Круг за откривање и заштиту високог / ниског напона помоћу микроконтролера пиц

Често видимо флуктуације напона у напајању електричном енергијом код куће, што може проузроковати квар у кућним уређајима наизменичне струје. Данас градимо јефтини заштитни круг високог и ниског напона, који ће искључити напајање уређаја у случају високог или ниског напона. Такође ће приказати поруку упозорења на ЛЦД екрану 16к2. У овом пројекту користили смо ПИЦ микроконтролер да очитамо и упоредимо улазни напон са референтним напоном и предузмемо одговарајуће мере.

Направили смо ово коло на ПЦБ-у и додали смо додатно коло на ПЦБ-у за исту сврху, али овог пута користећи оптичко појачало ЛМ358 (без микроконтролера). У сврху демонстрације изабрали смо ограничење ниског напона од 150в, а ограничење високог напона од 200в. Овде у овом пројекту нисмо користили ниједан релеј за одсецање, већ смо га демонстрирали помоћу ЛЦД-а, погледајте Видео на крају овог чланка. Али корисник може да прикључи релеј са овим кругом и да га повеже са ПИЦ-овим ГПИО.

Даље проверите наше остале ПЦБ пројекте овде.

Компоненте потребне:

1. ПИЦ микроконтролер ПИЦ18Ф2520
2. ПЦБ (поручено од ЕасиЕДА)
3. ИЦ ЛМ358
4. 3-полни конектор терминала (опционално)
5. ЛЦД 16к2
6. БЦ547 Транзистор
7. 1к отпорник
8. Отпорник 2к2
9. 30К отпорник СМД
10. 10к СМД
11. Кондензатори - 0.1уф, 10уФ, 1000уФ
12. 28-пинска ИЦ база
13. Мушке / женске кардиксеве
14. 7805 Регулатори напона- 7805, 7812
15. Пицкит2 програмер
16. ЛЕД
17. Зенер диода - 5.1в, 7.5в, 9.2в
18. Трансформатор 12-0-12
19. Кристал од 12 МХз
20. 33пФ кондензатор
21. Регулатор напона (регулатор брзине вентилатора)

Објашњење:

У овом прекидном кругу високог и ниског напона очитали смо наизменични напон помоћу ПИЦ микроконтролера уз помоћ трансформатора, мостовског исправљача и прекидача напона и приказани преко ЛЦД-а од 16к2. Затим смо упоредили наизменични напон са унапред дефинисаним ограничењима и у складу с тим приказали поруку упозорења преко ЛЦД-а. Као ако је напон испод 150в, тада смо приказали „Ниски напон“, а ако је напон изнад 200в, приказали смо текст „Високи напон“ преко ЛЦД-а. Та ограничења можемо променити у ПИЦ коду датом на крају овог пројекта. Овде смо користили регулатор вентилатора за повећање и смањење долазног напона у сврху демонстрације у видеу.

У овај круг смо додали и једноставан склоп заштите од пренапонског и пренапонског напона без употребе било каквог микроконтролера. У овом једноставном колу користили смо компаратор ЛМ358 за упоређивање улазног и референтног напона. Дакле, имамо три могућности у овом пројекту:

1. Измерите и упоредите наизменични напон уз помоћ трансформатора, исправљача моста, кола делитеља напона и ПИЦ микроконтролера.
2. Откривање пренапонског и поднапонског напона употребом ЛМ358 уз помоћ трансформатора, исправљача и упоређивача ЛМ358 (без микроконтролера)
3. Откријте поднапонски и прекомерни напон помоћу упоредног уређаја ЛМ358 и напојите његов излаз на ПИЦ микроконтролер за подузимање радњи помоћу кода.

Овде смо демонстрирали прву опцију овог пројекта. У којем смо сишли са улазног напона наизменичне струје, а затим га претворили у једносмерни помоћу мостовног исправљача, а затим поново пресликали овај једносмерни напон на 5в и на крају напој напајали на ПИЦ микроконтролер за упоређивање и приказ.

У ПИЦ микроконтролеру смо прочитали овај мапирани једносмерни напон и на основу те мапиране вредности израчунали смо долазни наизменични напон помоћу дате формуле:

волт = ((адцВалуе * 240) / 1023)

где је адцВалуе еквивалентна вредност улазног једносмерног напона на пин-у АДЦ регулатора ПИЦ, а волт је примењени наизменични напон. Овде смо узели 240в као максимални улазни напон.

или алтернативно можемо користити дати метод за мапирање еквивалентне улазне вредности једносмерне струје.

волт = мапа (адцВлауе, 530, 895, 100, 240)

где је адцВалуе еквивалентна вредност улазног једносмерног напона на пин-у АДЦ регулатора ПИЦ, 530 је минимални еквивалент једносмерног напона и 895 је максимална вредност еквивалентне једносмерном напону. А 100в је минимални напон мапирања, а 240в максимални напон мапирања.

Значи 10мВ ДЦ улаз на ПИЦ АДЦ пину једнак је 2.046 АДЦ еквивалентној вредности. Дакле, овде смо изабрали 530 као минималну вредност, напон на АДП пину ПИЦ-а биће:

(((530 / 2.046) * 10) / 1000) Волт

2.6в која ће бити мапирана минимална вредност од 100ВАЦ

(Исти прорачун за максимално ограничење).

Проверите да ли је на крају функција мапе дата у програмском коду ПИЦ. Овде сазнајте више о кругу делитеља напона и мапирању напона помоћу АДЦ.

Рад на овом пројекту је лак. У овом пројекту смо за демонстрирање користили регулатор вентилатора наизменичног напона. Прикључили смо регулатор вентилатора на улаз трансформатора. А онда повећањем или смањењем његовог отпора добили смо жељени излазни напон.

У коду смо утврдили максималне и минималне вредности напона за детекцију високог и ниског напона. Фиксирали смо 200в као ограничење пренапона и 150в као доњу границу напона. Након укључивања кола, можемо видети улазни напон наизменичне струје преко ЛЦД-а. Када се улазни напон повећа, тада можемо видети промене напона преко ЛЦД-а, а ако напон постане већи од прекорачења напона, ЛЦД ће нас упозорити „ХИГХ Волтаге Алерт“, а ако напон падне испод испод напона, ЛЦД ће нас упозорити показујући „ Упозорење о НИСКОМ напону “. На овај начин се може користити и као електронски прекидач.

Даље можемо додати релеј за прикључивање било којих уређаја наизменичне струје на аутоматско искључивање на ниским или високим напонима. Само треба да додамо ред кода за искључивање уређаја, испод ЛЦД поруке упозорења која приказује код. Означите овде да бисте користили релеј са уређајима наизменичне струје.

Објашњење кола:

У заштитном кругу високог и ниског напона користили смо опционо појачало ЛМ358 које има два излаза повезана на 2 и 3 бројевна пина ПИЦ микроконтролера. А делилац напона користи се за поделу напона и повезује свој излаз на пину броја 4 на ПИЦ микроконтролеру. ЛЦД је повезан на ПОРТБ ПИЦ-а у 4-битном режиму. РС и ЕН су директно повезани на Б0 и Б1, а пинови података Д4, Д5, Д6 и Д7 ЛЦД-а повезани су на Б2, Б3, Б4 и Б5. У овом пројекту користили смо два регулатора напона: 7805 за напајање микроконтролера и 7812 за коло ЛМ358. А силазни трансформатор од 12в-0-12в такође се користи за смањење АЦ напона. Остали делови су приказани на доњој шеми.

Објашњење програмирања:

Програмирање дела овог пројекта је једноставно. У овом коду само треба израчунати наизменични напон помоћу мапираног напона 0-5в који долази из круга делитеља напона, а затим га упоредити са унапред дефинисаним вредностима. Комплетни ПИЦ код можете проверити након овог пројекта.

Прво, у код смо укључили заглавље и конфигурисали конфигурационе битове ПИЦ микроконтролера. Ако сте нови у ПИЦ кодирању, овде научите ПИЦ микроконтролер и његове конфигурационе битове.

Затим смо користили неке функције за управљање ЛЦД-ом, попут воид лцдбегин () за иницијализацију ЛЦД-а, воид лцдцмд (цхар цх) за слање наредбе на ЛЦД, воид лцдврите (цхар цх) за слање података на ЛЦД и воид лцдпринт (цхар * стр) за слање низа на ЛЦД. Проверите све функције у доњем коду.

Испод дата функција користи се за мапирање вредности:

дуга мапа (дуго к, дуго ин_мин, дуго ин_мак, дуго оут_мин, дуго оут_мак) {ретурн (к - ин_мин) * (оут_мак - оут_мин) / (ин_мак - ин_мин) + оут_мин; }

С обзиром Инт аналогРеад (Инт Цх) функција се користи за Покретање и читање АДЦ:

инт аналогРеад (инт цх) {инт адцДата = 0; ако (цх == 0) АДЦОН0 = 0к03; // адц канал 0 елсе иф (цх == 1) АДЦОН0 = 0к0б; // изаберемо адц канал 1 елсе иф (цх == 2) АДЦОН0 = 0к0б; // одабир адц канала 2 АДЦОН1 = 0б00001100; // одабир аналогног и / п 0,1 и 2 канала АДЦ АДЦОН2 = 0б10001010; // време изједначавања задржавање ограничења вхиле (ГОДОНЕ == 1); // започнемо конверзију вредност адц адцДата = (АДРЕСЛ) + (АДРЕСХ << 8); // Складиштимо 10-битни излаз АДОН = 0; // адц офф ретурн адцДата; }

Дате линије се користе за добијање АДЦ узорака и израчунавање њиховог просека, а затим израчунавање напона:

вхиле (1) {лонг адцВалуе = 0; инт волт = 0; фор (инт и = 0; и <100; и ++) // узимање узорака {адцВалуе + = аналогРеад (2); кашњење (1); } адцВалуе / = 100; #иф метход == 1 волт = (((флоат) адцВалуе * 240.0) /1023.0); #елсе волт = мапа (адцВалуе, 530, 895, 100, 240); #ендиф спринтф (резултат, "% д", волт);

И коначно дата функција се користи за предузимање резултираних радњи:

иф (волт> 200) {лцдцмд (1); лцдпринт ("Високи напон"); лцдцмд (192); лцдпринт ("Упозорење"); кашњење (1000); } елсе иф (волт <150) {лцдцмд (1); лцдпринт ("Ниски напон"); лцдцмд (192); лцдпринт ("Упозорење"); кашњење (1000); }

Дизајн кола и ПЦБ-а користећи ЕасиЕДА:

Да бисмо дизајнирали овај круг ВИСОКОГ И НИСКОГ напона, одабрали смо мрежни ЕДА алат назван ЕасиЕДА. Раније смо много пута користили ЕасиЕДА и сматрали смо да је врло згодан за употребу у поређењу са другим произвођачима ПЦБ-а. Овде погледајте све наше ПЦБ пројекте. ЕасиЕДА није само решење на једном месту за шематско хватање, симулацију кола и дизајн ПЦБ-а, они такође нуде јефтину услугу извођења прототипа и компонената ПЦБ-а. Недавно су покренули услугу снабдевања компонентама где имају велику залиху електронских компонената и корисници могу да наруче потребне компоненте заједно са наруџбом ПЦБ-а.

Док дизајнирате своје склопове и ПЦБ-ове, такође можете учинити своје дизајне кола и ПЦБ-а јавним, тако да их други корисници могу копирати или уредити и од тога имати користи, такође смо учинили јавним читав свој распоред кругова и ПЦБ-а за овај високи и ниски напон Заштитни круг, погледајте доњу везу:

хттпс://еасиеда.цом/цирцуитдигест/ХИГХ_ЛОВ_Волтаге_Детецтор-4дц240б0фде140719ц2401096е2410е6

Испод је Снимак горњег слоја изгледа ПЦБ-а од ЕасиЕДА-е, можете видети било који слој (горњи, доњи, горњи део, дно итд.) ПЦБ-а избором слоја из прозора „Слојеви“.

Такође можете да погледате приказ фотографија ПЦБ-а помоћу ЕасиЕДА-е:

Израчунавање и наручивање ПЦБ-а на мрежи:

Након завршетка дизајна ПЦБ-а, можете да кликнете на горњу икону излаза за производњу . Тада ћете приступити страници ПЦБ како бисте преузели Гербер датотеке са ПЦБ-а и послали их било ком произвођачу, а такође је и много лакше (и јефтиније) наручити директно у ЕасиЕДА-и. Овде можете одабрати број ПЦБ-а које желите да наручите, колико слојева бакра вам треба, дебљину ПЦБ-а, тежину бакра, па чак и боју ПЦБ-а. Након што одаберете све опције, кликните на „Сачувај у корпу“ и довршите наруџбину, а неколико дана касније добићете своје ПЦБ плоче. Корисник такође може да иде са својим локалним добављачем ПЦБ-а да прави ПЦБ користећи Гербер датотеку.

Достава ЕасиЕДА-е је врло брза и након неколико дана наручивања ПЦБ-а добио сам узорке ПЦБ-а:

Испод су слике након лемљења компонената на ПЦБ:

На овај начин лако можемо да направимо заштитни круг ниског напона за свој дом. Даље, само требате додати релеј да бисте на њега повезали све уређаје наизменичне струје, како бисте га заштитили од колебања напона. Само повежите релеј са било којим пином за општу намену ПИЦ МЦУ-а и напишите код да би тај пин био висок и низак заједно са ЛЦД кодом поруке упозорења.