Overstrømforsyning med gjeldende avbrudd ved hjelp av Arduino

I dette innlegget skal vi konstruere en batteriliminator / DC variabel strømforsyning som automatisk vil kutte forsyningen hvis strømmen gjennom lasten overstiger det forhåndsinnstilte terskelnivået.

Av Girish Radhakrishanan

Viktigste tekniske funksjoner

Den foreslåtte strømforsyningskretsen med gjeldende strøm som bruker Arduino har 16 X 2 LCD-skjerm, som brukes til å vise spenning, strøm, strømforbruk og forhåndsinnstilt terskelstrømgrense i sanntid.

Å være en elektronikkentusiast, tester vi prototypene våre på en strømforsyning med variabel spenning. De fleste av oss eier en billig variabel strømforsyning som kanskje ikke har hverken funksjon for spenningsmåling / strømmåling eller kortslutning eller overstrømsbeskyttelse innebygd.

Det er fordi strømforsyningen med disse nevnte funksjonene kan bombe på lommeboken din og vil bli for mye for hobbybruk.

Kortslutning og overstrøm er et problem for nybegynnere til profesjonelle og nybegynnere er utsatt for dette oftere på grunn av deres uerfarenhet, de kan reversere strømforsyningens polaritet eller koble komponentene på feil måte osv.

Disse tingene kan føre til at strømmen strømmer uvanlig høyt gjennom kretsen, noe som resulterer i termisk rømning i halvleder og passive komponenter, noe som resulterer i ødeleggelse av verdifulle elektroniske komponenter. I disse tilfellene blir ohms lov til en fiende.

Hvis du aldri har laget en kortslutning eller stekt krets, så gratulerer! Du er en av få personer som er perfekte innen elektronikk, eller du prøver aldri noe nytt innen elektronikk.

Det foreslåtte strømforsyningsprosjektet kan beskytte de elektroniske komponentene mot slik steking, som vil være billig nok for en gjennomsnittlig elektronikkhobbyist og lett nok til å konstruere en for hvem som er litt over nybegynnernivå.

Designet

Strømforsyningen har 3 potensiometre: en for å justere LCD-skjermkontrasten, en for å justere utgangsspenningen fra 1,2 V til 15 V, og det siste potensiometeret brukes til å sette strømgrensen fra 0 til 2000 mA eller 2 Ampere.

LCD-skjermen oppdaterer deg med fire parametere hvert sekund: spenning, strømforbruk, forhåndsinnstilt strømgrense og strømforbruk av belastningen.

Strømforbruket via belastning vil vises i milliampere, den forhåndsinnstilte strømgrensen vil vises i milliampere og strømforbruket vises i millivatt.
Kretsen er delt inn i 3 deler: kraftelektronikken, LCD-tilkoblingen og effektmålekretsen.

Disse tre trinnene kan hjelpe leserne til å forstå kretsen bedre. La oss nå se delen om kraftelektronikk som styrer utgangsspenningen.

Skjematisk diagram:

12v-0-12v / 3A-transformatoren vil bli brukt til å trappe ned spenningen, 6A4-dioder vil konvertere vekselstrøm til likspenning og 2000uF-kondensatoren vil glatte ut den hakkete DC-forsyningen fra dioder.

LM 7809 fast 9V regulator vil konvertere uregulert DC til regulert 9V DC forsyning. 9V-forsyningen vil drive Arduino og relé. Prøv å bruke en DC-kontakt for inngangsforsyningen til arduino.

Ikke hopp over de 0,1uF keramiske kondensatorene som gir god stabilitet for utgangsspenningen.

LM 317 gir variabel utgangsspenning for belastningen som skal tilkobles.

Du kan justere utgangsspenningen ved å rotere potensiometeret på 4,7 K ohm.

Det avslutter kraftdelen.

La oss nå se tilkoblingen til skjermen:

Tilkoblingsdetaljer

Det er ingenting å forklare her mye, bare koble opp Arduino og LCD-skjermen i henhold til kretsskjemaet. Juster 10K potensiometer for bedre visningskontrast.

Ovenstående skjerm viser eksemplet på målingene for de fire nevnte parametrene.

Effektmålestadium

La oss nå se effektmålingskretsen i detalj.

Effektmålekretsen består av voltmeter og amperemeter. Arduino kan måle spenning og strøm samtidig ved å koble nettverket av motstander i henhold til kretsskjemaet.

Relétilkoblingsdetaljer for ovennevnte design:

De fire 10 ohm motstandene parallelt som danner 2,5 ohm shuntmotstand som vil bli brukt til å måle strømmen gjennom belastningen. Motstandene skal være minst 2 watt hver.

Motstandene på 10k ohm og 100k ohm hjelper Arduino til å måle spenningen ved belastningen. Disse motstandene kan være en med normal wattstyrke.

Hvis du vil vite mer om hvordan Arduino-baserte amperemeter og voltmeter fungerer, kan du sjekke ut disse to lenkene:

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

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

10K ohm potensiometeret er gitt for å justere maksimalt strømnivå ved utgangen. Hvis strømmen gjennom lasten overstiger den forhåndsinnstilte strømmen, vil utgangsforsyningen kobles fra.
Du kan se det forhåndsinnstilte nivået i displayet, det vil bli nevnt som “LT” (Limit).

Si for eksempel: hvis du setter grensen til 200, vil den gi strøm til 199 mA. Hvis strømforbruket blir lik 200 mA eller over, vil utgangen umiddelbart kuttes.

Utgangen slås på og av av Arduino-pin nr. 7. Når denne pinnen er høy, aktiverer transistoren reléet som forbinder de vanlige og normalt åpne pinnene, som leder den positive forsyningen for lasten.

Dioden IN4007 absorberer høyspenningen tilbake EMF fra reléspolen mens den slår PÅ og AV.

Programkode:

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

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

Nå ville du ha fått nok kunnskap til å konstruere en strømforsyning som beskytter verdifulle elektroniske komponenter og moduler.

Hvis du har noen spesifikke spørsmål angående dette over gjeldende strømforsyningskrets ved hjelp av Arduino, kan du gjerne spørre i kommentarseksjonen, kan du få et raskt svar.