عداد الطاقة متعدد الوظائف اردوينو DIY V1.0: 13 خطوة (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

في هذا Instructable ، سأوضح لك كيفية صنع مقياس طاقة متعدد الوظائف قائم على Arduino. هذا العداد الصغير هو جهاز مفيد للغاية يعرض معلومات مهمة عن المعلمات الكهربائية. يمكن للجهاز قياس 6 معلمات كهربائية مفيدة: الجهد ، التيار ، الطاقة ، الطاقة ، السعة ، ودرجة الحرارة. هذا الجهاز مناسب فقط لأحمال التيار المستمر مثل أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. يمكنك أيضًا استخدام هذا المقياس لقياس سعة البطارية.

يمكن للمقياس قياس ما يصل إلى نطاق الجهد من 0 - 26V والحد الأقصى للتيار 3.2A.

اللوازم

المكونات المستخدمة:

1. Arduino Pro Micro (Amazon)

2. INA219 (أمازون)

3. 0.96 بوصة OLED (أمازون)

4. DS18B20 (أمازون)

5. بطارية ليبو (أمازون)

6. المحطات اللولبية (الأمازون)

7. رؤوس الإناث / الذكور (أمازون)

8. مجلس مثقوب (الأمازون)

9. 24 AWG Wire (أمازون)

10. تبديل الشرائح (أمازون)

الأدوات والأدوات المستخدمة:

1. لحام الحديد (أمازون)

2. أداة تعرية الأسلاك (أمازون)

3. مالتيميتر (أمازون)

4. جهاز اختبار الكهرباء (أمازون)

الخطوة 1: كيف يعمل؟

قلب مقياس الطاقة هو لوحة Arduino Pro Micro. يستشعر Arduino التيار والجهد باستخدام مستشعر التيار INA219 ويتم استشعار درجة الحرارة بواسطة مستشعر درجة الحرارة DS18B20. وفقًا لهذا الجهد والتيار ، يقوم Arduino بالرياضيات لحساب الطاقة والطاقة.

المخطط الكامل مقسم إلى 4 مجموعات

1. Arduino Pro Micro

يتم توفير الطاقة المطلوبة لـ Arduino Pro Micro من بطارية LiPo / Li-Ion من خلال مفتاح منزلق.

2. جهاز الاستشعار الحالي

جهاز الاستشعار الحالي INA219 متصل بلوحة Arduino في وضع اتصال I2C (SDA و SCL pin).

3. شاشة OLED

على غرار المستشعر الحالي ، يتم توصيل شاشة OLED أيضًا بلوحة Arduino في وضع الاتصال I2C. ومع ذلك ، فإن عنوان كلا الجهازين مختلف.

4. مستشعر درجة الحرارة

لقد استخدمت هنا مستشعر درجة الحرارة DS18B20. يستخدم بروتوكول أحادي السلك للتواصل مع Arduino.

الخطوة 2: اختبار اللوح

أولاً ، سنقوم بعمل الدائرة على اللوح. الميزة الرئيسية للوح غير الملحوم أنه غير ملحوم. وبالتالي يمكنك بسهولة تغيير التصميم بمجرد فصل المكونات والخيوط حسب حاجتك.

بعد إجراء اختبار اللوح ، قمت بعمل الدائرة على لوحة مثقبة

الخطوة 3: تحضير لوحة Arduino

يأتي Arduino Pro Micro بدون لحام دبوس الرؤوس. لذلك عليك لحام الرؤوس في Arduino أولاً.

أدخل رؤوس الذكور طويلة الجانب لأسفل في اللوح. الآن ، مع تثبيت الرؤوس ، يمكنك بسهولة ترك لوحة Arduino في مكانها أعلى دبوس الرؤوس. ثم قم بتوصيل جميع المسامير بلوحة Arduino.

الخطوة 4: تحضير الرؤوس

لتركيب Arduino وشاشة OLED ومستشعر التيار ومستشعر درجة الحرارة ، فأنت بحاجة إلى بعض رؤوس الأنثى المستقيمة. عند شراء الرؤوس المستقيمة ، ستكون طويلة جدًا لاستخدام المكونات. لذلك ، سوف تحتاج إلى تقليمهم إلى الطول المناسب. لقد استخدمت القراص لتقليصها.

فيما يلي تفاصيل الرؤوس:

1. لوحة اردوينو - 2 × 12 دبابيس

2. INA219-1 × 6 دبابيس

3. OLED - 1 × 4 دبابيس

4. درجة الحرارة. المستشعر - 1 × 3 دبابيس

الخطوة 5: لحام الرؤوس الأنثوية

بعد تحضير دبوس الرؤوس الأنثوي ، قم بلحامهم باللوحة المثقبة. بعد لحام دبابيس الرأس ، تحقق مما إذا كانت جميع المكونات مناسبة تمامًا أم لا.

ملاحظة: سأوصي بلحام المستشعر الحالي مباشرة باللوحة بدلاً من الرأس الأنثوي.

لقد قمت بالاتصال من خلال دبوس الرأس لإعادة استخدام INA219 لمشاريع أخرى.

الخطوة 6: قم بتركيب مستشعر درجة الحرارة

أنا هنا أستخدم مستشعر درجة الحرارة DS18B20 في حزمة TO-92. من خلال التفكير في الاستبدال السهل ، استخدمت رأسًا نسائيًا بثلاثة أسنان. ولكن يمكنك لحام المستشعر مباشرة باللوحة المثقبة.

الخطوة 7: لحام أطراف المسمار

هنا يتم استخدام المحطات اللولبية للتوصيل الخارجي باللوحة. التوصيلات الخارجية

1. المصدر (البطارية / الألواح الشمسية)

2. تحميل

3. امدادات الطاقة لاردوينو

يتم استخدام طرف المسمار الأزرق لإمداد الطاقة إلى Arduino ويتم استخدام محطتين أخضرتين لتوصيل المصدر والحمل.

الخطوة 8: اصنع الدائرة

بعد لحام الرؤوس الأنثوية والمحطات اللولبية ، يجب عليك الانضمام إلى الفوط وفقًا للرسم التخطيطي الموضح أعلاه.

الاتصالات جميلة ومباشرة

INA219 / OLED -> أردوينو

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D3

DS18B20 -> اردوينو

GND -> GND

DQ -> D4 من خلال مقاوم سحب 4.7K

VCC -> VCC

أخيرًا ، قم بتوصيل المحطات اللولبية حسب التخطيطي.

لقد استخدمت أسلاك ملونة 24AWG لعمل الدائرة. جندى السلك حسب مخطط الدائرة.

الخطوة 9: تصاعد المواجهات

بعد اللحام والأسلاك ، قم بتركيب المواجهات في 4 زوايا. سيوفر خلوصًا كافيًا لمفاصل وأسلاك اللحام من الأرض.

الخطوة 10: تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

لقد صممت PCB مخصص لهذا المشروع. نظرًا للوضع الحالي للوباء COVID-19 ، لا يمكنني تقديم طلب لشراء ثنائي الفينيل متعدد الكلور هذا. لذلك لم أختبر ثنائي الفينيل متعدد الكلور حتى الآن.

يمكنك تنزيل ملفات Gerber من PCBWay

عندما تقدم طلبًا من PCBWay ، سأحصل على تبرع بنسبة 10 ٪ من PCBWay لمساهمة في عملي. قد تشجعني مساعدتك الصغيرة على القيام بمزيد من العمل الرائع في المستقبل. شكرا لتعاونكم.

الخطوة 11: القوة والطاقة

الطاقة: الطاقة هي نتاج الجهد (فولت) والتيار (أمبير)

P = VxI

وحدة الطاقة هي Watt أو KW

الطاقة: الطاقة هي نتاج الطاقة (واط) والوقت (ساعة)

E = Pxt

وحدة الطاقة هي واط / ساعة أو كيلوواط / ساعة (kWh)

السعة: السعة هي نتاج التيار (أمبير) والوقت (ساعة)

ج = أنا س ر

وحدة السعة هي Amp-Hour

لمراقبة الطاقة والطاقة أعلاه ، يتم تنفيذ المنطق في البرنامج ويتم عرض المعلمات في شاشة OLED مقاس 0.96 بوصة.

رصيد الصورة: imgoat

الخطوة 12: البرامج والمكتبات

أولاً ، قم بتنزيل الكود المرفق أدناه. ثم قم بتنزيل المكتبات التالية وتثبيتها.

1. مكتبة Adafruit INA219

2. مكتبة Adafruit SSD1306

3. دالاس درجة الحرارة

بعد تثبيت جميع المكتبات ، قم بتعيين اللوحة الصحيحة ومنفذ COM ، ثم قم بتحميل الكود.

الخطوة 13: الاختبار النهائي

لاختبار اللوحة ، قمت بتوصيل بطارية 12V كمصدر و 3W LED كحمل.

البطارية متصلة بطرف المسمار الموجود أسفل Arduino ويتم توصيل LED بطرف المسمار أسفل INA219. يتم توصيل بطارية LiPo بطرف المسمار الأزرق ثم قم بتشغيل الدائرة باستخدام مفتاح الشريحة.

يمكنك رؤية جميع المعلمات معروضة على شاشة OLED.

المعلمات في العمود الأول هي

1. الجهد

2. الحالي

3. القوة

المعلمات في العمود الثاني هي

1. الطاقة

2. القدرة

3. درجة الحرارة

للتحقق من الدقة ، استخدمت جهاز القياس المتعدد والمختبر كما هو موضح أعلاه. الدقة قريبة منهم. أنا راضٍ حقًا عن هذه الأداة بحجم الجيب.

شكرًا على قراءة Instructable الخاص بي. إذا كنت تحب مشروعي ، فلا تنس مشاركته. التعليقات وردود الفعل هي دائما موضع ترحيب.