devresiyle ilgili herhangi bir sorunuz varsa, yorum bölümünde sormaktan çekinmeyin, hızlı bir yanıt alabilirsiniz.