- Необхідні компоненти:
- Робоче пояснення:
- Пояснення схеми:
- Пояснення програмування:
- Дизайн ланцюгів та друкованих плат із використанням EasyEDA:
- Розрахунок та замовлення друкованих плат у режимі онлайн:
Ми часто бачимо коливання напруги в електропостачанні у нас вдома, що може спричинити несправність наших домашніх приладів змінного струму. Сьогодні ми будуємо недорогу схему захисту високої та низької напруги, яка відключить подачу електроприладів на випадок високої або низької напруги. Він також покаже попереджувальне повідомлення на РК-дисплеї 16x2. У цьому проекті ми використовували мікроконтролер PIC для зчитування та порівняння вхідної напруги з опорною напругою та відповідних дій.
Ми зробили цю схему на друкованій платі і додали додаткову схему на друкованій платі з тією ж метою, але цього разу з використанням операційного підсилювача LM358 (без мікроконтролера). З метою демонстрації ми обрали обмеження низької напруги як 150 В, а обмеження високої напруги - 200 В. У цьому проекті ми не використовували жодне реле для відключення, ми просто продемонстрували його за допомогою РК-дисплея, перевірте відео в кінці цієї статті. Але користувач може підключити реле до цієї схеми та підключити його до GPIO від PIC.
Далі перевірте інші наші проекти з друкованих плат тут.
Необхідні компоненти:
- Мікроконтролер PIC18F2520
- Друкована плата (замовлена у EasyEDA)
- ІС LM358
- 3-контактний роз'єм терміналу (додатково)
- РК-дисплей 16x2
- BC547 Транзистор
- 1k резистор
- Резистор 2к2
- 30K резистор SMD
- 10 тис. SMD
- Конденсатори - 0,1 мкФ, 10 мкФ, 1000 мкФ
- 28-контактний IC-підстава
- Чоловічі / жіночі огірки
- 7805 Регулятори напруги - 7805, 7812
- Програміст Pickit2
- СВІТЛОДІОДНИЙ
- Діод стабілітрона - 5.1v, 7.5v, 9.2v
- Трансформатор 12-0-12
- Кристал 12 МГц
- Конденсатор 33pF
- Регулятор напруги (регулятор швидкості обертання вентилятора)
Робоче пояснення:
У цьому ланцюзі відключення високої та низької напруги ми зчитували напругу змінного струму за допомогою мікроконтролера PIC за допомогою трансформатора, мостового випрямляча та схеми дільника напруги та відображали на РК-дисплеї 16x2. Потім ми порівняли напругу змінного струму із заздалегідь визначеними лімітами та відповідно відобразили повідомлення попередження на РК-дисплеї. Як, якщо напруга нижче 150 В, тоді ми показали "Низька напруга", а якщо напруга вище 200 В, ми показали текст "Висока напруга" на РК-дисплеї. Ми можемо змінити ці обмеження в коді PIC, наведеному в кінці цього проекту. Тут ми використовували регулятор вентилятора для збільшення та зменшення вхідної напруги для демонстрації у відео.
У цій схемі ми також додали просту схему захисту від напруги під та над напругою без використання будь-якого мікроконтролера. У цій простій схемі ми використали компаратор LM358 для порівняння вхідної та опорної напруги. Отже, у нас є три варіанти у цьому проекті:
- Виміряйте та порівняйте змінну напругу за допомогою трансформатора, мостового випрямляча, схеми дільника напруги та мікроконтролера PIC.
- Виявлення надмірної та нижчої напруги за допомогою LM358 за допомогою трансформатора, випрямляча та компаратора LM358 (без мікроконтролера)
- Виявляйте напругу під і над напругою, використовуючи компаратор LM358, і подайте його вихід на мікроконтролер PIC для дії за допомогою коду.
Тут ми продемонстрували перший варіант цього проекту. У якому ми знизили вхідну напругу змінного струму, а потім перетворили його в постійний струм за допомогою мостового випрямляча, а потім знову відобразили цю напругу постійного струму на 5 в, а потім, нарешті, подали цю напругу на мікроконтролер PIC для порівняння та відображення.
У мікроконтролері PIC ми прочитали цю відображену постійну напругу і на основі цього відображеного значення обчислили вхідну напругу змінного струму за допомогою заданої формули:
вольт = ((adcValue * 240) / 1023)
де adcValue - це еквівалентне значення вхідної напруги постійного струму на контакті АЦП контролера ПІК, а вольт - прикладена змінна напруга. Тут ми взяли 240 В як максимальну вхідну напругу.
або ж ми можемо використовувати даний метод для відображення еквівалентного значення вхідного струму постійного струму.
volt = карта (adcVlaue, 530, 895, 100, 240)
де adcValue - це еквівалентне значення вхідної напруги постійного струму на контакті ADC контролера PIC, 530 - мінімальний еквівалент напруги постійного струму і 895 - значення еквівалента максимальної напруги постійного струму. І 100 В - це мінімальна напруга відображення, а 240 В - максимальна напруга відображення.
Означає, що вхід постійного струму 10 мВ на контакті АЦП PIC дорівнює 2,046 еквіваленту АЦП. Отже, тут ми обрали 530 як мінімальне значення, напруга на контакті АЦП ПІК буде:
(((530 / 2.046) * 10) / 1000) Вольт
2.6v, яке буде відображено мінімальне значення 100VAC
(Той самий розрахунок для максимального ліміту).
Переконайтеся, що функція карти в кінці вказана в коді програми PIC. Дізнайтеся більше про схему дільника напруги та відображення напруг за допомогою АЦП тут.
Робота з цим проектом проста. У цьому проекті для демонстрації ми використовували регулятор вентилятора змінного струму. Ми підключили регулятор вентилятора до входу трансформатора. А потім, збільшуючи або зменшуючи його опір, ми отримували бажану вихідну напругу.
У коді ми встановили максимальне та мінімальне значення напруги для виявлення високої та низької напруги. Ми встановили 200 В як межу перенапруги та 150 В як нижню межу напруги. Тепер після включення ланцюга ми можемо побачити вхідну напругу змінного струму на РК-дисплеї. Коли вхідна напруга зростає, ми можемо спостерігати зміни напруги на РК-дисплеї, і якщо напруга перевищує граничну напругу, тоді РК-дисплей сповістить нас за допомогою "HIGH Voltage Alert", а якщо напруга буде нижчою, ніж нижча за граничну напругу, РК-дисплей сповістить нас, показуючи " Повідомлення про низьку напругу ”. Таким чином, його можна також використовувати як електронний вимикач.
Ми можемо додатково додати реле для підключення будь-яких приладів змінного струму до автоматичного відключення на низьких або високих напругах. Нам просто потрібно додати рядок коду, щоб вимкнути прилад, під РК-повідомленням, що відображає код. Позначте тут, щоб використовувати реле з приладами змінного струму.
Пояснення схеми:
У ланцюзі захисту високої та низької напруги ми використовували підсилювач LM358, який має два виходи, підключені до 2 та 3 числових висновків мікроконтролера PIC. А дільник напруги використовується для розподілу напруги і підключає його вихід на 4-му номері виводу мікроконтролера PIC. РК-дисплей підключається до PORTB PIC в 4-розрядному режимі. RS і EN безпосередньо підключені на B0 і B1, а виводи даних D4, D5, D6 і D7 РК-дисплея підключені відповідно на B2, B3, B4 і B5. У цьому проекті ми використали два регулятори напруги: 7805 для живлення мікроконтролера та 7812 для схеми LM358. А понижуючий трансформатор 12v-0-12v також використовується для зниження змінної напруги. Інші компоненти показані на схемі нижче.
Пояснення програмування:
Програмувати частину цього проекту легко. У цьому коді нам просто потрібно розрахувати змінну напругу, використовуючи відображену напругу 0-5v, що надходить від схеми дільника напруги, а потім порівняти її із заданими значеннями. Ви можете перевірити повний код PIC після цього проекту.
По-перше, в код ми включили заголовок та налаштували конфігураційні біти мікроконтролера PIC. Якщо ви не знайомі з кодуванням PIC, вивчіть тут мікроконтролер PIC та його налаштування.
Потім ми використовували деякі функції для керування РК, такі як void lcdbegin () для ініціалізації РК, void lcdcmd (char ch) для надсилання команди на LCD, void lcdwrite (char ch) для надсилання даних на LCD та void lcdprint (char * str) для надсилання рядка на РК. Перевірте всі функції в коді нижче.
Наведена нижче функція використовується для відображення значень:
довга карта (довгий x, довгий in_min, довгий in_max, довгий out_min, довгий out_max) {return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min; }
Дана функція int analogRead (int ch) використовується для ініціалізації та читання АЦП:
int analogRead (int ch) {int adcData = 0; якщо (ch == 0) ADCON0 = 0x03; // adc-канал 0 else if (ch == 1) ADCON0 = 0x0b; // вибираємо adc-канал 1 else if (ch == 2) ADCON0 = 0x0b; // вибрати канал ADC 2 ADCON1 = 0b00001100; // вибір аналогового i / p 0,1 та 2 каналу ADC ADCON2 = 0b10001010; // час вирівнювання, що тримає час обмеження, поки (GODONE == 1); // почати перетворення значення adc adcData = (ADRESL) + (ADRESH << 8); // Зберігаємо 10-бітний вихід ADON = 0; // adc off return adcData; }
Наведені лінії використовуються для отримання зразків АЦП і обчислення їх середнього значення, а потім розрахунку напруги:
while (1) {long adcValue = 0; int volt = 0; for (int i = 0; i <100; i ++) // відбір зразків {adcValue + = analogRead (2); затримка (1); } adcValue / = 100; #if метод == 1 вольт = (((плаваючий) adcValue * 240,0) /1023,0); #else volt = карта (adcValue, 530, 895, 100, 240); #endif sprintf (результат, "% d", вольт);
І нарешті дана функція використовується для здійснення результативних дій:
якщо (вольт> 200) {lcdcmd (1); lcdprint ("Висока напруга"); lcdcmd (192); lcdprint ("Оповіщення"); затримка (1000); } інакше якщо (вольт <150) {lcdcmd (1); lcdprint ("Низька напруга"); lcdcmd (192); lcdprint ("Оповіщення"); затримка (1000); }
Дизайн ланцюгів та друкованих плат із використанням EasyEDA:
Для розробки цієї схеми ВИСОКОГО та НИЗЬКОГО детектора напруги ми обрали онлайн-інструмент EDA, який називається EasyEDA. Раніше ми багато разів використовували EasyEDA і вважали його дуже зручним у порівнянні з іншими виробниками друкованих плат. Перегляньте тут усі наші проекти з друкованих плат. EasyEDA - це не тільки єдине рішення для схематичного захоплення, моделювання схеми та проектування друкованих плат, вони також пропонують дешеву послугу «Прототип друкованої плати» та джерело компонентів. Нещодавно вони запустили службу пошуку компонентів, де вони мають великий запас електронних компонентів, і користувачі можуть замовити необхідні компоненти разом із замовленням друкованих плат.
Проектуючи свої схеми та друковані плати, ви також можете зробити свої схеми та конструкції друкованих плат загальнодоступними, щоб інші користувачі могли їх копіювати або редагувати та отримувати від цього вигоду; ми також зробили всі наші схеми схем та друкованих плат друкованими для цієї високої та низької напруги Схема захисту, перевірте посилання нижче:
easyeda.com/circuitdigest/HIGH_LOW_Voltage_Detector-4dc240b0fde140719c2401096e2410e6
Нижче наведено Знімок верхнього шару макета друкованої плати від EasyEDA, ви можете переглянути будь-який шар (верхній, нижній, верхній, молочний тощо) друкованої плати, вибравши шар у вікні "Шари".
Ви також можете перевірити перегляд фотографій друкованої плати за допомогою EasyEDA:
Розрахунок та замовлення друкованих плат у режимі онлайн:
Після завершення проектування друкованої плати ви можете натиснути на піктограму виводу для виготовлення вище. Тоді ви перейдете на сторінку замовлення друкованої плати, щоб завантажити файли Gerber з вашої друкованої плати та надіслати їх будь-якому виробнику, а також набагато простіше (і дешевше) замовити її безпосередньо в EasyEDA. Тут ви можете вибрати кількість друкованих плат, яку ви хочете замовити, скільки шарів міді вам потрібно, товщину друкованої плати, масу міді і навіть колір друкованої плати. Після того, як ви вибрали всі параметри, натисніть «Зберегти в кошику» та завершіть замовлення, після чого ви отримаєте свої друковані плати через кілька днів. Користувач також може звернутися до місцевого постачальника друкованих плат для виготовлення друкованих плат за допомогою файлу Gerber.
Доставка EasyEDA відбувається дуже швидко, і через кілька днів замовлення друкованих плат я отримав зразки друкованих плат:
Нижче наведені фотографії після пайки компонентів на друкованій платі:
Ось як ми можемо легко побудувати ланцюг захисту від низької високої напруги для нашого будинку. Далі вам просто потрібно додати реле для підключення до нього будь-яких приладів змінного струму, щоб захистити його від коливань напруги. Просто підключіть реле до будь-якого штифта мікроконтролера PIC загального призначення та напишіть код, щоб зробити цей штифт високим і низьким разом з кодом попереджувального повідомлення на РК-дисплеї.