Измерение переменного напряжения ардуино: Вольтметр переменного тока на Arduino Uno: схема и программа

Arduino: Мультиметр

Статья проплачена кошками — всемирно известными производителями котят.

Если статья вам понравилась, то можете поддержать проект.

Для измерения силы ток, напряжения, сопротивления и прочих действий используется универсальный прибор — мультиметр. Основные приёмы работы с мультиметром совпадают у всех моделей. Я буду рассказывать на примере очень распространённой модели среди начинающих — DT838. Рассматривать его будем в качестве ардуинщика.

К мультиметру прилагаются два щупа с красным и чёрным проводом. Чёрный провод всегда вставляется в гнездо COM, а красный в один из двух (или трёх) гнёзд. Как правило, одно из таких гнёзд служит для измерения больших токов и имеет обозначение 10A и нам вряд ли пригодится. Второе гнездо по соседству с COM позволяет измерять сопротивление, малый ток, напряжение. Поэтому используем два соседних гнезда в своих экспериментах.

Для выбора диапазона измерений используется дисковый переключатель. Каждая позиция переключателя соответствует определённому числу, которое означает «не больше чем». Смотри описание измерения напряжения. Если вы выбрали неправильный диапазон, то тестер отобразит сообщение об ошибке. Измените положение переключателя и выполните измерение снова.

Прозвонка

Для прозвонки или простой проверки работы мультиметра достаточно установить режим прозвонки и соединить два щупа. При этом раздаётся звук на некоторых моделях. У меня никаких звуков не было из-за слабых значений. Второй вариант — установите на макетной плате светодиод с резистором и соедините его с батареей. Теперь уберите провода от батареи и приставьте красный щуп к ножке резистора, а чёрный щуп к ножке светодиода — светодиод должен загореться, так как мультиметр работает как источник тока.

Измеряем напряжение

Измерять можно напряжение постоянного и переменного тока. Не путайте эти настройки.

Измерим напряжение у батарейки. Установите регулятор в значение 20 В (наиболее близкое значение к стандартным 9-вольтовым батарейкам типа Крона) и присоедините щупы к полюсам в любом порядке. Если вы присоедините неправильно, то перед показаниями будет стоять знак минуса. Так вы можете быстро определить полярность у батареек.

Попробуем измерить напряжение в собранной схеме. Сделаем простую схему со светодиодом и резистором, питание будем подавать из вывода 5 V. В этом случае нам не придётся писать скетч, светодиод загорится и так из-за наличия тока.

Установите регулятор снова на положение 20 В и щупы вставьте в отверстия макетной платы (на рисунке показаны красной и чёрной точками). Должно показать 5 В. Переставьте провод на 3.3 В и снова измерьте напряжение. Возможны небольшие погрешности, но в целом должно показывать правильно.

Мы измерили общее напряжение цепи. Теперь приставьте щупы к разным ножкам резистора и снимите показания. Затем присоедините щупы к ножкам светодиода и снова снимите показания. Значения будут отличаться на разных участках цепи. У меня показало 2.15 и 2.85 соответственно, что в сумме даёт тоже 5 Вольт.

Измеряем сопротивление

Для измерения сопротивления у резисторов установите подходящее значение, например, 20К и приложите щупы к концам резистора. Проверьте, совпадает ли значение с вашими показаниями.

После всех измерений не забывайте выключать его, чтобы не разряжать батарею.

Измеряем силу тока

Ардуинщикам почти не приходится измерять силу тока. Но если придётся, то используйте значок A. Подключается в разрыв цепи.

Отрицательный кабель чёрного цвета остаётся всегда в гнезде с подписью «COM». Кабель красного цвета вставляется в гнездо, предназначенное для измерения тока. Как правило, для измерения тока есть два гнезда, одно обозначено «10 А» (или «20 А»), другое обозначено «мА» (или «мА/μA»). Вначале необходимо решить, какой диапазон измерений выбрать. Каким будет ток в цепи? Начинают с самого высокого диапазона измерений и после этого, по возможности, переходят к меньшим (и более точным) диапазонам.

Как правило, максимально допустимая сила тока для бытового мультиметра составляет 10 ампер (реже – 20 А), и для измерения тока силой до 10 А есть гнездо с обозначением «10 A». Вставьте в него красный кабель. Выберите диапазон измерения постоянного тока до 10 А. Если позднее понадобится измерить более низкие диапазоны измерений, то необходимо ещё раз переключить провод и вставить его в гнездо «мА/μA».

Даже опытные электронщики иногда забывают переключать провода, когда переходят от измерения напряжения к измерению силы тока (или наоборот). Если число на дисплее выглядит бессмыслицей, то это сразу бросается в глаза. Как правило, мультиметр не выходит из строя. Гораздо хуже измерять на диапазоне мА и через разъём мА силу тока, существенно большую. В этом случае зачастую перегорает внутренний плавкий предохранитель мультиметра.

Инструкция

1.Общие положения

Данный инструмент является портативным, с батарейным питанием цифровым мультиметром с 3 1/2 — разрядным индикатором для измерения постоянного и переменного напряжения, температуры, проверки диодов, транзисторов и прозвонки цепей.

2.Технические характеристики

Постоянное напряжение

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗОК: 200 В эфф. на пределе 200 мВ и 1000 В

пост. или 750 В эфф. переменного тока на остальных пределах.

Переменное напряжение

КАЛИБРОВКА: Среднее, калиброванное в эфф. значениях синусоидального сигнала.

ДИАПАЗОН: 45 Гц — 450 Гц.

Постоянный ток

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗОК: 200 мА 250 В — плавкий предохранитель, предел 10 А без предохранителя.

ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ :200 мВ

Сопротивление

МАКС. НАПРЯЖ. НА РАЗОМКН. ЩУПАХ: 2,8 В.

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗОК: 15 сек. максимум 220В на всех пределах.

Звуковая прозвонка

ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕГРУЗОК: 15 сек. 220В максимум, звучит сигнал./p>

Измерение температуры

Тестовый сигнал частотой 50 Герц и амплитудой 5 вольт

2. Комплектация

• Измерительные щупы
• Коробка
• Термопара типа К

3. Руководство по работе с мультиметром

1. Проверьте 9В батарею путем включения прибора. Если батарея разряжена, на дисплее возникнет знак [- +]. Если необходимо заменить батарею смотрите раздел «Уход за прибором»

2. Знак  ! Рядом с гнездами прибора предупреждает о том, что входные токи и напряжения не должны превышать указанных величин. Это сделано  для предотвращения повреждения схемы прибора.

3. Перед измерением необходимо переключатель установить на требуемый диапазон измерений.

4. Если предел измеряемого тока или напряжения заранее неизвестен , установите переключатель пределов на максимум и затем переключайте вниз по мере необходимости.

5. При возникновении на дисплее «1»(перегрузка) необходимо переключиться на верхний предел измерений.

3.1 Измерение постоянного напряжения

1.Вставьте красный щуп в гнездо «V,W,A» черный — в гнездо «СОМ»

2.Установите переключатель в положение V= и подсоедините концы щупов к измеряемому источнику напряжений. Полярность напряжения на дисплее при этом будет соответствовать полярности напряжения на красном щупе.

Замечание! Не подключайте прибор к напряжению более 1000В. Индикация возможна и на больших напряжениях, но при этом есть опасность повреждения схемы прибора.

3.2 Измерение переменного напряжения

1.Вставьте красный щуп в гнездо «V,W,A» черный — в гнездо «СОМ»

2.Установите переключатель в положение V= и подсоедините концы щупов к измеряемому источнику напряжений.

Замечание! Не подключайте прибор к напряжению более 700В. Индикация возможна и на больших напряжениях, но при этом есть опасность повреждения схемы прибора.

3.3 Измерение постоянного тока

1.Подключите черный провод к разъему CОМ, а красный к разъему mA для токов до 200мА. Для токов максимум до 20А подключить красный щуп к гнезду 20А

2.Установите переключатель пределов в положение А= и подсоедините концы щупов последовательно с нагрузкой. Полярность тока на дисплее при этом будет соответствовать полярности на красном щупе.

Замечание! Максимальный входной ток равен 200mA или 20А в зависимости от используемого гнезда. Превышение предельных значений вызовет выгорание предохранителя, что потребует его замены. Заменять предохранитель следует аналогичным на ток не более 200мА. Несоблюдение этих требований может привести к повреждению схемы. Вход 20А не защищен. Максимальное падение напряжения 200мВ.

3.4 Измерение сопротивлений

1.Вставьте красный щуп в гнездо «V, W,A» черный — в гнездо «СОМ».

2. Установите переключатель на требуемый диапазон и подсоедините концы щупов к измеряемому сопротивлению.

Замечание

1. Если величина измеряемого сопротивления превышает максимальное значение диапазонов, на котором производиться измерение, индикатор высветит «1». Выберите больший предел измерений. Для сопротивлений 1МОм и выше время установления показаний составляет несколько секунд. Это нормально для измерения больших сопротивлений.

2. Когда цепь разомкнута, на дисплее будет выводиться «1»

3. При изменении сопротивлений в схеме убедитесь, что схема обесточена и все конденсаторы полностью разряжены.

4. Напряжение разомкнутой цепи на пределе 200М равно 3В. При замкнутых накоротко, концах на этом пределе дисплей показывает 1,0+-0,1МОм, это нормально. При измерении сопротивления в 10МОм дисплей будет показывать 11Мом, при изменении сопротивления в 100МОм дисплей будет показывать 101МОм. 1,0 (+-0,1) является константой, которая должна вычитаться из показаний.

3.5 Проверка диодов и звуковая прозвонка

1.Подключите красный провод к разъему «V, W» черный — к разъему «СОМ». (Полярность красного при этом будет «+».

2. Установите переключатель на предел«—|>|—» и подсоедините щупы к измеряемому диоду, дисплей покажет прямое падение напряжения на диоде.

3. Подсоедините щупы к двум точкам исследуемой цепи. Если сопротивление будет менее 5Ом зазвучит сигнал.

3.6 Измерение транзистора

1.Установите переключатель функций на диапазонh FE.

2. Определите тип транзистора: «NPN» или «PNP» и найти выводы эмиттера, базы и коллектора.

Вставьте выводы в соответствующие отверстия на передней панели.

3. На дисплее будет значение h FE при токе базы 10 мкА и напряжении коллектор-эмиттер 2,8В.

3.7 Измерение температуры

1.Установите переключатель функций на диапазон ТЕМР и воткните вилку термопары в разъем прибора.

2. Измерение внутренней температуры без термопары: установите переключатель функций на диапазон ТЕМП и считайте показания дисплея.

4.Уход за прибором

Замена батареи и предохранителя производится при выключенном питании и отсоединении концов от прибора.

4.1 Замена батареи

При необходимости замены батареи откройте заднюю крышку, выньте старую и поставьте аналогичную новую батарею.

4.2 Замена предохранителя

Если необходимо заменить предохранитель, используйте только предохранитель на 200мА, идентичных размеров.

Работаем с мультиметром

В комплект к мультиметру входят два щупа — с красным и чёрным проводом. Вилка чёрного щупа вставляется в гнездо с отметкой «COM» (от Common, общий). Вилка красного провода вставляется в соседнее гнездо с отметкой «V». Рядом может находиться ещё одно гнездо, которое тоже предназначено для красного щупа, но для измерения больших токов.

Щуп имеет острую иглу-наконечник, которым нужно касаться компонентов при выполнении электрических измерений. Наконечники не являются источником большого заряда, и не могут нанести вам травму (только не пораньтесь острым концом).

Каждая позиция переключателя соответствует определённому числу, которое означает «не больше чем». Например, при измерении напряжения батарейки номиналом 6 В, нужно использовать позицию 20, а не 2. Если вы выберете неправильную позицию, то мультиметр покажет ошибку, например, «E» (error), «L» (lapse), «1» (изучите документацию к вашему устройству). Измените положение переключателя и выполните измерение снова.

Сопротивление

Международным обозначением сопротивления является греческая буква Омега — Ω, в России используется «Ом». Соотвественно, таблица различных значений выглядит следующим образом.

Для измерения сопротивления нужно установить переключатель в позицию не меньше 100 КОм. А затем переключать в меньшие значения.

Напряжение

Международным обозначением напряжения является буква V, в России используется «В». Соотвественно, таблица различных значений выглядит следующим образом.

Сила тока

Международным обозначением силы тока является буква A, в России используется также «А». Соотвественно, таблица различных значений выглядит следующим образом.

Электрический ток в батарейках называется постоянным током (DC, direct current).

В домах в розетках переменный ток (AC, alternating current).

Реклама

WEB–монитор параметров электрической сети

/*ПРОГРАММА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 
Контроллер - Arduino Nano
Ethernet модуль - ENC28J60
Датчик тока - ACS712 30A GY-712
Трансформатор для измерения напряжения - 220/12В
  
Разработка - LIC CONTROL  http://lic.com.ua
Схема: http://lic.com.ua/article08.htm
Соединение Arduino Nano  ENC28J60
    D2  - INT
    D3  - RESET
    D10 - CS
    D11 - SI (ST)
    D12 - SO
    D13 - SCK
Соедините Arduino Nano и ENC28J60 по этой схеме.
Подключите Ethernet модуль в сеть.
Загрузите программу в контроллер, и в поисковой строке барузера наберите
http://192.168.100.10/ и нажмите Enter. 
Ваш компьютер должен быть обязательно подключен к Интернету.
Если вы сделали все правильно, появиться страничка с демонстрационными графиками.
После этого можно подключить датчик тока - ACS712 30A GY-712 и трансформатор и 
подобрать коэффициенты kI,kV для получения правильных данных.
Установите #define DEMO false когда будете измерять реальные данные 
*/
#include 
#define DEMO true //установите false для реального измерения
const char page1[] PROGMEM =
"\n"
"\n"
"\n"
"WEB MONITOR\n"
"\n"
"\n"
"\n"
"\n"
"\n"
;
const char page2[] PROGMEM =
"\n"
"\n"
"\n"
"

analog — Проблема с аналоговым выводом Arduino

Мультиметр может показывать хорошее, стабильное и легко масштабируемое постоянное напряжение. Вы считаете, что вы в программном обеспечении измеряете постоянный ток и масштабируете его до текущего значения переменного напряжения.

К сожалению, DC нестабилен, он имеет замечательный компонент переменного тока из-за зарядки и разрядки C1. Имитировать его — источник переменного тока 6Vrms, выпрямитель, нагрузку C1 и 940 Ом. Вы должны делать долгое усреднение в программном обеспечении или получать значительно больше C1.

Еще одна вещь:

Если вам нужны одни и те же ватты, которые кумулятивны для учета биллинга, вы должны измерить мгновенную мощность. Это означает: синусоидальное напряжение и значения синусоидального тока умножаются и интегрируются для среднего значения за один период цикла переменного тока. Это ватты. Измерение отдельно напряжения и тока и умножение среднеквадратичных значений не одинаковы. Частично или полностью реактивные нагрузки замечены по-разному.

ADD: How to get the needed C1 if the fluctuation is wanted to keep low by increasing C1’s capacitance:

Мы можем рассчитать, сколько C1 discaharges после зарядки до пикового напряжения. Пиковое напряжение должно иметь падение выпрямительных диодов, принятых в учетную запись. Это делает масштабирование в программном обеспечении немного сложным, умножения недостаточно! Там также есть смещение.

Вот грубый расчет для C1: (= отсканированная бумага)

Период разряда консервативно считается полным 10 мс (дает слишком высокую емкость). Мы избегаем необходимости решать, где возрастающая кривая синуса соответствует падающему напряжению.

Мы увидим, что в первом комментарии догадались, что 700uF слишком мал. Это показывает, что симуляции должны быть сделаны для выявления ошибок. Мы можем сделать это здесь:

В NODE1 нанесено напряжение, нижнее изображение — с высоким зумом:

Мы наблюдаем флуктуацию 15 мВ. Это в NODE1. C1 напряжения колебания 30 мВ. Это меньше, чем мы ожидали из-за консервативной продолжительности периода разрядки.

В симуляторе легко проверить различные варианты. Затем я увеличил бы R1 и R2, чтобы позволить меньший C1. 2000uF — довольно большой кусок. По той же причине я бы добавил еще один C параллельно с R2

ПРИМЕЧАНИЕ. В учет не входит

• Неидеальность трансформатора
• фактический использованный выпрямитель; симуляция использует общий тип

Вольтметр с усреднением значений отсчетов

2. Цель проекта

3. Краткие сведения

4. Функциональная схема устройства

6. Принципиальная схема устройства

8. Алгоритм работы

9. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цифровой ваттметр переменного тока на PIC18F252

Дата публикации: 22 августа 2019.

Многие задумывались над вопросом, сколько потребляет тот или иной бытовой электроприбор. Например, сколько энергии потребляет телевизор в дежурном режиме? Как изменяется энергопотребление холодильника в различных режимах работы? Для этих целей вам потребуется ваттметр переменного тока, и в этой статье мы подробно рассмотрим конструкцию одного из вариантов прибора(Рисунок 1).

Рисунок 1. Цифровой ваттметр переменного тока.

Разрабатывать такие приборы для постоянного тока не имеет смысла ввиду того, что в этом случае все очень просто вычисляется с помощью известных законов и математических формул, при этом из измерительных приборов потребуется только амперметр. Для переменного тока все немного сложнее и раньше аналоговые ваттметры для переменного тока, хоть и обеспечивали высокую точность, были сложны в производстве, не говоря уже о цифровых ваттметрах и возможности сборки подобных приборов в домашних условиях. Современные технологии и элементная база позволяют проектировать многофункциональные устройства при минимальных затратах. Дешевые микроконтроллеры (МК) с богатой периферией и мощными вычислительными способностями заметно упрощают создание различных систем автоматизации и управления. Интегрированная прецизионная аналоговая периферия, а в некоторых МК и подсистема цифровой обработки сигналов, дают возможность разрабатывать многофункциональные измерительные приборы в том числе счетчики электроэнергии с дистанционным снятием показаний.

Цифровой ваттметр, конструкцию которого мы рассмотрим, предназначен для измерения потребляемой мощности устройств, подключенных к сети переменного напряжения 207 – 235 В / 50 Гц. Основным элементом ваттметра является 8-разрядный PIC микроконтроллер компании Microchip серии PIC18F252, который с помощью внешних АЦП выполняет измерение протекающег через нагрузку тока, напряжения на нагрузке, вычисляет действующее значение напряжения (эффективное значение) в сети, действующее значение тока и среднее значение потребляемой мощности. Все указанные параметры отображаются на двухстрочном символьном ЖК индикаторе.

Прибор не имеет отдельного источника питания. Используется встроенный сетевой блок питания, благодаря чему микроконтроллерная часть прибора полностью изолирована от аналоговых узлов, находящихся под напряжением сети.

Принципиальная схема

Схема и проект печатной платы разработаны в бесплатной среде проектирования SoloPCB tools. Принципиальная схема прибора изображена на Рисунке 2. Полный список примененных компонентов приведен в Таблице 2.

Рисунок 2. Принципиальная схема цифрового ваттметра переменного тока.

Для вычисления потребляемой мощности нам необходимо знать напряжение на нагрузке и потребляемый нагрузкой ток. Напряжение, которое должно быть измерено, является напряжением сети переменного тока, поэтому необходимо учитывать, что оно может быть в диапазоне 207 В – 253 В. С целью повышения точности измерений необходимо выполнять измерение напряжения сети, а не использовать в расчетах фиксированное среднее значение 230 В.

Линии сети электропитания подключаются к разъему J1 (AC IN, вход переменного напряжения). Аналоговый узел для измерения напряжения сети состоит из резистивного делителя (R1, R2 R3), прецизионного источника опорного напряжения (U3) и АЦП (U5). Резистивный делитель, включенный между фазой и нейтралью, предназначен для понижающего масштабирования напряжения с коэффициентом R1/(R1+R2+R3)=1/201. Таким образом мы понижаем пиковое значение напряжения величиной ±320 В в уровня ±1.59 В. Затем с помощью источника опорного напряжения REF03 (Analog Devices) мы задаем смещение этого напряжения вверх на величину 2.5 В, и в результате диапазон ±320 В будет соответствовать входному диапазону АЦП 0.91 В – 4.09 В.

После масштабирования и смещения напряжение на резисторе R2 считывается аналого-цифровым преобразователем (U5) MCP3202 (Microchip) и передается в 12-разрядном формате по интерфейсу SPI в микроконтроллер. Для изолирования микроконтроллера от аналоговых узлов используются высокоскоростные оптопары HCPL-0630. Второй канал АЦП используется для измерения опорного напряжения 2.5 В – это значение будет использоваться в качестве поправочного коэффициента в расчетах.

Линии сети переменного тока, нейтраль и заземление от разъема J1 непосредственно подключаются к выходному разъему J2 (AC OUT), линия фазы проходит через датчик тока (U4) ACS712-20A компании Allegro. Это малошумящий аналоговый датчик тока на основе эффекта Холла с гальванической развязкой от измеряемой линии и возможностью измерения постоянного и переменного тока. Для повышения шумовых характеристик и точности измерений имеется вывод для подключения фильтрующего конденсатора. При нулевом токе выходное напряжение датчика составляет 2.5 В. При протекании тока через выводы IP+ и IP- выходное напряжение датчика меняется в соответствии с масштабным коэффициентом 100 мВ/А, следовательно, при протекающем токе +20 А выходное напряжение составит 4.5 В и 0.5 В при токе -20 А. Аналоговое значение датчика тока преобразуется в цифровую форму с помощью еще одной микросхемы АЦП MCP3202.

Датчик тока имеет диапазон измерений ±20 А, но, учитывая ограничения по току для разъемов и держателя предохранителя, узел измерения переменного тока защищен предохранителем 16 А, включенным в фазовую линию.

Для питания аналоговых узлов и микроконтроллерной части используется трансформаторный блок питания (Рисунок 3). Трансформатор имеет две идентичные вторичные обмотки, с которых снимается переменное напряжение 6 В. Далее напряжение выпрямляется и стабилизируется с помощью микросхемы 78L05 (U1, U2) с типовой схемой включения. Светодиоды D2 и D3 предназначены для индикации напряжения питания.

Рисунок 3. Входной и выходной разъемы, трансформатор блока питания ваттметра.

В ваттметре используется 8-разрядный МК PIC18F252. Он выполняет считывание значений напряжения и тока, выполняет вычисление их среднеквадратичных значений и среднее значение потребляемой мощности. Непосредственно к МК подключен ЖК индикатор, на котором отображаются указанные значения. Может использоваться как 4-, так и 8-битный режим работы. Для работы с внешними АЦП используется интегрированный в МК модуль SPI интерфейса. Несмотря на то, что в схеме используется кварцевый резонатор 20 МГц, микроконтроллер тактируется частотой 5 МГц. Для программирования микроконтроллера предусмотрен разъем ICSP (J3) (Рисунок 4).

Рисунок 4. Микроконтроллер, АЦП, элементы гальванической развязки на печатной плате ваттметра.

Печатная плата

Проект печатной платы тоже выполнен в среде SoloPCB. Проектирование прибора в качестве портативного устройства было хорошей идеей, при этом контур печатной платы был спроектирован в Autocad и затем экспортирован в среду SoloPCB (Рисунок 5).

Рисунок 5. Вид проекта печатной платы цифрового ваттметра в среде SoloPCB.

Печатные проводники силовых линий (фаза, нейтраль, заземление), соединяющие входной (AC IN) и выходной (AC OUT) разъемы, сделаны широкими, насколько это возможно, все блокировочные конденсаторы расположены как можно ближе к микросхемам. Шины аналоговой (AGND) и цифровой «земли» (DGND) выполнены отдельными. Все компоненты расположены на верхнем слое.

Примечание:

При проектировании схемы и печатной платы в среде SoloPCB некоторые элементы, которые отсутствовали в библиотеках, были созданы вручную. Библиотека этих элементов входит в состав архива с проектными файлами, который вы сможете скачать в секции загрузок.

Программа микроконтроллера

Как мы заметили выше, микроконтроллер считывает значения напряжения и тока каждую 1 мс и накапливает 40 измерений каждого параметра, что соответствует двум периодам для частоты 50 Гц. Затем выполняется вычисление действующих значений и потребляемой мощности. Период 1 мс генерируется с помощью встроенного таймера Timer A, работающего в 16-битном режиме с выработкой сигнала прерывания по переполнению.

После получения всех выборок выполняется вычисление действующих (среднеквадратичных) значений напряжения и тока по формуле:

Следует заметить, что полученные выборки содержат также фазовое соотношение между напряжением и током. Таким образом, активная мощность переменного тока, которая вычисляется по формуле (V×I×cosθ), может быть получена вычислением средней мощности с использованием следующей формулы:

Все вычисленные значения отображаются на экране ЖК индикатора. Для работы с индикатором применяется библиотека lcd.h для компилятора CCS C.

Рисунок 6. Измерение потребляемой мощности паяльной станции с помощью цифрового ваттметра.

Рисунок 7. Измерение потребляемой мощности 2 кВт водонагревателя.

Замер сетевого напряжения | Электроника для всех

Иногда нужно измерять амплитуду сетевого напряжения, или частоту или еще какие параметры. Вот как у меня тут — перед включением компрессорной установки надо убедиться, что напряжение в сети не ниже номинальной. Иначе движок не стартанет, а вентили могут не встать в нужное положение. Главная сложность тут в том, что крайне желательно иметь гальваническую развязку от сетевого напряжения. Т.е. напрямую измерять сетевую напругу через простой делитель может быть черевато.

▌Измерить толщину сиськи
Изначально в проекте было заложено вот такое решение:

На резистора гасится большая часть напряжения, стабилитрон стоит тут больше для подстраховки и в качестве обратного диода для противоположной полуволны. На деле он не особо нужен.

Ну, а дальше все просто. У оптопары h21L1M внутри стоит триггер Шмитта, т.е. есть некоторый гистерезис на включение и выключение. Включается он при токе через его светодиод примерно в 1мА, а выключается на токе 0.8мА.

Если посмотреть осциллограмму тока на светодиоде, сняв ее с резистора R35, то увидим такую картину для 220 вольт:

Разрешение 50мВ на деление, триггер стоит на 80мВ по спаду.

Включаться он должен на 100мВ, а выключаться на 80мВ, что будет 1мА и 0.8мА соответственно. Курсорами выделены моменты включения и выключения. Разница по времени, dx = 8.38ms

Если снизить напряжение до 110 вольт, то:

dx уменьшится до 6.94ms т.е. А что такое миллисекунда для микроконтроллера тикающего на мегагерцовых частотах? Да колоссальная величина! Замерить ее точно таймером в режие захвата не составляет проблем. Дальше сунуть в память таблицу соответствия и, казалось бы, все круто? Да, но не совсем…

Решение дешевое, простое. Но не слишком точное. А в ряде случаев его вообще не получится применить.

Вся проблема в том, что длительность у нас от амплитуды зависит косвенно. В идеальном мире оно бы проканало, но современные сети, особенно промышленные, сильно засраны разными импульсными потребителями.

Вроде всяких там, сварочников, инверторов, мощных приводов и прочего. Что искажает форму синуса. Делая его вообще каким-то непотребным. А если это не синус, а херня какая-то, то все эти наши красивые построения основанные на таймингах пролетают. Во-первых, точность падает катастрофически, а она изначально была так себе. Во-вторых, калибровать придется каждый раз под новую сеть, раз и навсегда таблицы в память не забить. Ну и форма синуса зависит вовсе не от вас, а от ООО «Сварщик каннибал» расположенную в соседнем цехе.

Так что 220 вольт от 110 вы еще отличите, а вот о точности хотя бы до 5 вольт можно позабыть. Но в некоторых случаях большего и не требуется.

Мне же внезапно потребовалось. Поэтому начинаем переделывать исходный проект, доставшийся мне от предшественника.

Первая мысль была поставить на горячей стороне преобразователь напряжения в частоту, просунув его через ту же оптопару. Но его надо было чем то питать на горячей стороне. Ставить конденсаторный источник вообще не хотелось. Можно было бы, конечно, сунуть мелкий модуль 220AC-5DC на обратноходовике, вроде TSP-05. Есть на Али, стоит недорого.

Надо на этот модуль обзор не полениться сделать. Классная штука для питания всякой маломощной шняги от 220 вольт. Но получалось бы довольно громоздко. Считай питальник, потом ПНЧ, оптика…

▌Трансформатор
Второй мыслью был обычный трансформатор. Купить самый маленький силовой транс какой можно найти и на вторичке измерять напряжение. Спросил у Элемента, что у них есть такого рода — подобрали ТПК-2.

В принципе пригодно, но нашлось решение лучше.

Китаезы продают отличную штуку. Измерительный трансформатор ZMPT107.

Крошечная фитюлька размером с бульонный кубик. Держит до 3кВ на пробой, соотношение витков 1:1, но это трансформатор тока 2мА:2мА. То есть мы подаем ему на вход ток и снимаем ток. Ток на входе задается просто резистором последовательно, а для получения напряжения на выходе тоже применяется резистор, параллельно.

Т.е. схема примерно выглядит так:

R1 подбирается таким, чтобы ток через обмотку не превысил 2мА, максимум он держит 10мА, но после 2мА теряется линейность и на выходе будет невесть что. Напряжение у нас 220-250 вольт, берем по верхней планке. Но это действующее, а нам нужно амплитудное. Т.е. умножаем 250 на корень из 2, чтобы получить амплитудное. 250*1.41 = 353,5 вольта. Получаем, что первое сопротивление должно быть 180 кОм.

Напряжение микроконтроллера у меня 5 вольт, поэтому резистор R2 нужен такой, чтобы на 2мА на нем было примерно 4.5 вольта, пол вольта оставляем еще в запас. Это будет примерно 2.2кОм.

Все, на выходе амплитуда теперь в районе 5 вольт, но вот засада. Она переменная. А нам нужны измерения 0…5 вольт. Что делать? Выпрямлять.

▌Дайте мне диод!

Можно поставить диод, он срежет отрицательную полуволну. Но тут есть одна тонкость. Если просто в лоб поставить диод перед нагрузочным резистором:

То на обратной полуволне получается, что мы будем обрывать трансформатор тока, а что получается при обрыве источника тока? Правильно — бешеное напряжение. Ведь он будет изо всех сил пытаться продавить свои 2мА через ОГРОМНОЕ обратное сопротивление диода. В результате на диоде D1 высадится такое напряжение, что и пробить недолго. В таком включении ставить только мост или обратный диод D2, чтобы у тока всегда были пути на обратной полуволне.

Но это будет уже два диода. А зачем нам лишний полупроводник в схеме? Поэтому проще оставить параллельный резистор и после выпрямлять уже снятое напряжение.

Чтобы система работала, нужен еще один резистор. Дело в том, что у АЦП входное сопротивление ну очень большое, сравнимое с обратным включением диода, так что диод работать не будет, ему надо чтобы ток шел. Поэтому ставим второй резюк на 100кОм и с него уже снимаем наш сигнал.

Есть тут правда пара недостатков. Дело в том, что у нас у диода есть свое собственное падение, так что часть амплитуды мы на нем потеряем. Но это ерунда, мы же ее всегда можем скорректировать резистором, чуток приподняв. Хуже то, что у диода характеристика нелинейная, что вносит искажения.

Смотрите внимательней, синий это исходный синус с транса, а желтый это положительная полуволна с диода. От нулевой точки синус идет как и положено синусу, а вот диодная полуволна нарастает с заметной такой экспоненциальной кривизной и не доходит на величину падения на диоде (0.7 вольт примерно для 1N4148, что стоит у меня).

Экспонента берется из ВАХ диода

Мне, в моем проекте, это не сильно критично. НУ будет там возле нуля какая то кривуля, не важно.

▌Ваш диод говно, вы за кого меня принимаете? Дайте мне идеальный диод!
Но если бы было критично, то я бы сгородил идеальный диод. Делается он из диода и операционника. Схем много разных, первая что пришла в голову была такой.

Работает она просто.

Усилитель с отрицательной обратной связью, так что считаем что его входы закорочены между собой (виртуальное КЗ).

На положительной полуволне ток I_in=U_вх/R3 со входа как бы течет в землю через резистор R3. Но поскольку на самом деле никакого КЗ там нет, более того через входы ОУ ничего не втекает и не вытекает (ну почти, там ничтожный мизер в реале). То ток текущий через R3 равный I_in будет совершенно равен I_out который из выхода ОУ течет через R3 в землю. Образуя падение напряжения U_вых прямо пропорционально этому току через резистор. Т.е. U_вых = I_in*R3 = U_вх Без каких либо искажений.

На отрицательной полуволне ОУ попытается через обратную связь просадить свой инверсный выход ниже нуля, чтобы сравнять его с прямым. Но диод забитый туда не даст ему это сделать. Через R3 не потечет ток, а нет тока нет и напряжения. На выходе 0.

Вот такая вот незатейливая схема. Работает на двуполярном и однополярном питании.

Единственное, что для однополярного питания нужно брать усилок во-первых, строго однополярного питания (Single-supply) при этом способный принимать отрицательные значения на входах (Input Common-Mode Voltage Range), а во-вторых, с rail-2-rail выходом, иначе посрезает верхушки.

Т.е. ширпотреб вроде LM358 не прокатит, а что то вроде AD823 в самый раз. Для двуполярного питания же подойдет любой ширпотреб, ну может rail-2-rail будет не лишним, но опять же от напряжения питания зависит и требуемых уровней. Если не нужен полный размах от плюса до минуса питания, то ставим любое говно за три копейки и не паримся.

▌Нет! Засуньте вы этот диод знаете куда…

Второй вариант включения, немного получше, нет диода:

Тут включается напрямую в операционник. Соотношение резисторов точно такое же как и в первом варианте. Трансформатор закорачивается на виртуальную землю, а ток который там течет течет через резистор ОС. Но так как у нас питание однополярное, то нижняя полуволна просто зарывается в грунт. Требования к операционнику те же самые, что и в прошлой схеме. Rail-2-Rail и Single Supply.

▌Эй эй, зачем столько негатива? Будь на позитиве, бро!
Ну и третий вариант включения. Тут даже операционник не нужен, мы не выпрямляем и не срезаем нижнюю полуволну, а добавляем к ней постоянную составляющую. Закинув наш транс на середину делителя напряжения. Резистор на вторичке надо подобрать так, чтобы амплитуда не вылезала за напряжение питания и не проваливалась ниже его.

Результат выглядит примерно так:

Первый канал с выхода схемы, а второй канал зацеплен на середину делителя. Там будет точно ноль нашего сигнала.

▌А что Титов Китай?
Ну и для всяких ардуинщиков, не умеющих паять, есть готовый модуль.

Там же не али можно взять. Стоит не дорого, на нем схема с поднятием нуля на LM358 и можно еще амплитуду подкрутить переменником. Схемотехника там примерно следующая:

Но это не точно.

Вот что он выдает у меня в мастерской с сети:

Когда сети нет, то на выходе постоянка в 2.5 вольта. А появление сети дает вот такую синусоиду с центром 2.5 и размахом от 1 до 4 вольт. Подстроечником можно менять амплитуду сигнала, но это вот максимум. Выше уже начинаются искажения — срезает вершину.

И библотечка дуриковсякая для него на гитхабе.

Вот такие вот относительно простые варианты замерить сеть и не потерять гальваническую развязку.

что такое, схема подключения, сборка своими руками

Глобальные тренды — спрос на снижение выбросов CO2, повышение интенсивности энергосбережения — приводят к необходимости сбалансированного потребления энергии, для чего большую помощь могут оказать электронные схемы управления процессами. Наиболее распространённые случаи — это оптимизация эксплуатационных характеристик аккумуляторов, контроль скорости вращения двигателей и переходных процессов в серверах, управление солнечными батареями. Для операторов таких систем важно, в частности, знать, какой ток протекает в цепи. Неоценимую помощь в этом могут оказать датчики тока.

Почему необходимы  датчики тока

Датчиками называют блоки, задача которых измерить некоторый параметр, а потом, сравнив его с эталонным для данной технической системы значением, подать соответствующий сигнал на исполнительный элемент схемы. Поскольку большинство систем используют электродвигатели, то наиболее распространёнными типами являются датчики тока и напряжения (общий вид последнего представлен на следующем рисунке).

Широкое внедрение таких устройств обусловлено развитием сенсорных методов управления, когда исходный сигнал — электрический или оптический — преобразуется в необходимые параметры управления.

По сравнению в другими управляющими технологиями (например, контакторного контроля) датчики обеспечивают следующие преимущества:

1. Компактность.
2. Безопасность в применении.
3. Высокую точность.
4. Экологичность.

Малые размеры и вес часто позволяют изготавливать многофункциональные датчики, например, такие, которые могут контролировать несколько параметров цепи. Таковыми являются современные датчики тока и напряжения.

В состав таких детекторов входят:

• Контактные группы входа;
• Контактные группы выхода;
• Шунтирующий резистор;
• Усилитель сигнала;
• Несущая плата;
• Блок питания.

Идея того, что устройства можно подключать к уже имеющейся сети, не выдерживает проверку временем, ибо часто в экстремальных ситуациях (пожар, взрыв, землетрясение) именно системы встроенного электроснабжения первыми выходят из строя.

Детекторы подразделяют на активные и пассивные. Первые не только передают конечный сигнал на управляющий элемент, но и управляют его действием.

Классификация и схемы подключения

Датчики тока предназначаются для оценки параметров постоянного и/или переменного тока. Сравнение выполняется двумя методами.  В первом случае используется закон Ома. При установке шунтирующего резистора в соответствии с нагрузкой системы на нём создаётся напряжение, пропорциональное нагрузке системы. Напряжение на шунте может быть измерено дифференциальными усилителями, например, токовыми шунтирующими, операционными или разностными. Такие устройства используются для нагрузок, которые не превышают 100 А.

Измерение переменного тока выполняется в соответствии с законами Ампера и Фарадея. При установке петли вокруг проводника с током там индуцируется напряжение. Этот метод измерения используется для нагрузок от 100 А до 1000 А.

Схема описанных измерений представлена на рисунке:

Слева — измерение малых токов; справа — измерение больших токов

Измерение обычно производится при низком входном значении синфазного напряжения. При помощи чувствительного резистора датчик тока соединяется между нагрузкой и землей. Это необходимо, поскольку синфазное напряжение всегда учитывает наличие операционных усилителей. Нагрузка обеспечивает питание прибора, а выходное сопротивление заземляется. Недостатками данного способа считаются наличие помех, связанных с потенциалом нагрузки системы на землю, а также невозможность обнаружения коротких замыканий.

Для слежения работой мощных систем детектор присоединяют к усилителю между источником питания и нагрузкой. В результате непосредственно контролируются значения параметров, подаваемых источником питания. Это позволяет идентифицировать возможные короткие замыкания. Особенность подключения заключается в том, что диапазон синфазного напряжения на входе усилителя должен соответствовать напряжению питания нагрузки. Перед измерением выходного сигнала контролируемого устройства нагрузка заземляется.

Как функционирует датчик тока

Работа данного элемента включает следующие этапы:

1. Измерение нагрузки в контролируемой схеме.
2. Сравнение полученного значения с эталонным, которое программируется в процессе настройки.
3. Фиксация полученного результата (может быть выполнена в цифровом или аналогом виде).
4. Передача данных на панель управления.

Для выполнения указанных функций (в частности, реализации высокой точности измерений) к элементам детектора предъявляются следующие требования:

• Допустимое падение напряжения на шунтирующем резисторе должно быть не более 120…130 мВ;
• Температурная погрешность не может быть выше 0.05 %/°С и не изменяться во времени работы;
• В функциональном диапазоне значений характеристики сопротивления резисторов должны быть линейными;
• Способ пайки токочувствительных резисторов на плату не может увеличивать общее сопротивление схемы подключения.

Монтажные схемы устройств, которые предназначены для контроля цепей постоянного и переменного тока представлены соответственно на рисунках.

Практика применения

Чаще всего данные изделия используются как измерители в схемах токовых реле, которые управляют режимами работы различного электроприводного оборудования и предохраняют его от экстремальных ситуаций.

Токовые реле способны защитить любое механическое устройство от заклинивания или других условий перегрузки, которые приводят к ощутимому увеличению нагрузки на двигатель. Функционально они определяют уровни тока и выдают выходной сигнал при достижении указанного значения. Такие реле используются для:

• Сигнала сильноточных условий, например, забитая зёрнами доверху кофемолка;
• Некоторых слаботочных условий, например, работающий насос при низком уровне воды.

Чтобы удовлетворить требования разнообразного набора приложений, в настоящее время используется блочный принцип компоновки датчиков, включая применение USB-разъёмов, монтаж на DIN-рейку и кольцевые исполнения устройств. Это обеспечивает выполнение следующих функций:

• Надёжную работу на любых режимах эксплуатации;
• Возможность применения трансформаторов;
• Регулировка текущих параметров, которые могут быть фиксированными или регулируемыми;
• Аналоговый или цифровой выход, включая и вариант с коротким замыканием;
• Различные исполнения блоков питания.

В качестве примера рассмотрим схему датчика тока для управления работой водяного насоса, обеспечивающего подачу воды в дом.

Кавитация — это разрушительное состояние, вызванное присутствием пузырьков, которые образуются, когда центробежный насос или вертикальный турбинный насос работает с низким уровнем жидкости. Образующиеся пузырьки затем лопаются, что приводит к точечной коррозии и разрушению исполнительного узла насоса. Подобную ситуацию предотвращает токовое реле.

Когда насос работает в нормальном режиме, и жидкость полностью перекрывает его впускное отверстие, двигатель насоса потребляет номинальный рабочий ток. В случае снижения уровня воды потребляемый ток уменьшается.  Если кнопка запуска нажата, одновременно включаются стартёр M и таймер TD. Реле CD настроено на максимальный ток, поэтому его контакт при первоначальном запуске двигателя не будет замкнут. При падении силы тока ниже установленного минимума реле включается, а, после истечения времени ожидания TD, включается в его нормально замкнутый контакт. Соответственно контакты CR размыкаются и обесточивают двигатель насоса.

Применение такого детектора исключает автоматический перезапуск насоса, поскольку оператору необходимо убедиться в том, что уровень жидкости перед впускным отверстием достаточен.

Датчик тока своими руками

Если приобрести стандартный датчик (наиболее известны конструкции от торговой марки Arduino) по каким-то соображениям невозможно, устройство можно изготовить и самостоятельно.

Датчик тока фирмы Arduino. Стрелкой указан USB-разъём.

Необходимые компоненты:

1. Операционный усилитель LM741, или любой другой, который мог бы действовать как компаратор напряжения.
2. Резистор 1 кОм.
3. Резистор 470 Ом.
4. Светодиод.

Общий вид устройства в сборе, сделанного своими руками, представлен на следующем рисунке. В данной схеме используется эффект Холла, когда разность управляющих потенциалов может изменяться при изменении месторасположения проводника в электромагнитном поле.

Видео по теме

Мультиметр Arduino 5 в 1

Несколько месяцев назад я сделал мультиметр на базе Arduino, который мог достаточно хорошо измерять напряжение, ток, емкость, индуктивность и сопротивление. Это было припаяно на самодельной печатной плате и с проводными соединениями, вы можете увидеть это руководство здесь. Но в этой версии были ошибки. Во-первых, в схеме был беспорядок, потому что я не использовал профессиональную печатную плату, а у нас было много проводов. Затем я использовал неправильный датчик тока, поэтому этот режим не работал.Кроме того, хуже всего было то, что у нас были разные входы для каждого режима. Обычно мультиметры имеют только один вход для датчиков, а затем поворотный переключатель для переключения между режимами. Это именно то, что я сделал во второй версии, а также еще несколько улучшений. Теперь у нас есть режим автоматического масштабирования для всех измерений, мы также можем измерять отрицательное напряжение, потому что мы используем датчик ADS1115 в дифференциальном режиме, мы также можем измерять напряжение переменного тока, потому что в схеме есть полный мостовой выпрямитель и еще несколько улучшений…

ЧАСТЬ 1 — Что нам нужно

Этот проект прост, а список деталей довольно прост. Ардуино все будет контролировать. Чтобы определить угол поворота и, таким образом, узнать, когда мяч перевернут, мы будем использовать гироскопический модуль MPU6050. Для печати текста нам понадобится OLED-дисплей, а для воспроизведения звуков мы будем использовать DFplayer с SD-картой и небольшим динамиком. Нам нужен аккумулятор 18650 и модуль зарядки, а чтобы получить 5 В, нам понадобится небольшой повышающий преобразователь.Также нам потребуются клей и проволока небольшого размера.

ЧАСТЬ 2 — Схема

Схема может быть немного сложной. Но я разделил все части. Первым блоком должен быть блок посередине — это поворотный переключатель. Как вы можете видеть, вход пробника разделен на 4 выхода для напряжения, сопротивления, емкости и индуктивности. Ток подается отдельно с помощью ползункового переключателя (S4.1). Первый блок измерения — блок измерения напряжения. Как вы можете видеть, у нас есть вход от пробников, подключенных к полному мостовому выпрямителю, а затем у нас есть конденсатор, чтобы мы могли сохранять напряжение для режима переменного тока.Затем это напряжение подключается к некоторым делителям, а выход делителей — к ADC0 и ADC1 ADS1115, так что таким образом мы можем проводить измерения в дифференциальном режиме, а также иметь возможность измерять отрицательные напряжения.

Далее у нас есть блоки для сопротивления и емкости. Resistacne легко. В коде, изменяя D3, D4 и D5 на «LOW», мы создаем виртуальный GND для этих контактов. Таким образом, мы можем выбрать разные делители напряжения для выбора масштаба.Затем мы измеряем напряжение на входе ADC2 ADS1115. Нам известны значение делителя и измеренное напряжение, поэтому мы можем получить значение сопротивления. Это просто. Вы можете узнать больше о мерах сопротивления здесь, в этом руководстве.

Теперь для емкостного режима мы сначала заряжаем конденсатор одним из выводов D11 или D13, в зависимости от режима. Затем мы измеряем время, необходимое для разряда до 63,2%, а затем используем постоянную времени, чтобы получить значение емкости конденсатора. Подробнее об этом руководстве можно узнать здесь.

Далее у нас есть измеритель индуктивности. Здесь у нас есть «резервуар LC», состоящий из конденсаторов емкостью 1 мкФ, которые образуют конденсатор емкостью 2 мкФ, и катушки, которую мы вставляем. Катушка индуктивности, подключенная параллельно конденсатору, называется LC-цепью, и она будет электронно «звонить», как звонок. Что ж, независимо от частоты или силы удара в колокол, он будет звонить на резонансной частоте. Мы ударим электронным способом в колокол LC, немного подождем, пока все отреагирует, а затем произведем измерение.

Итак, мы подадим импульсный сигнал на LC-цепь. В этом случае это будет 5 вольт от ардуино от D6. Заряжаем схему на некоторое время. Затем мы изменяем напряжение с 5 вольт непосредственно на 0. Этот импульс заставит цепь резонировать, создавая смягченный синусоидальный сигнал, колеблющийся с резонансной частотой. Используя OPAMP, мы передаем этот сигнал прямоугольным сигналам, а затем с помощью ARduino на выводе D9 мы измеряем длину импульса и, таким образом, получаем частоту.С частотой мы получаем значение индуктивности, потому что мы уже знаем значение конденсатора 2 мкФ. Подробнее см. Здесь.

Счетчик тока прост. Подключаем вход к усилителю ACS712, который специально разработан для измерения тока. Он даст аналоговый выход в соответствии с текущим значением, и мы знаем коэффициент усиления. В этом случае я использую модель 20А, а коэффициент усиления составляет 100 мВ / А на выходе. Таким образом, все, что мы делаем в коде, — это измеряем аналоговый выход, а затем, зная, что каждые 100 мВ равны 1 А, мы можем получить текущее значение.У вас есть еще немного теории.

ЧАСТЬ 3 — Проблемы с напряжением

Как только вы увидите печатную плату, вы заметите, что на задней панели у нас есть 2 контактные площадки для батареи (+ и -) и цепи зарядки. Пока мы не будем использовать эти детали, и вот почему. Чтобы правильно производить расчеты в коде, нам также необходимо знать опорное напряжение батареи. Для этого я разместил на схеме делитель с резисторами R21 и R28. Входом этого делителя является батарея, и с помощью A6 мы можем измерить ссылку в коде, используя внутреннюю ссылку 1.1В. Но, как бы я ни был, если мы установим аналоговую ссылку на внутреннюю, тогда все аналоговые измерения будут установлены на «ВНУТРЕННИЙ», а мы этого не хотим. Итак, решение таково:

Вместо того, чтобы измерять заряд батареи, я поместил на вход повышающий преобразователь, который всегда будет обеспечивать 5В. Итак, теперь мы знаем, что на входе ВСЕГДА будет 5 В. Но в этой конфигурации мы не можем использовать схему зарядного устройства. Итак, следите за обновлениями схемы и печатной платы в будущем. Поэтому возьмите повышающий преобразователь и установите его ровно на 5 В, а затем подключите его к печатной плате, как показано выше.Один контакт к + контактной площадке, а другой к GND печатной платы, НЕ к контактной площадке «-«! Так что не припаивайте какие-либо компоненты из блока «Схема заряда» схемы.

ЧАСТЬ 4 — Установите все

4.1 Микросхема ATMEGA328

Хорошо, возьмите файлы GERBER снизу и закажите печатную плату или смонтируйте ту же схему на прототипе печатной платы, если хотите. В любом случае, достаньте плату и приступим к пайке компонентов. Но это должно идти в таком порядке . Во-первых, нам нужно спаять ATMEGA328 и основные компоненты.Это означает все компоненты в блоке «ATMEGA328» из схемы. Микросхема, кристалл, подтяжка R19, небольшие конденсаторы 22 пФ для кристалла и конденсатор DRT C10 емкостью 100 нФ. Также припаяйте C9 и C1 емкостью 100 нФ. С этими компонентами ИС должна работать. Чтобы проверить, дозируется ли он, подключите программатор FTDI к контактам UART, DTR к DTR, RX к TX, TX к RX, GND и Vcc и загрузите код. Например, загрузите простой счетчик и распечатайте его на мониторе. Если есть результаты, значит, ИС исправна.

4,2 Остальное

Если ИС работает, теперь вы можете припаять все остальные компоненты схемы. Используйте много флюса и пищевого припоя, так как контактные площадки 0402 очень маленькие. Или, если вы хотите, перейдите сюда, в easyEDA, получите схему и создайте свою собственную плату с более крупными компонентами. Подключите OLED-дисплей тонкими проводами. Подключите и приклейте аккумулятор и повышающий преобразователь сзади. Добавьте 4-миллиметровые коннекторы в качестве входа для зонда. Проверить штифты поворотного переключателя. Swithc имеет 3 входа и 12 выходов. Плата имеет 4 входа. Вы должны использовать входы A, B и C. D не используется. Также убедитесь, что это выход «1» вращающегося переключателя, и убедитесь, что он будет подключен к отверстию 1 на печатной плате. Пришло время для кода.

Код см. В следующей части …

Arduino Ac Dc Voltmeter — projectiot123 Технологический информационный веб-сайт по всему миру

Вольтметр или измеритель напряжения могут быть измерительным устройством, которое используется для измерения напряжения или электрического потенциала между двумя точками в цепи. Вольтметры — жизненно важная часть прибора, относящаяся к любому разумно электронному проекту. Они используются для измерения как переменного, так и постоянного напряжения.Вольтметры
снова делятся на 2 типа, а именно аналоговый вольтметр и электронный вольтметр. Аналоговый вольтметр состоит из указателя, который перемещается по шкале, поэтому движение пропорционально измеренному напряжению.

Необходимые компоненты

Ардуино

ЖК-дисплей

Резистор

Вольтметр

Эта схема подключения чрезвычайно проста.Контакты 2, 3, 4 и 5 Arduino подключены к контактам D4, D5, D6 и D7 ЖК-дисплея. В то время как RS, RW и E подключены к контактам 11 и 12 Arduino. С другой стороны, к контакту A0 Arduino подключены два резистора с сопротивлением 10 кОм.

Целью проекта является создание электронного вольтметра с использованием Arduino. Необходимые компоненты и поэтому конструкция проекта чрезвычайно проста.
В электронном вольтметре измеряемые напряжения в аналоговой форме преобразуются в цифровую форму с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Следовательно, в этом проекте используется функция ADC Arduino.
В этой схеме, рассчитанной на максимальное напряжение 5 В, входное напряжение подается на аналоговый входной вывод Arduino. Упомянутое напряжение АЦП — 5В. АЦП в Arduino имеет 10-битное назначение. Следовательно, входное напряжение рассчитывается путем умножения аналогового значения на аналоговом выводе на 5 и деления значения на 210.
Напряжение шкалы для разнородного входа Arduino составляет от 0 до 5 В. Следовательно, чтобы расширить этот диапазон, необходимо использовать схему делителя потенциала.

• В рамках этого проекта предполагается использовать электронный вольтметр на базе Arduino, который может быть использован в совершенно разных диапазонах постоянного напряжения.

• Цепь расширена для работы с постоянным напряжением переменного тока с небольшими изменениями в схеме и коде.
  Надеюсь, вам понравился этот урок. Увидимся в следующем уроке. Пока

(PDF) Система на базе Arduino для мониторинга и защиты от повышенного и пониженного напряжения

Исследования в области инженерии, технологий и прикладных наук

для контроля и защиты от повышенного и пониженного напряжения

Рис. 8. Результаты экспериментов в автоматическом режиме: ( a) действующее значение напряжения, (b)

действующего значения тока, (c) активная мощность и (d) сигнал отключения.

В. C

ВКЛЮЧЕНИЯ

В этой исследовательской работе была разработана экспериментальная система на основе платы микроконтроллера

Arduino Uno для измерения электрических величин и защиты от перенапряжения

и защиты от повышенного напряжения

и пониженного напряжения однофазного источника питания. Аппаратное обеспечение

и программное обеспечение системы были спроектированы и протестированы в лаборатории

нашего университета. Чтобы оценить эффективность системы

, мы сгенерировали множество различных сценариев

, включая автоматический и ручной режим, чтобы продемонстрировать

и протестировать работу системы.Результаты измерений

в реальном времени отслеживаются локально на ЖК-дисплее на передней панели

экспериментальной системы. Кроме того, их можно контролировать графически с помощью программного обеспечения с графическим интерфейсом пользователя

на ПК

, а также сохранять их в файле csv для дальнейшего анализа

. Основным вкладом в эту работу является предложение

экспериментального метода построения системы на базе платы микроконтроллера Arduino

Uno для защиты от перенапряжения и пониженного напряжения

в однофазных источниках питания, а также реализация

простого метода, который позволяет загружается на плату для измерения

электрических величин.

R

EFERENCES

[1] К. Шанкаран, Качество электроэнергии, CRC Press, 2001

[2] А.Г. Сираки, П. Пиллэй, «Сравнение двух методов для определения КПД асинхронных двигателей при полной нагрузке на месте

. оценка по результатам полевых испытаний при наличии

повышенного / пониженного напряжения и несбалансированных источников питания », IEEE Transactions on

Industry Applications, Vol. 48, No. 6, pp. 1 911-1921, 2012

[3] М. Х. Дж. Боллен, И. Й. Х. Гу, Обработка сигналов качества электроэнергии

Нарушения, Wiley-IEEE Press, 2006

[4] Д.Т. Вьет, Н. Хиеу, Н. М. Хоа, «Метод мониторинга возмущений напряжения

, основанный на дискретном вейвлет-преобразовании и адаптивной линейной нейронной сети

», International Review of Electrical Engineering, Vol.

11, № 3, стр. 314-322, 2016

[5] Ф. Мэй, Й. Рен, К. Ву, К. Чжан, Я. Пан, Х. Ша, Дж. Чжэн, « Онлайн

Метод распознавания провалов напряжения в сети с глубоким доверием »,

Энергия, Том.12, № 1, стр. 1–16, 2018

[6] Х. Сяо, В. Ху, Х. Чжан, Дж. Ай, З. Чжэн, «Адаптивный подход для автоматической сегментации провала напряжения

», Энергия, Vol. 11, No. 12,

ArticleId 3519, 2018

[7] DT Viet, NH Hieu, NL H oa, NM Khoa, «Стратегия управления для устройства динамического восстановления напряжения

», 11-я Международная конференция IEEE по

Power Electronics and Drive Systems, Сидней, Австралия, 9-12 июня,

2015

[8] D.В. Тьен, Р. Гоно, З. Леонович, «Многофункциональный динамический восстановитель напряжения

для повышения качества электроэнергии», Энергия, Vol. 11,

No. 6, ArticleId 1351, 2018

[9] К. Морон, Д. Феррандес, П. Саиз, Г. Вега, Дж. П. Диас, «Новый прототип фотоэлектрического солнечного трекера

на базе Arduino», Энергия, т. 10, No. 9,

ArticleID 1298, 2017

[10] PP Machado, TP Abud, MZ Fortes, BSMC Borba, «Power

Factor Metering System Using Arduino», IEEE Workshop on Power

Electronics and Power Quality Applications, Богота, Колумбия,

, 31 мая — 2 июня 2017 г.

[11] E.Viciana, A. Alcayde, FG Montoya, R. Banos, FM Arrabal-

Campos, F. Manzano-Agugliaro, «Открытый аппаратный дизайн для

Интернет вещей. Качество электроэнергии и решения для энергосбережения»,

Датчики, Vol. 19, No. 3, ArticleId 627, 201 9

[12] Т. Дж. Хо, К. Х. Чанг, «Надежное отслеживание скорости индукционных двигателей: подход интеллектуального управления, реализованный в

Arduino», Прикладные науки,

Vol. 8, вып.2, ArticleID 159, 2018

Время (с)

(а)

20 40 60 80100

0

100

200

Пониженное напряжение Повышенное напряжение

Время (с)

(б)

0

0,2 ​​

0,4

Время (с)

(в)

0 20 40 60 80100

0

50

100

Время (с)

(г)

0 20 40 60 80100

-0.5

0

0,5

1

1,5 Автоматическое отключение 1 Автоматическое отключение 2

Автоматическое закрытие 1 Автоматическое закрытие 2

Цифровой вольтметр Arduino

Вольтметр или измеритель напряжения — это измерительный прибор, который используется для измерения напряжения или разность потенциалов между двумя точками в цепи. Вольтметры — важная часть оборудования, связанная с любыми проектами электроники. Они используются для измерения как переменного, так и постоянного напряжения.

Вольтметры снова подразделяются на два типа, а именно аналоговый вольтметр и цифровой вольтметр.Аналоговый вольтметр состоит из указателя, который перемещается по шкале, и движение пропорционально измеренному напряжению.

Аналоговые вольтметры дополнительно классифицируются по принципу их конструкции. Некоторые из широко известных аналоговых вольтметров: вольтметр с подвижной катушкой с постоянным магнитом, вольтметр выпрямительного типа, вольтметр электростатического типа, вольтметр с подвижным железом и т. Д.

обычно имеют процент ошибок 5%, и ошибка параллакса часто является проблемой.Но аналоговые вольтметры можно использовать для измерения от нескольких вольт до нескольких тысяч вольт.

Для устранения недостатков аналоговых вольтметров вводятся цифровые вольтметры. В отличие от аналоговых вольтметров, у которых шкала и указатель показывают измеренное напряжение, цифровые вольтметры напрямую отображают измеренное напряжение в числовом виде на цифровом дисплее.

Процент погрешности в цифровых вольтметрах обычно составляет менее 1%, а точность может быть увеличена в прецизионных цифровых вольтметрах с высокой скоростью измерения и возможностью сохранения значений в памяти.

В этом проекте разработан цифровой вольтметр на базе Arduino, который может измерять напряжение до 50 В.

Принципиальная схема

Описание компонента

Arduino UNO

Arduino UNO — одна из самых популярных плат для прототипирования электроники на базе микроконтроллера ATmega328P.ATmega328P — это 8-битный микроконтроллер на базе архитектуры AVR.

ЖК-дисплей 16 x 2

ЖК-дисплей 16 x 2 — это наиболее часто используемый дисплей для приложений на базе микроконтроллеров.

Он поддерживает 16 символов подряд с двумя такими строками. Он также поддерживает специальные символы и даже пользовательские символы.

Схема схемы

Для измерения напряжений, меньших или равных 5 В, можно использовать первую схему. Для измерения напряжений до 50В можно использовать второй контур.Часть ЖК-дисплея в обеих схемах одинакова.

Контакты 1 и 2 (Vss и Vdd) контактов блока питания ЖК-дисплея для отображения. Они подключены к заземлению и питанию + 5В соответственно. Контакт 3 (Vee) ЖК-дисплея — это контакт регулировки контрастности дисплея. Он подключен к клемме стеклоочистителя 10 кОм POT, в то время как другие клеммы POT подключены к источнику + 5 В и заземлению соответственно.

Следующие три контакта ЖК-дисплея являются контактами управления. Контакты 4 и 6 (RS и E) ЖК-дисплея подключены к контактам 2 и 3 цифрового ввода / вывода Arduino соответственно.Контакт 5 (RW) ЖК-дисплея подключен к земле.

Следующие соединения относятся к выводам данных. ЖК-дисплей используется в 4-битном режиме данных и, следовательно, используются выводы данных с D4 по D7. Подключите контакты с 11 по 14 (с D4 по D7) ЖК-дисплея к цифровым входам / выходам с 4 по 7 Arduino. Контакты 15 и 16 — это контакты питания светодиодов подсветки. Контакт 15 (LED +) ЖК-дисплея подключен к питанию + 5В через токоограничивающий резистор 220 Ом. Контакт 16 (LED-) ЖК-дисплея подключен к земле.

В первой цепи, которая используется для измерения напряжений до 5 В, дополнительных подключений нет, и измеряемое напряжение подключается непосредственно к аналоговому входу A0 Arduino UNO.

Во второй цепи, которая используется для измерения напряжений до 50В, необходимо дополнительно подключить цепь напряжения. Выход схемы делителя напряжения, состоящей из резистора 100 кОм и резистора 10 кОм, подключен к аналоговому входному выводу A0 Arduino UNO с другим концом резистора 100 кОм, подключенным к измеряемому напряжению, а другой конец резистора 10 кОм подключен к земля.

Клемма заземления измеряемого входного напряжения и Arduino UNO должны быть общими.

Рабочий

Целью проекта является создание цифрового вольтметра с использованием Arduino UNO. Необходимые компоненты и конструкция проекта очень проста. Здесь объясняется работа проекта.

В цифровом вольтметре измеряемые напряжения в аналоговой форме преобразуются в цифровую форму с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Следовательно, в этом проекте используется функция ADC Arduino UNO.

В первой цепи, которая используется для измерения максимального напряжения 5 В, входное напряжение подается на аналоговый входной вывод Arduino.Опорное напряжение АЦП 5В. АЦП в Arduino UNO имеет 10-битное разрешение. Следовательно, входное напряжение рассчитывается путем умножения аналогового значения на аналоговом выводе на 5 и деления значения на 2 ¹⁰ , т.е. 1024.

Диапазон напряжений для аналогового входа Arduino UNO составляет от 0 В до 5 В. Следовательно, для увеличения этого диапазона необходимо использовать схему делителя напряжения.

Во второй схеме диапазон аналогового входа Arduino UNO увеличен до 50 В за счет использования делителя напряжения, состоящего из резистора 100 кОм и резистора 10 кОм.С помощью схемы делителя напряжения измеряемое входное напряжение снижается до диапазона аналогового входа Arduino UNO.

Остальные вычисления производятся в программной части Arduino UNO.

ПРИМЕЧАНИЕ

• Недостатком использования вольтметра на основе делителя напряжения является погрешность измерения. Следовательно, нам нужно несколько диапазонов вольтметра.
• Чтобы уменьшить погрешность, соотношение R1 и R2 в делителе напряжения должно быть минимальным.
• Например, для измерения входного напряжения 50 В соотношение R1 и R2 должно быть больше, чем ((50/5) — 1), т.е.

R1 / R2> ((50/5) — 1)

R1 / R2> 9

Следовательно, если мы выберем R1 как 100 кОм и R2 как 10 кОм, то можно будет измерять напряжения до 50 В.

Приложения

• В этом проекте разработан цифровой вольтметр на базе Arduino, который можно использовать для измерения различных диапазонов постоянного напряжения.
• Схема может быть расширена для измерения даже напряжения переменного тока с небольшими изменениями в схеме и коде.

Код 1

Код 2

Измерение напряжения регистратора данных Arduino

В большинстве случаев аккумулятор поддерживает напряжение около 12 В, однако, если аккумулятор отключен, напряжение в цепи может подняться намного выше. Я хотел средства изоляции Arduino от любого напряжения выше 5 В.

Изначально я экспериментировал с простым делителем напряжения с зеннер-диодом на 4,8 вольт через вход Arduino для контроля любого перенапряжения. Это сработало до определенной степени, но зеннер У диода не было чистой точки отсечки, и напряжение вышло за линейное значение задолго до 4.8 вольт.

В конце концов, я просто использовал делитель напряжения, чтобы понизить входное напряжение до низкого значения (примерно 1/28 входного). а затем тот же ОУ MPC6283 rail-to-rail, используемый при измерении тока для обратного усиления сигнала. до необходимого значения. Когда входное напряжение выходит за пределы допустимого диапазона, операционный усилитель насыщается, но напряжение на входе АЦП не превышает 5В.

Используемая схема:

• Делитель напряжения R1 и R2 снижает входное напряжение bt 1/28.Если бы типичный диапазон составлял 0-20 В, делитель напряжения был бы меньше 1 В. Потребуется напряжение 5 * 28 = 140 В, чтобы превысить предел 5 В на операционном усилителе. и это в любом случае должно быть защищено стабилитроном.
• Операционный усилитель используется в неинвертирующем режиме. Прирост рассчитывается как 1+ (R2 / (R1 + P1). Это дает усиление от 1+ (39000/2200) = 18,7 до 1+ (39000/22200) = 2,7 с потенциальным входом. диапазон напряжения от 7,5 В до 51,8 В

Калибровка

Достаточно легко подать на датчик напряжение, близкое к максимальному, используя некоторые батареи, а затем отрегулировать усиление. поэтому значение АЦП составляет около 1023.(Я использовал несколько ячеек 9В, обрезанных вместе с потенциометром в качестве делителя напряжения в качестве источника). Я построил график зависимости напряжения от значения АЦП и намеренно перевалил за масштаб, чтобы проверить линейный диапазон. Линия тренда рассчитывается только по линейной части графика.

• Как я уже упоминал в разделе измерения тока, напряжение не плавное, а выпрямленное переменное. (в данном случае однофазный). Пиковое напряжение будет √2 = 1,4 раза больше среднего напряжения.
• Измеряемое напряжение является выпрямленным переменным током, а не плавным постоянным током.Программное обеспечение Arduino должно измерять напряжение несколько раз в течение каждого цикла, чтобы правильно рассчитать среднее значение.

Arduino. Простое измерение напряжения переменного тока с помощью Arduino и ZMPT101B

Автор: Основы схем Arduino DHT11, техническое описание. DHT11 измеряет относительную влажность. Относительная влажность — это количество водяного пара в воздухе по сравнению с точкой насыщения, когда водяной пар начинает конденсироваться и накапливаться на поверхностях, образуя росу. Точка насыщения меняется в зависимости от температуры воздуха.Холодный воздух может удерживать меньше водяного пара, прежде чем он станет насыщенным, а горячий воздух может удерживать больше водяного пара, прежде чем он станет насыщенным.

Относительная влажность выражается в процентах. Когда водяной пар поглощается подложкой, ионы высвобождаются подложкой, что увеличивает проводимость между электродами.

Изменение сопротивления между двумя электродами пропорционально относительной влажности.

Более высокая относительная влажность снижает сопротивление между электродами, а более низкая относительная влажность увеличивает сопротивление между электродами.Чтобы узнать больше о том, как работают термисторы и как их использовать на Arduino, ознакомьтесь с нашим Руководством по термисторному датчику температуры Arduino. Питание идет от отдельных проводов 5В и заземления. Один тип имеет четыре контакта, а другой тип — три контакта и крепится к небольшой печатной плате.

Вот распиновка для обеих версий :.

Arduino Energy Meter — V2.0

Подключить DHT11 к Arduino очень просто, но соединения различаются в зависимости от того, какой у вас тип.Приведенный ниже код — это минимум, необходимый для инициализации датчика. В сети обсуждают, что вы получаете разные результаты измерений от DHT. Заводские калибровки хранятся на микросхеме. Можете ли вы сделать перекалибровку? Вы знаете, как это сделать? У меня есть dht11 для чтения и печати на ЖК-дисплей и последовательный монитор. У меня есть dht11, управляющий двумя реле, одно для температуры, а другое для влажности.

При включении реле dht11 перестает отправлять показания и зависает и перестает читать? Как я могу это исправить? Привет, А у вас есть схема ЖК-дисплея?

Простое измерение напряжения переменного тока с помощью Arduino и ZMPT101B

Если да, то это было бы полезно.У меня одни и те же показания чередовались с хорошими показаниями. Исправил, добавив задержку; после команды чтения: include. Не знаю, как это исправить. Изменение задержки для немедленного решения проблемы для меня. Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику конфиденциальности и Условия использования.

Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.

Регистрация займет всего минуту.Подключение Arduino к цепи позволит определить, когда подключенное устройство отключилось, например стиральная машина, сушилка; или, возможно, для наблюдения за использованием, детский телевизор. ТТ состоит из однооборотной «обмотки» на магнитопроводе с N-витковой вторичной обмоткой. 1-витковая обмотка может быть просто проводом, проходящим через центр закрытого сердечника. Многие трансформаторы тока доступны с «разъемными сердечниками», которые можно открыть, чтобы можно было вставить трансформатор тока поверх существующей проводки.

Без этого он действительно будет создавать очень очень большие напряжения.Для трансформатора 1: N. Купите CT здесь у Sparkfun.

Великолепный проект монитора энергии Arduino. Обсуждение обмена стеками здесь. По теме — датчик Холла. Наверное, самым простым в использовании является i-Snail-VC:.

И он имеет автономное питание, так что вам тоже не о чем беспокоиться. Подключите его к входу АЦП Arduino, и вы получите прямое считывание тока устройства. Недостаток: дорого. Вы можете использовать простой трансформатор тока и добавить свою электронику.Рассел уже дал уравнение. Обратите внимание, что это не линейно. Например, этот 10А CT имеет коэффициент трансформации.

Если мы используем операционный усилитель RRIO с однополярным питанием, мы получим автоматическое выпрямление: отрицательная половина будет отключена на выходе.

Ваттметр Arduino — измерение напряжения, тока и мощности

Нам просто нужно использовать диод Шоттки на входе, чтобы ограничить отрицательное входное напряжение до безопасного уровня. Это примерно тот ток, который вы получите от сети V при нагрузке 30 Вт.

Увеличение усиления даст вам более высокую чувствительность. Выходной сигнал операционного усилителя — это выпрямленный синусоидальный сигнал. Простой неинвазивный метод может использовать трансформатор тока с разъемным сердечником.

По сути, вы помещаете катушку вокруг линии питания переменного тока, и она производит ток, пропорциональный току в измеряемой линии. Пропустите этот ток через прецизионный резистор, и возникшее напряжение можно будет измерить с помощью АЦП. Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу. Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх.Домой Вопросы Теги Пользователи, на которые нет ответа. Вы использовали это руководство в своем классе? Добавьте заметку для учителя, чтобы рассказать, как вы использовали ее в своем уроке.

Итак, теперь часть схемы готова, теперь мы снимаем перемычки с клемм, показанных на принципиальной схеме i. Если вы не знаете анод и катод диода, обратитесь в Интернет, это легко! НО, если мы просто скажем последовательную печать, Arduino будет непрерывно строить график напряжения, поэтому мы создали программу, отображающую вывод только при изменении ввода. Код: ссылка Github на ino файл.Я попробовал приведенную выше схему с тем же кодом, но не получил ожидаемого результата, показанного на снимке экрана. Много колебаний. Мне нужна ваша помощь.

Пожалуйста, ответьте мне, когда вы освободитесь. Ответить 1 год назад. Спасибо за ответ, сэр. Не могли бы вы предоставить свой контактный номер, чтобы поговорить с вами о проблеме, с которой я столкнулся. Потому что мне не нужно было объяснять мою проблему со схемой. Спасибо. Думаю, конденсатор слишком большой. Быстрое изменение напряжения с повышенного на пониженное не обнаруживается до тех пор, пока не разрядится сам конденсатор.Я знаю, что выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, но как преобразовать 3 В в 5 В.

Я знаю, что переменный ток немного сбивает с толку с максимальным, среднеквадратичным значением и всем остальным. Пожалуйста, попробуйте, вы будете поражены, получив 4. Я предлагаю вам ознакомиться с полуволновым выпрямителем, напряжение постоянного тока рассчитывается не так, как вы думаете.

См. Изображение, которое я прикрепил в комментарии. Примечание: это около 2. Вопрос 1 год назад. Здравствуйте, это вольтметр, как описано, он состоит из Arduino, поэтому он может обрабатывать 5V i.

Наконец, вольтметр — это гальванометр с большим резистором, включенным последовательно, так что через него протекает незначительный ток.Таким образом, эта схема рассчитана на 5 В, номинальный ток не может быть указан, так как ток здесь не имеет значения. Теперь не выбирайте V !! Фактически, ток не идет от схемы к Arduino, просто измеряется потенциал. Вопрос 1 год назад о шаге 3. У меня есть трансформатор, который я хочу перепрофилировать, но его выход составляет 16 В переменного тока. Каких размеров резисторы я должен использовать, чтобы соответствовать ему? Во второй части мы разработаем приложение SCADA для контроля напряжения, частоты, нагрузки и отключения.

Я буду использовать ту же схему в части 2.

В этом мы рассмотрим :. Обратите внимание: это партнерские ссылки. Я могу получить комиссию, если вы купите компоненты по этим ссылкам. Буду признателен за вашу поддержку! Вам следует посмотреть это руководство для лучшего понимания.

В этом уроке я объяснил все о датчике напряжения и о том, как модифицировать этот датчик для отслеживания более высоких напряжений.Вам следует посмотреть это руководство. Как объяснялось в моем предыдущем руководстве, этот датчик напряжения просто состоит из двух последовательно соединенных резисторов. Итак, для 25v мы ​​получаем ровно 5 вольт. Если мы увеличим входное напряжение, выходное напряжение также превысит 5 В, что может повредить аналоговый вывод контроллера.

Итак, для этого нам нужно последовательно добавить еще один резистор. Теперь давайте рассчитаем номинал резистора, который можно использовать последовательно с этим датчиком напряжения для контроля вольт. Используя это значение резистора, мы можем контролировать напряжения до вольт.Напряжение переменного тока подается на мостовой выпрямитель через регулятор вентилятора.

Этот регулятор вентилятора будет использоваться для изменения напряжения переменного тока, чтобы проверить, можем ли мы успешно обнаружить перенапряжение, нормальное напряжение и пониженное напряжение. Это двухполупериодный мостовой выпрямитель.

Конденсатор 10 мкФ подключен к датчику напряжения для получения стабильных значений. Вывод s датчика соединен с выводом A1 Arduino, а вывод соединен с землей. Как вы можете видеть, земля подключена к контактам 1, 5 и 16 … 5 В от Arduino соединены с контактами 2 и 15 … средний контакт переменного резистора или потенциометра соединен с контактом номер 3 ЖК-дисплея. , с помощью этого потенциометра мы можем контролировать контраст ЖК-дисплея.

Контакт номер 8 Arduino соединен с контактом включения ЖК-дисплея…. Сэр, каков выход мостового выпрямителя в проекте по монетизации переменного и пониженного напряжения…. Оглавление. Жидкокристаллический дисплей rsend4d5d6d7. String TextForSms. В этом проекте я покажу вам, как построить ваттметр Arduino, устройство, которое можно использовать для измерения мощности, потребляемой нагрузкой. В дополнение к ваттметру эта схема также может действовать как вольтметр и амперметр для измерения напряжения и тока.

Измерение напряжения, тока, а затем и мощности — важная задача любого инженера-электронщика. Для измерения напряжения и тока вы можете использовать простые портативные мультиметры, поскольку они обеспечивают диапазон и точность для нормального использования.

Но для измерения мощности у вас есть несколько вариантов, от простых ваттметров до сложных анализаторов мощности и измерителей мощности. Вместо того, чтобы покупать доступный и дорогой ваттметр, вы можете легко сделать свой собственный ваттметр Arduino.Я объясню все необходимые шаги, необходимые для этого. Есть несколько способов реализовать проект Arduino Wattmeter Project. Один из простых способов — связать датчик напряжения и датчик тока с Arduino, измерить значения напряжения и тока и, наконец, с помощью математики можно рассчитать мощность в ваттах.

Хотя использование датчиков может дать точные результаты, в чем же удовольствие от использования датчиков, если вы можете построить всю систему самостоятельно.Это полезно, если вы студент и пытаетесь усвоить основные концепции. Метод, который я буду реализовывать, включает полную разработку схемы. Сенсорная часть схемы отвечает за измерение напряжения на нагрузке и тока через нагрузку.

Измерение напряжения переменного тока с помощью Arduino — вольтметр переменного тока

Оба эти значения, являющиеся аналоговыми по своей природе, передаются Arduino на его АЦП. Arduino преобразует эти значения в цифровые и выполняет несколько вычислений, отображающих результаты на ЖК-дисплее.

На следующем изображении показана принципиальная схема ваттметра Arduino. В сенсорной части схемы есть две области, которые отвечают за измерение напряжения и тока. С помощью этих резисторов можно измерять напряжение до 24 В.

Эти резисторы также помогают нам довести диапазон напряжений до 0–5 В, в котором работает Arduino. Теперь, переходя к измерению тока, Arduino или любой другой микроконтроллер могут принимать только аналоговое напряжение в качестве входа i.

Если Arduino может только считывать напряжения, то как мы можем измерять ток? Измерение напряжения с помощью любого микроконтроллера довольно просто по сравнению с измерением тока. Измерение напряжения становится необходимым, если вы работаете с батареями или хотите изготовить собственный регулируемый источник питания. Хотя этот метод применим к любому микроконтроллеру, но в этом руководстве мы узнаем, как измерять напряжение с помощью Arduino.

На рынке доступны датчики напряжения.Но действительно ли они вам нужны? Давайте разберемся! Вы использовали это руководство в своем классе? Добавьте заметку для учителя, чтобы рассказать, как вы использовали ее в своем уроке. Микроконтроллер не может напрямую понимать аналоговое напряжение. Сначала мы увидим, как измерить напряжение с максимальным напряжением 5 В.

Это очень просто, так как не требуется никаких специальных модификаций. Чтобы смоделировать изменяющееся напряжение, мы будем использовать потенциометр, средний вывод которого подключен к любому из 6 каналов. Теперь мы напишем код для чтения значений из АЦП и преобразования их обратно в полезные показания напряжения.Но проблема возникает, когда измеряемое напряжение превышает 5 вольт. Это можно решить, используя схему делителя напряжения, которая состоит из 2 резисторов, соединенных последовательно, как показано на рисунке.

Один конец этого последовательного соединения подключен к измеряемому напряжению Vm, а другой конец — к земле. На стыке двух резисторов появится напряжение V1, пропорциональное измеренному напряжению. Затем этот переход можно подключить к аналоговому выводу Arduino.

Напряжение можно определить по этой формуле.Теперь, чтобы построить этот делитель напряжения, нам сначала нужно узнать номиналы резисторов. Выполните следующие действия, чтобы рассчитать номинал резисторов.

Тогда по формуле R2 получается равным 33k. С этой настройкой у нас теперь есть верхний и нижний предел. То есть для 0–12 В на Vm будет пропорциональное напряжение от 0 до 5 В на V1, которое затем может быть подано на Arduino, как и раньше. Аналоговое значение читается так же, как и раньше. Привет, ребята, и добро пожаловать, прежде чем мы начнем что-либо, я хочу предупредить вас о вознях с внутренним напряжением, линией электропередачи, электросетью….Модуль принимает сигнал, который мы хотим измерить, здесь внутренняя мощность V, его пиковое значение составляет около V.

Теперь ваш модуль откалиброван, калибровка кода будет основана на нем, поэтому постарайтесь не изменять его. NB: другой мультиметр в этот момент не выполняет измерения, см. Видео для получения дополнительной информации.

ACadafruitalternatifAlternativeArduinodimmereasyLcdlightmelementmodulemultimeterOLEDphaseRMSнаучныйэкрансигналыинволновойквадраттехнологиинапряжениятреугольникTRMStutorialvoltagewavezmptb.Привет, сэр. Как поживаете, сэр, я также хочу запустить другие периметры. Что я могу сделать? Когда я пытался удалить, когда он говорит об ошибке при чтении справки PLease. Нравится Нравится.

Можете ли вы сказать мне, из вашего кода, где вы взяли значения ниже? Я отрегулировал Trim Pot, как вы предложили. Как мне перевести показания в правильное напряжение?

Как мне получить нужные мне значения?

Привет, вы спросили меня о хакере? Что касается мультиметра, то дешевые мультиметры измеряют все сигналы переменного тока как синусоидальные волны, если вы хотите использовать его для калибровки, измерения синусоидального сигнала переменного тока от розетки или после трансформатора, но поскольку я использовал диммер на основе симистора, мне пришлось использовать мультиметр TRMS чтобы получить правильное значение.Для калибровки последней строки вы можете удалить ее, если вы это сделаете. Mein был основан на коде, который я сделал раньше, чтобы измерить ток… поэтому мне пришлось перенастроить. Я пытаюсь получить показания напряжения на ESP. Я использовал сдвиг уровня для защиты от повреждений от напряжения 5.

Когда модуль запитан 5 В, он отправит 2. Для ESP32 я думаю, что он имеет 12 бит, поэтому значения будут для Спасибо за ответ, Пожалуйста, посоветуйте дальше для работы модуля, так как я опасаюсь, что модуль неисправен.

Это более высокое значение аналого-цифрового преобразователя и для него это означает 3.Я не уверен, но это не работает, так как значение сигнала остается прежним. Итак, для 3. Добавьте теперь напряжение переменного тока и проверьте форму сигнала, поверните блок потенциометра. У вас есть форма, как я нашел, вы можете добавить задержку после последовательной печати, если хотите. Как я уже сказал, лучший способ — использовать серийный плоттер !!!

Итак, ваш 1. Вы должны использовать затухание канала АЦП. Здравствуйте, сэр, мне нравится этот проект. Как я могу поменять ino? Я человек из старой школы VB и не слишком знаком с синтаксисом C, также это самый первый проект Arduino, который я делаю для своих внутренних целей.

Измерение постоянного тока с помощью Arduino