Skakelaar vir outomatiese laai (vakuum) met ACS712 en Arduino: 7 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Haai almal, Om 'n elektriese werktuig in 'n geslote ruimte te bestuur, is 'n gewoel, want al die stof wat in die lug ontstaan en stof in die lug, beteken stof in jou longe. Die bestuur van u winkelvak kan 'n deel van die risiko uitskakel, maar dit is 'n pyn om dit aan en af te sit elke keer as u 'n instrument gebruik.

Om hierdie pyn te verlig, het ek hierdie outomatiese skakelaar gebou wat 'n Arduino met 'n stroomsensor huisves om te sien wanneer 'n elektriese werktuig loop en die stofsuier outomaties aanskakel. Vyf sekondes nadat die gereedskap stop, stop die vakuum ook.

Voorrade

Vir die maak van hierdie skakelaar het ek die volgende komponente en materiale gebruik:

• Arduino Uno -
• ACS712 huidige sensor -
• Attiny85 -
• IC Socket -
• Solid State Relay -
• 5V meganiese relais -
• HLK -PM01 5V -kragtoevoer -
• Prototipe PCB -
• Draad -
• Dupont -kabels -
• Plastiekomhulsel -
• Soldeerbout -
• Soldeer -
• Draadknipsels -

Stap 1: Sensering van die stroom met ACS712

Die ster van die projek is hierdie ACS712 -stroomsensor wat volgens die Hall -effekbeginsel werk. Die stroom wat deur die skyfie vloei, genereer 'n magnetiese veld wat 'n saal -effek sensor dan lees en 'n spanning aflei wat eweredig is aan die stroom wat daardeur vloei.

As daar geen stroom vloei nie, is die uitgangsspanning die helfte van die ingangsspanning en aangesien dit wisselstroom sowel as GS meet wanneer die stroom in een rigting vloei, word die spanning hoër, terwyl die spanning laer word wanneer die stroom van rigting verander.

As ons die sensor aan 'n Arduino koppel en die uitset van die sensor teken, kan ons hierdie gedrag volg wanneer ons die stroom wat deur 'n gloeilamp vloei, meet.

As ons die waardes op die skerm van nader beskou, kan ons agterkom dat die sensor regtig sensitief is vir geraas, hoewel dit baie goeie metings lewer, maar dit kan nie gebruik word in situasies waar presisie vereis word nie.

In ons geval het ons net algemene inligting nodig as 'n beduidende stroom vloei of nie, sodat ons nie geraak word deur die geraas wat dit opneem nie.

Stap 2: Behoorlike meting van wisselstroom

Die skakelaar wat ons bou, sal wisselstroomtoestelle aanvoel, dus moet ons wisselstroom meet. As ons die huidige waarde van die stroom wat bloot wil meet, kan ons op enige gegewe tydstip meet, en dit kan ons 'n verkeerde aanduiding gee. As ons byvoorbeeld meet op die hoogtepunt van die sinusgolf, sal ons 'n hoë stroomvloei registreer en dan sal ons die vakuum aanskakel. As ons egter meet by die nulpunt, sal ons geen stroom registreer nie en aanvaar ons verkeerdelik dat die instrument nie aan is nie.

Om hierdie probleem te verminder, moet ons gedurende 'n sekere tydperk die waardes verskeie kere meet en die hoogste en laagste waardes vir die stroom identifiseer. Ons kan dan die verskil tussen dit bereken en met behulp van die formule in die beelde die ware RMS -waarde vir die stroom bereken.

Die ware RMS -waarde is die ekwivalente gelykstroom wat in dieselfde stroombaan moet vloei om dieselfde kraguitset te lewer.

Stap 3: Bou 'n prototipe -stroombaan

Om met die sensor te begin meet, moet ons een van die verbindings met die las breek en die twee terminale van die ACS712 -sensor in serie met die las plaas. Die sensor word dan van 5V vanaf die Arduino gevoed en die uitsetpen daarvan is gekoppel aan 'n analoog ingang op die Uno.

Vir die beheer van die winkelvak, benodig ons 'n relais om die uitsetprop te beheer. U kan 'n solid-state relais of 'n meganiese relais gebruik soos ek gebruik, maar maak seker dat dit volgens die krag van u winkelvak is. Ek het tans nie 'n enkele kanaal relais gehad nie, so ek sal hierdie 2 -kanaal relay module vir eers gebruik en later vervang.

Die uitsetprop vir die winkelvak sal deur die relais en die normaalweg oopgemaakte kontak gekoppel word. Sodra die relais AAN is, sal die kring gesluit word en die winkelvak outomaties aangeskakel word.

Die aflos word tans deur pen 7 op die Arduino beheer, dus wanneer ons agterkom dat daar 'n stroom deur die sensor vloei, kan ons die pen laag trek en dit kan die vakuum aanskakel.

Stap 4: Kode -verduideliking en funksies

'N Baie goeie funksie wat ek ook by die kode van die projek gevoeg het, is 'n effense vertraging om die vakuum nog 5 sekondes aan die gang te hou nadat die instrument gestop is. Dit sal regtig help met die oorblywende stof wat ontstaan terwyl die instrument heeltemal stop.

Om dit in die kode te bereik, gebruik ek twee veranderlikes waar ek eers die huidige millies -tyd kry wanneer die skakelaar aangeskakel word, en ek werk dan die waarde op elke iterasie van die kode by terwyl die instrument aan is.

As die instrument afskakel, kry ons nou weer die huidige millieswaarde, en dan kyk ons of die verskil tussen die twee groter is as ons gespesifiseerde interval. As dit waar is, skakel ons die relais uit en werk ons die vorige waarde by met die huidige waarde.

Die belangrikste metingsfunksie in die kode word meet genoem, en daarin aanvaar ons eers die minimum en maksimum waardes vir die pieke, maar om seker te maak dat hulle verander kan word, neem ons omgekeerde waardes aan waar 0 die hoë piek is en 1024 die lae piek.

In die loop van die hele intervalperiode wat deur die iterations -veranderlike gedefinieer word, lees ons die waarde van die insetsein en werk ons die werklike minimum en maksimum waardes vir die pieke by.

Uiteindelik bereken ons die verskil en hierdie waarde word dan gebruik met die RMS -formule van vooraf. Hierdie formule kan vereenvoudig word deur eenvoudig die piekverskil met 0,3536 te vermenigvuldig om die RMS -waarde te kry.

Elke weergawe van die sensor vir verskillende ampère het 'n ander gevoeligheid, dus moet hierdie waarde weer vermenigvuldig word met 'n koëffisiënt wat bereken word uit die ampère van die sensor.

Die volledige kode is beskikbaar op my GitHub-bladsy en die aflaai-skakel is hieronder

Stap 5: Verklein die elektronika (opsioneel)

Op hierdie stadium word die elektroniese en kode -deel van die projek basies gedoen, maar dit is nog nie baie prakties nie. Die Arduino Uno is ideaal vir prototipes soos hierdie, maar dit is feitlik omvangryk, so ons benodig 'n groter omhulsel.

Ek wou al die elektronika in hierdie plastiek passtuk met 'n paar mooi kappies vir die punte pas, en om dit te kan doen, moet ek die elektronika verklein. Uiteindelik moes ek vir eers 'n groter omhulsel gebruik, maar sodra ek die kleiner aflosbord kry, skakel ek dit oor.

Die Arduino Uno word vervang met 'n Attiny85 -chip wat met die Uno geprogrammeer kan word. Die proses is eenvoudig en ek sal probeer om 'n aparte handleiding daarvoor te gee.

Om die behoefte aan eksterne krag te verwyder, gebruik ek hierdie HLK-PM01-module wat AC na 5V omskakel en 'n baie klein voetspoor het. Al die elektronika word op 'n dubbelzijdige prototipe PCB geplaas en met drade verbind.

Die finale skema is beskikbaar op EasyEDA en die skakel daarna kan hieronder gevind word.

Stap 6: Pak die elektronika in 'n boks

Die finale bord is beslis nie my beste werk nie, want dit het 'n bietjie morsiger geword as wat ek wou hê. Ek is seker dat dit lekkerder sal wees as ek meer tyd daaraan spandeer, maar die belangrikste is dat dit gewerk het en aansienlik kleiner is as wat dit met die Uno was.

Om dit alles in te pak, het ek eers 'n paar kabels aan die ingangs- en uitvoerproppe geïnstalleer wat ongeveer 20 cm lank is. As omhulsel het ek die passtuk opgegee, want dit was uiteindelik te klein, maar ek het daarin geslaag om alles in 'n aansluitkas te plaas.

Die ingangskabel word dan deur die gat gevoer en op die ingangsterminal op die bord gekoppel, en dieselfde word aan die ander kant gedoen waar die twee kabels nou verbind is. Die een uitset is vir die winkelvak en die ander vir die gereedskap.

Met alles verbonde, het ek seker gemaak om die skakelaar te toets voordat ek alles in die omhulsel sit en dit met die deksel sluit. Die passtuk sou 'n mooier omhulsel gewees het, aangesien dit die elektronika sal beskerm teen vloeistowwe of stof wat in my werkswinkel kan beland, so sodra ek die nuwe aflosbord het, sal ek alles daarheen skuif.

Stap 7: geniet dit

Om hierdie outomatiese skakelaar te gebruik, moet u eers die ingangskoppelstuk in 'n muuraansluiting of 'n verlengkabel aansluit, soos in my geval, en dan moet die gereedskap en die winkelstekker in die regte stekkers gekoppel word.

As die gereedskap begin word, word die vakuum outomaties aangeskakel en sal dit nog 5 sekondes aanhou voordat dit outomaties uitskakel.

Ek hoop dat u daarin geslaag het om iets uit hierdie instruksies te leer, so druk die gunsteling -knoppie as u daarvan hou. Ek het baie ander projekte wat u kan besoek en moenie vergeet om op my YouTube -kanaal in te teken nie, sodat u nie my volgende video's kan misloop nie.

Sterkte en dankie vir die lees!