Progetto misuratore di potenza fai-da-te utilizzando Arduino Pro Mini: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

introduzione

Ciao, comunità elettronica! Oggi vi presento un progetto che permette di misurare la tensione e la corrente di un elettrodomestico, e visualizzarla insieme ai valori di potenza ed energia. Una misurazione di corrente/tensione Se si desidera misurare la tensione e la corrente di un circuito con un Arduino, la procedura è piuttosto semplice. Si utilizza l'ingresso analogico per misurare la tensione attraverso il carico e si utilizza uno shunt per misurare la corrente tramite la caduta di tensione del resistore di shunt. Ora, questo metodo è piuttosto grezzo e funziona solo per tensioni comprese tra 0-5 V e l'ADC dell'Arduino che viene utilizzato per leggere la caduta di tensione del resistore è un po' impreciso per misurare solo centinaia di mV che diminuiranno attraverso lo shunt. Fortunatamente, ci sono moduli là fuori che ci semplificano la vita. Per questo progetto, utilizzerò un circuito integrato INA219, che utilizza un resistore da 0,1 R come shunt e può misurare tensioni fino a 32 V e ha un intervallo di corrente di 0-3,2 A. Questo IC offre un'interfaccia I2C, per comunicare con Arduino, e studiando il datasheet, possiamo utilizzare comandi specifici sull'interfaccia I2C, per leggere i valori di tensione e corrente. Siamo di nuovo fortunati perché non dobbiamo affrontare questi problemi. Ci sono librerie di Adafruit che puoi scaricare e utilizzare funzioni predefinite per leggere la tensione e la corrente | Clicca qui per scaricare la libreria

Passaggio 1: display OLED

Il prossimo componente che userò è un display. In questo modo possiamo effettivamente visualizzare i valori che stiamo misurando. Ho lavorato con il display OLED da 96 pollici per un po' di tempo e funziona magnificamente. Possiamo utilizzare ancora una volta la libreria Adafruit già creata per inviare i dati che vogliamo mostrare sul display | Fare clic qui per scaricare la libreria Adafruit | avrai anche bisogno della libreria Adafruit GFX.

Passaggio 2: lettore di schede SD

Ora, per completare questo progetto, aggiungeremo un componente finale. Un lettore di schede micro SD, al fine di memorizzare i dati misurati come file di testo, da cui è possibile copiarli in un programma come Excel per creare grafici di bell'aspetto e calcolare la potenza e l'energia utilizzate, moltiplicando la corrente e la tensione con il tempo rispettivamente.

Questo modulo comunica tramite un'interfaccia SPI, che utilizza anche i comandi per scrivere/leggere i dati. Questo modulo non è compatibile con 5V, quindi non possiamo semplicemente collegarlo all'interfaccia Arduino poiché il 5V distruggerà il chip da 3,3V. Per questo, ho realizzato dei divisori di tensione dai resistori per far cadere i segnali da 5 V su segnali da 3,3 V appropriati per il chip (rispettivamente linee MOSI, CS e CLK e per ridurre i 5 V a 3,3 V per alimentare il modulo).

Passaggio 3: diagramma schematico:

Infine, programmiamo Arduino utilizzando la libreria Adafruit per il modulo INA219, per leggere i valori di tensione e corrente. Inoltre, moltiplichiamo la corrente per la tensione per ottenere la potenza utilizzata. Quindi, possiamo usare la funzione milis() per memorizzare il tempo trascorso e moltiplicarlo per la potenza, in modo da calcolare l'energia che è stata utilizzata. Per il lettore di schede SD, ho usato la libreria "SdFat", perché le librerie SD standard di Arduino non funzionavano così bene | Clicca qui per scaricare la libreria Sdfat

Puoi alimentare la scheda utilizzando il jack DC e applicando una tensione tra 7 e 12V all'Arduino, che alimenta gli altri componenti tramite il VCC 5V.

Passaggio 4: PCB arrivato:

Uno sponsor di questo progetto

Lo sponsor di questo progetto è PCBGOGO che ci ha consegnato 10 PCB per questo progetto. PCBGOGO produce PCB di alta qualità in brevissimo tempo e li consegna anche molto velocemente. Quindi, se stai pensando di rendere professionale il tuo progetto, non esitare a caricare i tuoi file Gerber su PCBGOGO per ricevere 10 PCB a un prezzo molto basso.

Passaggio 5: dimostrazione video del progetto

www.electronicslovers.com/2019/03/diy-power-meter-project-by-using-arduino-pro-mini.html