DIY Power Meter-project met Arduino Pro Mini - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Invoering

Hallo, elektronicagemeenschap! Vandaag zal ik u een project presenteren waarmee u de spanning en stroom van een apparaat kunt meten en deze samen met de vermogens- en energiewaarden kunt weergeven. Een stroom/spanningsmeting Als je met een Arduino de spanning en stroom van een circuit wilt meten, is de procedure vrij eenvoudig. Je gebruikt de analoge ingang om de spanning over de belasting te meten en gebruikt een shunt om de stroom te meten via de spanningsval van de shuntweerstand. Nu is deze methode nogal grof, en het werkt alleen voor spanningen binnen 0-5 V, en de ADC van de Arduino die wordt gebruikt om de spanningsval van de weerstand te lezen is een beetje onnauwkeurig voor het meten van honderden mV alleen die zal dalen over de shunt. Gelukkig zijn er modules die ons leven gemakkelijker maken. Voor dit project zal ik een INA219 IC gebruiken, die een 0.1R-weerstand als shunt gebruikt en spanningen tot 32V kan meten, en een stroombereik heeft van 0-3,2A. Dit IC biedt een I2C-interface om met de Arduino te communiceren en door de datasheet te bestuderen, kunnen we specifieke commando's over de I2C-interface gebruiken om de spannings- en stroomwaarden te lezen. We hebben weer geluk, want we hoeven die moeite niet te doen. Er zijn bibliotheken van Adafruit die u kunt downloaden en gebruik vooraf gemaakte functies om de spanning en stroom te lezen | Klik hier om de bibliotheek te downloaden

Stap 1: OLED-scherm

Het volgende onderdeel dat ik ga gebruiken is een display. Op deze manier kunnen we de waarden die we meten daadwerkelijk weergeven. Ik werk al een tijdje met het 96 inch OLED-scherm en het werkt prachtig. We kunnen de reeds gemaakte Adafruit-bibliotheek opnieuw gebruiken om gegevens te verzenden die we op het display willen tonen | Klik hier om de Adafruit-bibliotheek te downloaden | je hebt ook de Adafruit GFX-bibliotheek nodig.

Stap 2: SD-kaartlezer

Nu, om dit project compleet te maken, zullen we een laatste onderdeel toevoegen. Een micro SD-kaartlezer, om de gemeten gegevens als tekstbestanden op te slaan, van waaruit u ze naar een programma zoals Excel kunt kopiëren om mooie grafieken te maken en het verbruikte vermogen en energieverbruik te berekenen door de stroom en spanning te vermenigvuldigen met de tijd respectievelijk.

Deze module communiceert via een SPI-interface, die ook commando's gebruikt om gegevens te schrijven/lezen. Deze module is niet 5V-compatibel, dus we kunnen hem niet zomaar aansluiten op de Arduino-interface, omdat de 5V de 3.3V-chip zal vernietigen. Daarvoor heb ik spanningsdelers gemaakt van weerstanden om de 5V-signalen naar de juiste 3,3V-signalen voor de chip te laten vallen (respectievelijk MOSI-, CS- en CLK-lijnen en om de 5V naar 3,3V te laten vallen om de module van stroom te voorzien).

Stap 3: Schematisch diagram:

Ten slotte programmeren we de Arduino met behulp van de Adafruit-bibliotheek voor de INA219-module, om de spannings- en stroomwaarden te lezen. Verder vermenigvuldigen we de stroom met de spanning om het gebruikte vermogen te verkrijgen. Vervolgens kunnen we de functie milis() gebruiken om de verstreken tijd op te slaan en deze te vermenigvuldigen met het vermogen om de verbruikte energie te berekenen. Voor de SD-kaartlezer heb ik de "SdFat" -bibliotheek gebruikt, omdat de standaard SD-bibliotheken van Arduino niet zo goed werkten | Klik hier om de Sdfat-bibliotheek te downloaden

Je kunt het bord van stroom voorzien met behulp van de DC-aansluiting en door een spanning tussen 7 en 12V op de Arduino aan te leggen, die de andere componenten via de 5V VCC van stroom voorziet.

Stap 4: PCB aangekomen:

Een sponsor van dit project

De sponsor van dit project is PCBGOGO die ons 10 PCB's heeft geleverd voor dit project. PCBGOGO produceert in zeer korte tijd hoogwaardige PCB's en levert deze ook nog eens zeer snel. Dus als u overweegt uw project professioneel te maken, aarzel dan niet om uw Gerber-bestanden te uploaden naar PCBGOGO om 10 PCB's voor een zeer lage prijs te ontvangen.

Stap 5: Projectvideodemonstratie

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