Samodejno stikalo za obremenitev (vakuum) z ACS712 in Arduino: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Zdravo vsi, Vodenje električnega orodja v zaprtem prostoru je mučenje, saj ves prah, ki nastane v zraku, in prah v zraku pomeni prah v pljučih. Zagon trgovine s sesalnikom lahko odpravi nekaj tega tveganja, vendar je vklop in izklop ob vsaki uporabi orodja bolečina.

Za lajšanje te bolečine sem zgradil to avtomatsko stikalo, v katerem je Arduino s senzorjem toka, da zazna, kdaj deluje električno orodje, in samodejno vklopi sesalnik. Pet sekund po ustavitvi orodja se ustavi tudi vakuum.

Zaloge

Za izdelavo tega stikala sem uporabil naslednje komponente in materiale:

• Arduino Uno -
• Senzor toka ACS712 -
• Attiny85 -
• IC vtičnica -
• Polprevodniški rele -
• 5V mehanski rele -
• Napajanje 5V HLK -PM01 -
• Prototip PCB -
• Wire -
• Kabli Dupont -
• Plastično ohišje -
• Spajkalnik -
• Spajkanje -
• Žični izrezki -

Korak: Zaznavanje toka z ACS712

Zvezda projekta je tokovni senzor ACS712, ki deluje na principu Hallovega učinka. Tok, ki teče skozi čip, ustvari magnetno polje, ki ga Hall -ov senzor nato prebere in odda napetost, ki je sorazmerna s tokom, ki teče skozi njega.

Ko tok ne teče, je izhodna napetost na polovici vhodne napetosti in ker meri izmenični tok in enosmerni tok, ko tok teče v eno smer, se napetost poveča, medtem ko se tok spremeni v smer, se napetost zniža.

Če senzor priključimo na Arduino in narišemo izhod senzorja, lahko sledimo temu vedenju pri merjenju toka, ki teče skozi žarnico.

Če natančneje pogledamo vrednosti, prikazane na zaslonu, lahko opazimo, da je senzor res občutljiv na hrup, zato ga, čeprav daje precej dobre odčitke, ni mogoče uporabiti v situacijah, kjer je potrebna natančnost.

V našem primeru potrebujemo le splošne informacije, če teče pomemben tok ali ne, zato na nas ne vpliva hrup, ki ga vzame.

2. korak: Pravilno merjenje izmeničnega toka

Stikalo, ki ga gradimo, bo zaznalo naprave za izmenični tok, zato moramo meriti izmenični tok. Če želimo preprosto izmeriti trenutno vrednost toka, ki teče, lahko merimo v katerem koli trenutku in to nam lahko da napačno predstavo. Na primer, če merimo na vrhuncu sinusnega vala, bomo zabeležili velik tok in nato vklopili vakuum. Če pa merimo na ničelni točki, ne bomo registrirali toka in pomotoma domnevali, da orodje ni vklopljeno.

Za ublažitev te težave moramo vrednosti v določenem časovnem obdobju večkrat izmeriti in določiti najvišje in najnižje vrednosti za trenutni tok. Nato lahko izračunamo razliko med in s pomočjo formule na slikah, izračunamo pravo vrednost RMS za tok.

Prava vrednost RMS je enakovreden enosmerni tok, ki bi moral teči v istem vezju, da bi zagotovil enako izhodno moč.

3. korak: Zgradite prototipno vezje

Za začetek merjenja s senzorjem moramo prekiniti eno od povezav z bremenom in dva priključka senzorja ACS712 postaviti v niz z obremenitvijo. Senzor se nato napaja iz 5V iz Arduina, njegov izhodni pin pa je priključen na analogni vhod na Uno.

Za krmiljenje sesalnika potrebujemo rele za krmiljenje izhodnega vtiča. Kot uporabljam lahko uporabite polprevodniški rele ali mehanski rele, vendar se prepričajte, da je ocenjen za moč vašega sesalnika. Trenutno nisem imel enokanalnega releja, zato bom zaenkrat uporabil ta 2 -kanalni relejni modul in ga pozneje zamenjal.

Izhodni vtič za sesalnik bo priključen preko releja in njegovega normalno odprtega kontakta. Ko je rele vklopljen, se tokokrog zapre in sesalnik se samodejno vklopi.

Rele je trenutno krmiljen prek zatiča 7 na Arduinu, zato ga lahko kadar koli zaznamo, da skozi senzor teče tok, ta niz zataknemo in ta bo vklopil vakuum.

4. korak: Pojasnilo in funkcije kode

Res lepa lastnost, ki sem jo dodal tudi kodi projekta, je rahla zamuda, da se vakuum ohrani še 5 sekund po ustavitvi orodja. To bo resnično pomagalo pri preostalem prahu, ki nastane, ko se orodje popolnoma ustavi.

Da bi to dosegli v kodi, uporabljam dve spremenljivki, kjer najprej dobim trenutni miljski čas, ko je stikalo vklopljeno, nato pa to vrednost posodobim pri vsaki ponovitvi kode, medtem ko je orodje vklopljeno.

Ko se orodje izklopi, ponovno dobimo trenutno vrednost milistov in nato preverimo, ali je razlika med tema dvema večja od določenega intervala. Če je to res, izklopimo rele in posodobimo prejšnjo vrednost s trenutno.

Glavna merilna funkcija v kodi se imenuje merilo in v njej najprej prevzamemo najnižje in največje vrednosti za vrhove, vendar za njihovo dokončno spremembo predpostavimo obrnjene vrednosti, kjer je 0 najvišji vrh in 1024 najnižji.

Med celotnim intervalnim obdobjem, ki ga določa spremenljivka ponovitev, beremo vrednost vhodnega signala in posodabljamo dejanske najmanjše in največje vrednosti za vrhove.

Na koncu izračunamo razliko in to vrednost nato uporabimo s formulo RMS od prej. To formulo lahko poenostavite tako, da preprosto pomnožite razliko vrha z 0,3536, da dobite vrednost RMS.

Vsaka od različic senzorja za različno jakost toka ima drugačno občutljivost, zato je treba to vrednost znova pomnožiti s koeficientom, ki se izračuna na podlagi jakosti jakosti senzorja.

Celotna koda je na voljo na moji strani GitHub, povezava za prenos pa je spodaj

5. korak: Pomanjšajte elektroniko (neobvezno)

Na tej točki je elektronski in kodni del projekta v bistvu dokončan, vendar še nista zelo praktična. Arduino Uno je odličen za izdelavo takšnih prototipov, vendar je praktično velik, zato bomo potrebovali večje ohišje.

Želel sem vgraditi vso elektroniko v to plastično okovje, ki ima za konce nekaj lepih pokrovčkov, zato bom moral elektroniko pomanjšati. Na koncu sem se moral za zdaj zateči k uporabi večjega ohišja, a ko bom dobil manjšo relejno ploščo, jih bom zamenjal.

Arduino Uno bo nadomeščen s čipom Attiny85, ki ga je mogoče programirati z Uno. Postopek je preprost in zanj bom poskušal ponuditi ločeno vadnico.

Za odstranitev potrebe po zunanjem napajanju bom uporabil ta modul HLK-PM01, ki pretvori AC v 5V in ima res majhen odtis. Vsa elektronika bo nameščena na dvostranskem prototipnem tiskanem vezju in povezana z žicami.

Končna shema je na voljo na EasyEDA in povezavo do nje najdete spodaj.

Korak 6: Pakirajte elektroniko v etui

Zadnja deska vsekakor ni moje najboljše delo, saj se je izkazalo za nekoliko bolj grdo, kot sem si želel. Prepričan sem, da bo, če bom za to porabil več časa, lepše, a glavno je, da je delovalo in je bistveno manjše od tistega, kar je bilo pri Uno.

Da bi vse skupaj spakiral, sem najprej v vhodne in izhodne vtiče namestil nekaj kablov, ki so dolgi približno 20 cm. Kot ohišje sem opustil okovje, saj je bilo na koncu premajhno, a mi je vse uspelo namestiti v razdelilno omarico.

Vhodni kabel se nato napaja skozi luknjo in se priključi na vhodni priključek na plošči, enako pa se naredi na drugi strani, kjer sta zdaj priključena dva kabla. En izhod je za sesalnik, drugi pa za orodje.

Ko je vse povezano, sem preveril stikalo, preden sem vse dal v ohišje in vse zaprl s pokrovom. Okovje bi bilo lepše ohišje, saj bo zaščitilo elektroniko pred kakršnimi koli tekočinami ali prahom, ki bi se lahko znašli na njih v moji delavnici, zato bom, ko bom dobil novo relejsko ploščo, vse premaknil tja.

7. korak: Uživajte v uporabi

Za uporabo tega avtomatiziranega stikala morate najprej priključiti vhodni vtič v stensko vtičnico ali podaljšek, kot je v mojem primeru, nato pa sta orodje in sesalnik priključena v ustrezne vtiče.

Ko se orodje zažene, se sesalnik samodejno vklopi in bo nato deloval še 5 sekund, preden se samodejno izklopi.

Upam, da ste se iz tega Instructable -a kaj naučili, zato pritisnite ta priljubljeni gumb, če vam je všeč. Imam še veliko drugih projektov, ki jih lahko preverite in se ne pozabite naročiti na moj kanal v YouTubu, da ne zamudite naslednjih videoposnetkov.

Na zdravje in hvala za branje!