Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Arduino » Датчик тока для Arduino

    Датчик тока для Arduino





    Из этой статьи мы узнаем, как сделать датчик тока совместимый с Arduino и большинством других широко популярных микроконтроллеров. Этот проект отличается компактной конструкцией и схемой, основанной на SMD-компонентах.

    Этот датчик тока можно легко использовать для измерения до 15А и даже при пиковом токе около 20А.

    Инструменты и материалы:
    -LM358;
    -Резистор 2,2 кОм (код SMD 222);
    -Резистор 100 кОм (код 104-SMD);
    -Конденсатор SMD 1 мкФ - 2 шт;
    -Конденсатор SMD 100 нФ или 0,1 мкФ;
    -Шунтирующий резистор 5 мОм (код SMD R005);
    -Винтовой зажим;
    -3-х контактный штекер;
    -Мультиметр;
    -Печатная плата;
    -Раствор хлорного железа для травления;
    -Гравер;
    -Сверла 1,2 мм и 0,8 мм;
    -Принтер;
    -Плоскогубцы;
    -Пинцет;
    -Пластиковый контейнер для процесса травления;
    -Паяльник с тонким наконечником;
    -Припой и флюс;
    -Ардуино (опция);
    -Дисплей (опция);
    -Макетная плата (опция);

    Шаг первый: шунтирующий резистор
    Основным компонентом в этой схеме является шунтирующий резистор. Именно с помощью этого резистора измеряется небольшое падение напряжения и затем усиливается до измеримых значений Arduino. Важно, чтобы номинал этого резистора был достаточно мал, чтобы не создавать значительного падения напряжения в цепи. Малое сопротивление в диапазоне миллиомов также гарантирует, что общая рассеиваемая мощность очень мала и, следовательно, сам резистор не нагревается. Падение напряжения довольно мало, чтобы микроконтроллер мог напрямую его измерить, поэтому и используется операционный усилитель.

    Шунт, используемый в данной схеме, имеет маркировку - R005, что означает, что он имеет сопротивление 5 мОм.


    Шаг второй: схема
    Для устройства мастер разрабатывает схему и экспортирует ее в PDF-файл для печати.


    Скачать файл можно ниже.
    Current Sensor Layout.pdf

    Шаг третий: изготовление печатной платы
    После завершения проектирования схемы и макета мастер распечатал его в таком масштабе, чтобы размер печати соответствовал фактическому размеру печатной платы. Печатать нужно в зеркальном изображении. По размерам схемы вырезал заготовку для платы.




    Медь, находящаяся на воздухе в течение длительного времени, имеет свойство образовывать оксидный слой, который может влиять на общую проводимость. Важно, чтобы этот оксидный слой был удален с помощью очень мелкой наждачной бумаги.



    На плату укладывает распечатанную схему лицевой стороной вниз и проглаживает утюгом. После этого замачивает заготовку в воде в течении 10 минут. Вынимает заготовку и снимает бумагу.



    Наливает в емкость раствор хлорида железа и помещает в него заготовку платы. Периодически нужно встряхивать плату. В результате этой операции вся медь вокруг рисунка растворится.





    Промывает плату в воде, а затем ацетоном стирает тонер с дорожек.




    Шаг четвертый: отверстия
    С помощью гравера просверлил отверстия.





    Шаг пятый: монтаж
    В виду отсутствия у мастера паяльной станции, монтажа SMD-компонентов он производил с помощью паяльника и утюга.



    Затем припаивает штыревой разъем и винтовой зажим.





    Шаг шестой: кодирование и калибровка
    Теперь нужно закодировать микроконтроллер и откалибровать значение датчика для получения точных показаний.
    Мастер использовал Arduino Nano и среду Arduino IDE.

    Код можно разбить на следующие шаги:
    Инициализация библиотеки для OLED-дисплея (для этого он использовал библиотеку Adafruit)
    Настройка аналогового вывода 0 как вход
    Считывание аналоговое значение с выхода OP-Amp на аналоговом выводе 0
    Умножение аналогового значения на коэффициент калибровки, чтобы получить правильное значение тока в амперах (или миллиамперах).
    Отображение значения на OLED-дисплее
    OP-Amp действует как неинвертирующий усилитель в данной схеме и вырабатывает напряжение, пропорциональное падению напряжения на шунте. Затем это напряжение измеряется с помощью АЦП Arduino, который выдает число от 0 до 1023 (10-битное разрешение АЦП в Arduino). Это число не равно фактическому текущему значению, поэтому нужно выполнить математические манипуляции в программном обеспечении, чтобы получить точное значение. В данном случае на помощь приходит мультиметр. Большинство мультиметров могут точно измерять ток до 10 А, поэтому его можно использовать в качестве эталона для определения калибровочного коэффициента.

    Смысл заключается в том, чтобы использовать небольшую нагрузку вместе с источником питания с мильтиметром и токовым шунтом последовательно с нагрузкой.

    Таким образом, здесь мультиметр может измерять фактический ток, потребляемый нагрузкой, и от нашего текущего модуля шунтирования мы можем получить соответствующее аналоговое значение через Arduino.

    Коэффициент калибровки можно рассчитать, как:
    Калибровочный коэффициент = (показания мультиметра / показание Arduino)
    Эта строка в коде прописана так:
    float val = analogRead (A0);
    float amp = val * 0,015426; // это калибровочный коэффициент
    Код можно скачать ниже.
    Current_sensor_code_with_OLED.ino

    Датчик тока для Arduino

    Шаг седьмой: тестирование
    После завершения настройки аппаратного и программного обеспечения, последнее, что остается, - это проверить функциональность и точность текущего модуля датчика. Для этого мастер использовал аккумуляторную батарею на 12В и модуль понижающего преобразователя на 5В. В качестве нагрузки он подключил смартфон для зарядки. Как вы можете видеть на фото, значения на мультиметре и дисплее совпадают.



    Все готово.


    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
    Подборки: Arduino Датчик

    Мониторинг работы компрессора по принципу удаленного доступа

    Симулятор сноуборда своими руками

    10
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    7
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 9.0 из 10 (голосов: 2 / История оценок)

    Добавить комментарий

    13 комментариев
    Иван_Похмельев
    С помощью гравера просверлил отверстия.
    На фото, тем не менее, ручная дрель.

    К выражению float amp = val * 0,015426 надо прибавить поправочное значение, определяемое начальным смещением. Кроме того, не следует забывать, что при однополярном включении нулевого значения на выходе не будет, даже при нуле на выходе на выходе будет 5...20 мВ.
    Korolev
    sergeyp,
    Шунтов на 5 мегом не существует!
    А это Вы высоковольтным вольтметрам и мегаомметрам расскажите! smile  
    sergeyp
    Цитата: nikvas
    Шунтов на 5 мегом не существует!
       Как не существует? Вы же только что предлагали... =Шунт- часть эл. схемы, имеющая некоторое сопротивление= Ну, или попросту, резистор. Он может обладать любым сопротивлением... smile 
    Korolev
    pogranec,
    требовала, чтобы я не издевался на бедной собачкой и отдал животное ей-)))  
    А чё, тебе трудно какую-нибудь бродячую дворнягу "пристроить"? xaxa

    pogranec Автор
    nikvas,
    Тогда зачем нужна эта статья? 
    -так напишите сами статью, приведите правильную схему. В крайнем случае в комментариях  под статьей приведите свою правильную схему и объясните в чем ошибки в схеме которая в статье. И народ будет вам благодарен. 
    Если рассматривать все с точки зрения "правильности" так и мебель не правильно собирается, и ножи не правильно изготавливаются, и даже на статью о изготовлении будки приходила какая то "собачница" и (не помню в комментах или в личку) требовала, чтобы я не издевался на бедной собачкой и отдал животное ей-)))

    nikvas
    sergeyp,
    всё правильно в статье...  
     Шунтов на 5 мегом не существует!
    Прочтите паспорт на данный шунт. В представленной схеме множество ошибок и она не полная. Тогда зачем нужна эта статья? Метод ЛУТ здесь тоже описан неполноценно.
    sergeyp
    Цитата: Korolev
    Да знаю, утюг нафиг!  yes 
       Ну, да... в оригинале только про паяльник...
    Korolev
    sergeyp,
    Утюг в данном случае используется в качестве =нижнего подогрева=, приходилось: нормально... 
    Да знаю я про нижний подогрев, но чтобы спаять данную, конкретную платочку, утюг нафиг не впился!  yes 
    sergeyp
    Цитата: nikvas
    Шунт не 5 мОм, а 5 МОм (0,005 Ом или 5 МиллиОм).
       мк - микро, м - милли, М - мега: всё правильно в статье... А по- Вашему получится 5 мегаом! Так как описывается лишь модуль, то и схема только на него, а схема испытания модуля может быть и другой, поэтому и не приводится... smile 
    sergeyp
    Цитата: Korolev
    А утюг-то тут причём?  dontknow
       Утюг в данном случае используется в качестве =нижнего подогрева=, приходилось: нормально... yes 
    nikvas
    Шунт не 5 мОм, а 5 МОм (0,005 Ом или 5 МиллиОм).
    Далее, в схеме много ошибок, Не показано питание микросхемы и индикатора, не показана схема подключения индикатора,
    pogranec Автор
    Korolev,
    А утюг-то тут причём? 
    Ну да, в данном случае он наверное имел ввиду паяльник.
    Unfortunately I do not have a hot air station so I will have to do the soldering using an iron.
    К сожалению, у меня нет термофена, поэтому пайку придется делать утюгом.
    Но где то я встречал способ, когда  SMD укладывают на плату, плату на утюг и разом всю плату монтируют


    Korolev
    В виду отсутствия у мастера паяльной станции, монтажа SMD-компонентов он производил с помощью паяльника и утюга
    А утюг-то тут причём?  dontknow

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Последние комментарии

    Все комментарии