- Необходими компоненти:
- Работно обяснение:
- Обяснение на веригата:
- Обяснение на програмирането:
- Дизайн на вериги и печатни платки с помощта на EasyEDA:
- Изчисляване и поръчване на печатни платки онлайн:
Често наблюдаваме колебания на напрежението в електрозахранването в дома ни, което може да причини неизправност в нашите домакински променливотокови уреди. Днес изграждаме евтина защитна верига за високо и ниско напрежение, която ще прекъсне захранването на уредите в случай на високо или ниско напрежение. Той също така ще покаже предупредително съобщение на 16x2 LCD. В този проект използвахме PIC Microcontroller за четене и сравняване на входното напрежение с референтното напрежение и предприемане на съответните действия.
Направихме тази схема на печатни платки и добавихме допълнителна схема на печатни платки за същата цел, но този път използвайки оп-усилвател LM358 (без микроконтролер). За демонстрационни цели избрахме ограничение за ниско напрежение като 150v и ограничение за високо напрежение като 200v. Тук в този проект не сме използвали никакво реле за прекъсване, току-що го демонстрирахме с LCD, проверете видеото в края на тази статия. Но потребителят може да прикачи реле с тази схема и да го свърже с GPIO на PIC.
Допълнително проверете другите ни проекти за печатни платки тук.
Необходими компоненти:
- PIC микроконтролер PIC18F2520
- ПХБ (поръчано от EasyEDA)
- IC LM358
- 3-пинов терминален конектор (по избор)
- 16x2 LCD
- BC547 транзистор
- 1k резистор
- 2k2 резистор
- 30K резистор SMD
- 10k SMD
- Кондензатори - 0.1uf, 10uF, 1000uF
- 28-пинов IC бази
- Мъжко / женско китки
- 7805 Регулатори на напрежение - 7805, 7812
- Програмист Pickit2
- LED
- Ценеров диод - 5.1v, 7.5v, 9.2v
- Трансформатор 12-0-12
- 12MHz кристал
- 33pF кондензатор
- Регулатор на напрежение (регулатор на скоростта на вентилатора)
Работно обяснение:
В тази прекъсваща верига за високо и ниско напрежение ние прочетохме променливото напрежение, използвайки PIC микроконтролер с помощта на трансформатор, мостов токоизправител и делителна верига на напрежението и показани на 16x2 LCD. След това сравнихме променливото напрежение с предварително зададените граници и съответно показахме предупредителното съобщение върху LCD дисплея. Като например, ако напрежението е под 150v, тогава сме показали “Ниско напрежение” и ако напрежението е над 200v, тогава сме показали текст “Високо напрежение” над LCD дисплея. Можем да променим тези ограничения в PIC кода, даден в края на този проект. Тук използвахме Fan Regulator за увеличаване и намаляване на входящото напрежение за демонстрационни цели във видеото.
В тази схема сме добавили и проста верига за защита под и над напрежение, без да използваме микроконтролер. В тази проста схема използвахме компаратор LM358 за сравняване на входното и референтното напрежение. И така, тук имаме три възможности в този проект:
- Измерете и сравнете променливото напрежение с помощта на трансформатор, мостов изправител, верига на делителя на напрежението и PIC микроконтролер.
- Откриване на над и под напрежение чрез използване на LM358 с помощта на трансформатор, токоизправител и компаратор LM358 (без микроконтролер)
- Открийте под и свръхнапрежение с помощта на компаратор LM358 и подайте изхода му към PIC микроконтролер за действие с код.
Тук демонстрирахме първия вариант на този проект. В който сме понижили входното напрежение на променлив ток и след това го преобразуваме в постоянен ток с помощта на мостов изправител и след това отново картографираме това постояннотоково напрежение на 5v и след това накрая подаваме това напрежение към PIC микроконтролера за сравнение и показване.
В PIC микроконтролера сме прочели това картографирано постояннотоково напрежение и въз основа на тази картографирана стойност сме изчислили входящото променливо напрежение с помощта на дадената формула:
volt = ((adcValue * 240) / 1023)
където adcValue е еквивалентна стойност на входното напрежение на постоянен ток при ПИН контролера ADC и волта е приложеното променливо напрежение. Тук сме приели 240v като максимално входно напрежение.
или алтернативно можем да използваме даден метод за картографиране на еквивалентна DC стойност на входа.
volt = карта (adcVlaue, 530, 895, 100, 240)
където adcValue е еквивалентна стойност на постояннотоково входно напрежение при ADC щифт на PIC контролера, 530 е еквивалент на минимално DC напрежение и 895 е еквивалентна стойност на максимално постояннотоково напрежение И 100v е минимално картографиращо напрежение и 240v е максимално картографиращо напрежение.
Означава 10mV DC вход на PIC ADC щифт е равен на 2.046 ADC еквивалентна стойност. Така че тук сме избрали 530 като минимална стойност, напрежението на ADC щифта на PIC ще бъде:
(((530 / 2.046) * 10) / 1000) Волт
2.6v, която ще бъде картографирана минимална стойност от 100VAC
(Същото изчисление за максимална граница).
Проверете дали функцията за карта е дадена в програмния код на PIC в края. Научете повече за веригата на делителя на напрежението и картографирането на напреженията с помощта на ADC тук.
Работата по този проект е лесна. В този проект използвахме регулатор на вентилатора за променливо напрежение, за да го демонстрираме. Прикрепихме регулатор на вентилатора към входа на трансформатора. И след това чрез увеличаване или намаляване на неговото съпротивление получихме желаното изходно напрежение.
В кода имаме фиксирани максимални и минимални стойности на напрежение за откриване на високо напрежение и ниско напрежение. Фиксирали сме 200v като граница на пренапрежение и 150v като долна граница на напрежението. Сега след включване на веригата можем да видим променливото входно напрежение над LCD. Когато входното напрежение се увеличи, тогава можем да видим промени в напрежението над LCD и ако напрежението стане повече от границата на напрежението, тогава LCD ще ни предупреди чрез „HIGH Voltage Alert“ и ако напрежението е по-ниско от под ограничението на напрежението, LCD ще ни предупреди, като покаже „ LOW Voltage Alert ”съобщение. По този начин може да се използва и като електронен прекъсвач.
По-нататък можем да добавим реле за прикачване на всякакви променливотокови уреди към автоматично изключване при ниско или високо напрежение. Трябва само да добавим ред код, за да изключим уреда, под LCD предупредителното съобщение, показващо код. Проверете тук, за да използвате реле с променливотокови уреди.
Обяснение на веригата:
В схемата за защита на високо и ниско напрежение ние използвахме LM358 операционен усилвател, който има два изхода, свързани към 2 и 3 броя пина на PIC микроконтролера. И делител на напрежение се използва за разделяне на напрежението и свързва изхода му на 4-ия номер на PIC микроконтролера. LCD е свързан на PORTB на PIC в 4-битов режим. RS и EN са директно свързани на B0 и B1, а изводите за данни D4, D5, D6 и D7 на LCD са свързани съответно на B2, B3, B4 и B5. В този проект използвахме два регулатора на напрежение: 7805 за захранване на микроконтролера и 7812 за веригата LM358. И понижаващ трансформатор 12v-0-12v също се използва за понижаване на променливото напрежение. Останалите компоненти са показани на схемата по-долу.
Обяснение на програмирането:
Програмирането на част от този проект е лесно. В този код просто трябва да изчислим променливото напрежение, като използваме картографирано напрежение 0-5v, идващо от веригата за разделяне на напрежението, и след това да го сравним с предварително зададени стойности. Можете да проверите пълния PIC код след този проект.
Първо, в кода включихме заглавна част и конфигурирахме битовете за конфигуриране на PIC микроконтролера. Ако сте нов в PIC кодирането, научете PIC Microcontroller и неговите конфигурационни битове тук.
След това използвахме някои функции за управление на LCD, като void lcdbegin () за инициализиране на LCD, void lcdcmd (char ch) за изпращане на команда към LCD, void lcdwrite (char ch) за изпращане на данни към LCD и void lcdprint (char * str) за изпращане на низ към LCD. Проверете всички функции в кода по-долу.
По-долу дадената функция се използва за картографиране на стойностите:
дълга карта (дълъг x, дълъг in_min, дълъг in_max, дълъг out_min, дълъг out_max) {return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min; }
Дадената функция int analogRead (int ch) се използва за инициализиране и четене на ADC:
int analogRead (int ch) {int adcData = 0; ако (ch == 0) ADCON0 = 0x03; // adc канал 0 else if (ch == 1) ADCON0 = 0x0b; // изберете adc канал 1 else if (ch == 2) ADCON0 = 0x0b; // изберете adc канал 2 ADCON1 = 0b00001100; // изберете аналогов i / p 0,1 и 2 канал на ADC ADCON2 = 0b10001010; // време за изравняване задържане на ограничение време докато (GODONE == 1); // стартиране на преобразуване adc стойност adcData = (ADRESL) + (ADRESH << 8); // Съхраняваме 10-битов изход ADON = 0; // adc off връщане adcData; }
Дадените линии се използват за получаване на ADC проби и изчисляване на средната стойност от тях и след това изчисляване на напрежението:
while (1) {long adcValue = 0; int volt = 0; for (int i = 0; i <100; i ++) // вземане на проби {adcValue + = analogRead (2); забавяне (1); } adcValue / = 100; #if метод == 1 волт = (((плаващ) adcValue * 240.0) /1023.0); #else volt = карта (adcValue, 530, 895, 100, 240); #endif sprintf (резултат, "% d", волт);
И накрая дадената функция се използва за предприемане на резултатно действие:
ако (волт> 200) {lcdcmd (1); lcdprint ("Високо напрежение"); lcdcmd (192); lcdprint ("Alert"); забавяне (1000); } иначе ако (волт <150) {lcdcmd (1); lcdprint ("Ниско напрежение"); lcdcmd (192); lcdprint ("Alert"); забавяне (1000); }
Дизайн на вериги и печатни платки с помощта на EasyEDA:
За да проектираме тази ВИСОКА и НИСКА схема на детектор на напрежение, ние избрахме онлайн инструмента за EDA, наречен EasyEDA. Преди това използвахме EasyEDA много пъти и го намерихме за много удобен за използване в сравнение с други производители на печатни платки. Вижте тук всички наши проекти за печатни платки. EasyEDA е не само еднократно решение за схематично улавяне, симулация на вериги и дизайн на печатни платки, те също така предлагат евтина услуга за изготвяне на прототипи и компоненти на печатни платки. Наскоро те стартираха своята услуга за снабдяване с компоненти, където имат голям запас от електронни компоненти и потребителите могат да поръчат необходимите им компоненти заедно с поръчката на печатни платки.
Докато проектирате вашите схеми и печатни платки, можете също така да направите вашите схеми и печатни платки публични, така че другите потребители да могат да ги копират или редактират и да се възползват от тях, ние също направихме цялата ни схема на платки и печатни платки публична за това високо и ниско напрежение Защитна верига, проверете връзката по-долу:
easyeda.com/circuitdigest/HIGH_LOW_Voltage_Detector-4dc240b0fde140719c2401096e2410e6
По-долу е моментната снимка на горния слой на оформлението на печатни платки от EasyEDA, можете да видите всеки слой (отгоре, отдолу, горната част, долната коприна и т.н.) на печатната платка, като изберете слоя от прозореца „Слоеве“
Можете също така да разгледате изгледа Photo на печатни платки с помощта на EasyEDA:
Изчисляване и поръчване на печатни платки онлайн:
След като завършите дизайна на печатни платки, можете да щракнете върху иконата на изхода за производство по-горе. След това ще отворите страницата PCB order, за да изтеглите Gerber файлове на вашата PCB и да ги изпратите на произволен производител, също така е много по-лесно (и по-евтино) да го поръчате директно в EasyEDA. Тук можете да изберете броя на печатни платки, които искате да поръчате, колко медни слоя имате нужда, дебелината на печатната платка, теглото на медта и дори цвета на печатната платка. След като сте избрали всички опции, щракнете върху „Запазване в кошницата“ и завършете поръчката си, след което ще получите вашите печатни платки няколко дни по-късно. Потребителят може също така да се обърне към местния доставчик на печатни платки, за да направи печатни платки, като използва Gerber файл.
Доставката на EasyEDA е много бърза и след няколко дни от поръчка на печатни платки взех мостри на печатни платки:
По-долу са снимките след запояване на компонентите на печатни платки:
По този начин можем лесно да изградим защитна верига за ниско високо напрежение за дома си. Освен това просто трябва да добавите реле за свързване на всички променливотокови уреди към него, за да го предпазите от колебания на напрежението. Просто свържете релето с който и да е щифт с общо предназначение на PIC MCU и напишете кода, за да направите този щифт висок и нисък, заедно с кода за предупреждение на LCD.