สารบัญ:
2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12
สวัสดี หวังว่าคุณจะทำได้ดีและในบทช่วยสอนนี้ ฉันจะแสดงให้คุณเห็นว่าฉันสร้างเซ็นเซอร์ปัจจุบันสำหรับ Arduino โดยใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐานและการแบ่งแบบทำเองได้อย่างไร การแบ่งนี้สามารถจัดการกับกระแสขนาดใหญ่ได้อย่างง่ายดายประมาณ 10-15 แอมป์ ความแม่นยำก็ค่อนข้างดีเช่นกัน และฉันก็ได้ผลลัพธ์ที่ดีมากในขณะที่วัดกระแสต่ำที่ประมาณ 100mA
เสบียง
- Arduino Uno หรือเทียบเท่าและสายการเขียนโปรแกรม
- OP- แอมป์ LM358
- สายจัมเปอร์
- ตัวต้านทาน 100 KOhm
- ตัวต้านทาน 220 KOhm
- ตัวต้านทาน 10 โอห์ม
- บอร์ด Veroboard หรือ Zero PCB
- ปัด (8 ถึง 10 มิลลิโอห์ม)
ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมชิ้นส่วนที่จำเป็น
ส่วนประกอบหลักที่คุณต้องการสำหรับบิลด์นี้คือ Shunt พร้อมกับ IC แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน สำหรับแอปพลิเคชันของฉัน ฉันใช้ IC LM358 ซึ่งเป็น DIP IC แบบคู่ OP-AMP 8 พิน ซึ่งฉันใช้แอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานเพียงตัวเดียว คุณจะต้องใช้ตัวต้านทานสำหรับวงจรแอมพลิฟายเออร์ที่ไม่กลับด้าน ฉันได้เลือก 320K และ 10K เป็นแนวต้านของฉัน ทางเลือกของความต้านทานของคุณขึ้นอยู่กับปริมาณของเกนที่คุณต้องการทั้งหมด ตอนนี้ OP-AMP กำลังถูกขับเคลื่อนโดย 5 โวลต์ของ Arduino ดังนั้นเราจึงต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันเอาต์พุตจาก OP-AMP เมื่อกระแสเต็มไหลผ่าน shunt ควรน้อยกว่า 5 โวลต์ ควรใช้ 4 โวลต์เพื่อรักษาระยะขอบของข้อผิดพลาด หากเราเลือกเกนที่สูงมากพอสำหรับค่ากระแสที่ต่ำกว่า OP-AMP จะเข้าสู่บริเวณความอิ่มตัวและให้เพียง 5 โวลต์ที่เกินกว่าค่าปัจจุบันใดๆ ดังนั้นต้องแน่ใจว่าได้เลือกค่าเกนของแอมพลิฟายเออร์อย่างเหมาะสม คุณจะต้องใช้ PCB ต้นแบบหรือเขียงหั่นขนมเพื่อลองวงจรนี้ สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ ฉันใช้ Arduino UNO เพื่อรับอินพุตจากเอาต์พุตแอมพลิฟายเออร์ คุณสามารถเลือกบอร์ด Arduino ที่เทียบเท่าที่คุณต้องการได้
ขั้นตอนที่ 2: สร้างตัวต้านทาน Shunt ของคุณเอง
หัวใจหลักของโครงการคือตัวต้านทาน shunt ที่ใช้เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าตกเล็กน้อย คุณสามารถทำการแบ่งนี้ได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องยุ่งยากมากนัก หากคุณมีลวดเหล็กหนาทึบ คุณสามารถตัดลวดเส้นนั้นตามความยาวที่เหมาะสมและใช้เป็นเส้นแบ่งได้ อีกทางเลือกหนึ่งคือการกอบกู้ตัวต้านทาน shunt จากมัลติมิเตอร์ที่เก่าหรือเสียหายดังที่แสดงไว้ที่นี่ ช่วงปัจจุบันที่คุณต้องการวัดส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับค่าของตัวต้านทาน shunt โดยทั่วไป คุณสามารถใช้การแบ่งตามลำดับ 8 ถึง 10 มิลลิโอห์ม
ขั้นตอนที่ 3: แผนภาพวงจรของโครงการ
นี่คือทฤษฎีทั้งหมดในรูปแบบฤดูร้อนและแผนภาพวงจรของโมดูลเซ็นเซอร์ปัจจุบันซึ่งแสดงการใช้งานการกำหนดค่าแบบไม่กลับด้านของ OP-AMP ที่ให้อัตราขยายที่จำเป็น ฉันยังติดตัวเก็บประจุ 0.1uF ที่เอาต์พุตของ OP-AMP เพื่อทำให้แรงดันเอาต์พุตเรียบขึ้น และลดสัญญาณรบกวนความถี่สูงหากอาจเกิดขึ้น
ขั้นตอนที่ 4: นำทุกอย่างมารวมกัน…
ในที่สุดก็ถึงเวลาที่จะทำให้โมดูลเซ็นเซอร์ปัจจุบันออกจากส่วนประกอบเหล่านี้ สำหรับสิ่งนี้ ฉันตัดเวโรบอร์ดชิ้นเล็กๆ ออกแล้วจัดเรียงส่วนประกอบของฉันในลักษณะที่ฉันสามารถหลีกเลี่ยงการใช้สายจัมเปอร์หรือคอนเนคเตอร์ใดๆ และวงจรทั้งหมดสามารถเชื่อมต่อโดยใช้ข้อต่อประสานโดยตรง สำหรับการเชื่อมต่อของโหลดผ่านตัวแบ่ง ฉันใช้ขั้วต่อแบบสกรู ซึ่งทำให้การเชื่อมต่อเรียบร้อยยิ่งขึ้น และในขณะเดียวกันก็ทำให้เปลี่ยน/เปลี่ยนโหลดต่างๆ ที่ฉันต้องการวัดกระแสได้ง่ายขึ้นมาก ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้เลือกขั้วสกรูที่มีคุณภาพดีซึ่งสามารถรองรับกระแสไฟขนาดใหญ่ได้ ฉันได้แนบรูปภาพบางส่วนของกระบวนการบัดกรีและอย่างที่คุณเห็นร่องรอยการบัดกรีออกมาค่อนข้างดีโดยไม่ต้องใช้จัมเปอร์หรือขั้วต่อสายไฟ ทำให้โมดูลของฉันทนทานยิ่งขึ้น เพื่อให้คุณได้เห็นภาพว่าโมดูลนี้เล็กเพียงใด ฉันจึงเก็บมันไว้พร้อมกับเหรียญรูปีอินเดีย 2 รูปีและขนาดเกือบจะเทียบได้ ขนาดที่เล็กนี้ช่วยให้คุณสามารถปรับโมดูลนี้ในโครงการของคุณได้อย่างง่ายดาย หากคุณสามารถใช้ส่วนประกอบ SMD ได้ ขนาดก็จะลดลงได้
ขั้นตอนที่ 5: การปรับเทียบเซ็นเซอร์เพื่อให้การอ่านถูกต้อง
หลังจากสร้างโมดูลทั้งหมดแล้ว จะมีส่วนที่ยุ่งยากเล็กน้อย การปรับเทียบหรือสร้างโค้ดที่จำเป็นเพื่อวัดค่าที่ถูกต้องของกระแส โดยพื้นฐานแล้ว เรากำลังคูณแรงดันตกคร่อมของ shunt เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่ขยาย ซึ่งสูงพอสำหรับฟังก์ชัน Arduino analogRead() เพื่อลงทะเบียน ตอนนี้ความต้านทานคงที่ แรงดันเอาต์พุตจะเป็นเส้นตรงเมื่อเทียบกับขนาดของกระแสที่ไหลผ่านตัวแบ่ง วิธีง่าย ๆ ในการปรับเทียบโมดูลนี้คือการใช้มัลติมิเตอร์จริงเพื่อคำนวณค่าของกระแสที่ไหลผ่านวงจรที่กำหนด สังเกตค่าของกระแสนี้โดยใช้ Arduino และฟังก์ชันมอนิเตอร์แบบอนุกรม ดูว่าค่าแอนะล็อกที่กำลังมาคืออะไร (ตั้งแต่ 0 ถึง 1023 ใช้ตัวแปรเป็นประเภทข้อมูล float เพื่อรับค่าที่ดีกว่า) ตอนนี้ เราสามารถคูณค่าแอนะล็อกนี้ด้วยค่าคงที่เพื่อให้ได้ค่ากระแสที่ต้องการ และเนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสเป็นเส้นตรง ค่าคงที่นี้จะเกือบเท่ากันสำหรับช่วงของกระแสทั้งหมด แม้ว่าคุณอาจต้องทำเล็กน้อย การปรับในภายหลัง คุณสามารถลองใช้ค่าปัจจุบันที่ทราบ 4-5 ค่าเพื่อรับค่าคงที่ของคุณ ฉันจะพูดถึงรหัสที่ฉันใช้สำหรับการสาธิตนี้
ขั้นตอนที่ 6: บทสรุปสุดท้าย
เซ็นเซอร์ปัจจุบันนี้ทำงานได้ดีในแอปพลิเคชันที่ใช้พลังงาน DC ส่วนใหญ่ และมีข้อผิดพลาดน้อยกว่า 70 mA หากปรับเทียบอย่างถูกต้อง แม้ว่าจะมีข้อจำกัดบางประการของการออกแบบนี้ ที่กระแสต่ำมากหรือสูงมาก การเบี่ยงเบนจากค่าจริงจะมีนัยสำคัญ ดังนั้นการแก้ไขโค้ดบางอย่างจึงจำเป็นสำหรับกรณีเขตแดน ทางเลือกหนึ่งคือการใช้เครื่องขยายสัญญาณ Instrumentation ซึ่งมีวงจรที่แม่นยำในการขยายแรงดันไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กมาก และยังสามารถใช้ที่ด้านสูงของวงจรได้อีกด้วย นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงวงจรได้โดยใช้ OP-AMP ที่มีสัญญาณรบกวนต่ำ สำหรับการใช้งานของฉันมันทำงานได้ดีและให้ผลลัพธ์ที่ทำซ้ำได้ ฉันกำลังวางแผนที่จะสร้าง wattmeter ซึ่งฉันจะใช้ระบบการวัดกระแสสลับนี้ หวังว่าพวกคุณจะสนุกกับการสร้างนี้
แนะนำ:
Flipperkonsole สำหรับ PC Flipper / Pinball Console สำหรับ PC Pinballs: 9 ขั้นตอน
Flipperkonsole สำหรับ PC Flipper / Pinball Console สำหรับ PC Pinballs: ใช้งานได้กับ USB พื้นฐาน เกมสำหรับ PC-Flipperkästen Die Spannungsversorgung erfolgt über das USB Kabel. Implementiert sind die beiden Flipper Buttons และ ein Startbutton Zusätzlich ist ein stossen von unten, von links และ von rechts implem
Sinking Vs Sourcing Current ใน Arduino: 3 ขั้นตอน
Sinking Vs Sourcing Current ใน Arduino: ในคำแนะนำนี้ เราจะดูความแตกต่างของการจัดหาและการจมกระแสผ่าน Arduino
Arduino TDCS Super Simples Transcranial Direct Current Stimulator (tDCS) DIY: 5 ขั้นตอน
Arduino TDCS Super Simples Transcranial Direct Current Stimulator (tDCS) DIY: Para fazer este tDCS ของ Arduino, ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุและอัลกัน cabosส่วนประกอบ Arduino Pino D13 กับ PWM (pode ser alterado) Pino A0 como entrada analógica (สำหรับข้อเสนอแนะของ corrente) Pino GND apenas สำหรับ GND.Resist
DIY High Current Motor Driver (h-bridge): 5 ขั้นตอน
DIY High Current Motor Driver (h-bridge): โปรเจ็กต์นี้คือการอัพเกรดมอเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในจักรยานสี่ล้อสำหรับเด็ก Power Wheels นี้ เปี่ยมด้วยประสิทธิภาพของ 12V mini-quad เราวางแผนที่จะอัปเกรดเป็นระบบ 24v ด้วยมอเตอร์แบบมีแปรง traxxis 775 ใหม่ 2 ตัว หลังจากค้นคว้าวิจัยเชิงพาณิชย์
3.3V Mod สำหรับ Ultrasonic Sensors (เตรียม HC-SR04 สำหรับ 3.3V Logic บน ESP32/ESP8266, Particle Photon ฯลฯ): 4 ขั้นตอน
3.3V Mod สำหรับ Ultrasonic Sensors (เตรียม HC-SR04 สำหรับ 3.3V Logic บน ESP32/ESP8266, Particle Photon, ฯลฯ.): TL;DR: บนเซนเซอร์ ตัดร่องรอยไปที่ Echo pin จากนั้นเชื่อมต่อใหม่โดยใช้ a ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า (Echo trace -> 2.7kΩ -> Echo pin -> 4.7kΩ -> GND) แก้ไข: มีการถกเถียงกันว่า ESP8266 นั้นทนทานต่อ GPIO 5V จริงหรือไม่ใน