Automatisk last (vakuum) bryter med ACS712 og Arduino: 7 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Hei alle sammen, Å kjøre et elektrisk verktøy i et lukket rom er en mas, på grunn av alt støvet som skapes i luften og støv i luften, betyr støv i lungene. Å kjøre butikken din kan eliminere noe av den risikoen, men det er en smerte å slå den av og på hver gang du bruker et verktøy.

For å lindre denne smerten, har jeg bygget denne automatiske bryteren som huser en Arduino med en nåværende sensor for å kjenne når et elektroverktøy er i gang og slå på støvsugeren automatisk. Fem sekunder etter at verktøyet stopper, stopper også vakuumet.

Rekvisita

For å lage denne bryteren brukte jeg følgende komponenter og materialer:

• Arduino Uno -
• ACS712 nåværende sensor -
• Attiny85 -
• IC Socket -
• Solid State -relé -
• 5V mekanisk relé -
• HLK -PM01 5V strømforsyning -
• Prototype PCB -
• Wire -
• Dupont -kabler -
• Kapsling av plast -
• Loddejern -
• Loddetinn -
• Trådklipp -

Trinn 1: Føl av strømmen med ACS712

Stjernen i prosjektet er denne ACS712 strømføleren som fungerer etter Hall -effektprinsippet. Strømmen som strømmer gjennom brikken genererer et magnetfelt som en hall -effektsensor leser og sender ut en spenning som er proporsjonal med strømmen som strømmer gjennom den.

Når ingen strøm strømmer, er utgangsspenningen halvparten av inngangsspenningen, og siden den måler likestrøm så vel som likestrøm når strømmen strømmer i en retning, blir spenningen høyere, mens når strømmen endrer retning, blir spenningen lavere.

Hvis vi kobler sensoren til en Arduino og plotter sensorens utgang, kan vi følge denne oppførselen når vi måler strømmen som strømmer gjennom en lyspære.

Hvis vi ser nærmere på verdiene som er avbildet på skjermen, kan vi legge merke til at sensoren er veldig følsom for støy, så selv om den gir ganske gode avlesninger, kan den ikke brukes i situasjoner der presisjon er nødvendig.

I vårt tilfelle trenger vi bare generell informasjon hvis en betydelig strøm flyter eller ikke, slik at vi ikke blir påvirket av støyen den henter.

Trinn 2: Riktig måling av vekselstrøm

Bryteren vi bygger vil kjenne vekselstrømsmaskiner, så vi må måle vekselstrøm. Hvis vi bare skal måle den nåværende verdien av strømmen som strømmer, kan vi måle på et gitt tidspunkt og det kan gi oss en feil indikasjon. For eksempel, hvis vi måler på toppen av sinusbølgen, registrerer vi høy strømstrøm og deretter slår vi på vakuumet. Imidlertid, hvis vi måler ved nullkryssingspunktet, registrerer vi ingen strøm og antar feilaktig at verktøyet ikke er på.

For å dempe dette problemet må vi måle verdiene flere ganger i løpet av en bestemt tidsperiode og identifisere de høyeste og laveste verdiene for strømmen. Vi kan deretter beregne forskjellen mellom og ved hjelp av formelen i bildene, beregne den sanne RMS -verdien for strømmen.

Den sanne RMS -verdien er ekvivalent likestrøm som skal strømme i samme krets for å gi samme effekt.

Trinn 3: Bygg en prototypekrets

For å begynne å måle med sensoren må vi bryte en av tilkoblingene til lasten og plassere de to terminalene til ACS712 -sensoren i serie med lasten. Sensoren blir deretter drevet fra 5V fra Arduino og utgangspinnen er koblet til en analog inngang på Uno.

For kontroll av butikkvakuumet trenger vi et relé for å kontrollere utgangspluggen. Du kan enten bruke et solid-state relé eller et mekanisk relé som jeg bruker, men sørg for at det er vurdert for kraften i butikkvakuumet. Jeg hadde ikke et enkelt kanal relé for øyeblikket, så jeg vil bruke denne 2 -kanalers relemodulen for nå og erstatte den senere.

Utgangspluggen for butikkvakuumet kobles til via reléet og den normalt åpnede kontakten. Når reléet er PÅ, vil kretsen bli stengt og butikkvakuumet slås på automatisk.

Reléet styres gjennom pinne 7 på Arduino for øyeblikket, så hver gang vi oppdager at en strøm strømmer gjennom sensoren, kan vi trekke den pinnen lavt og det vil slå på vakuumet.

Trinn 4: Kodeforklaring og funksjoner

En veldig fin funksjon som jeg også har lagt til i koden til prosjektet, er en liten forsinkelse for å holde vakuumet i gang i 5 sekunder mer etter at verktøyet er stoppet. Dette vil virkelig hjelpe med alt støv som oppstår mens verktøyet stopper helt.

For å oppnå det i koden bruker jeg to variabler der jeg først får den nåværende millies -tiden når bryteren slås på, og jeg oppdaterer deretter den verdien på hver iterasjon av koden mens verktøyet er på.

Når verktøyet slås av, får vi nå gjeldende millies -verdi igjen, og så sjekker vi om forskjellen mellom de to er større enn det angitte intervallet. Hvis det er sant, slår vi av reléet og vi oppdaterer den forrige verdien med den nåværende.

Hovedmålefunksjonen i koden kalles måle og i den antar vi først minimums- og maksimumsverdiene for toppene, men for at de definitivt skal endres antar vi inverterte verdier der 0 er den høye toppen og 1024 er den lave toppen.

I løpet av hele intervallperioden definert av iterasjonsvariabelen leser vi verdien av inngangssignalet og vi oppdaterer de faktiske minimums- og maksimumsverdiene for toppene.

Til slutt beregner vi differansen, og denne verdien brukes deretter med RMS -formelen fra før. Denne formelen kan forenkles ved ganske enkelt å multiplisere toppforskjellen med 0,3536 for å få RMS -verdien.

Hver av versjonene av sensoren for forskjellige strømstyrker har forskjellig følsomhet, så denne verdien må multipliseres igjen med en koeffisient som beregnes ut fra sensorens amperestrøm.

Hele koden er tilgjengelig på min GitHub-side, og nedlastingskoblingen er nedenfor

Trinn 5: Minimer elektronikken (valgfritt)

På dette tidspunktet er elektronikk- og kode -delen av prosjektet i utgangspunktet ferdig, men de er ikke veldig praktiske ennå. Arduino Uno er flott for prototyper som dette, men praktisk talt er det veldig omfangsrikt, så vi trenger et større kabinett.

Jeg ønsket å passe all elektronikken i denne plastbeslaget som har noen fine hetter for endene, og for å gjøre det må jeg minke elektronikken. Til slutt måtte jeg ty til å bruke et større kabinett for nå, men når jeg får det mindre relékortet, bytter jeg dem.

Arduino Uno vil bli erstattet med en Attiny85 -brikke som kan programmeres med Uno. Prosessen er grei, og jeg skal prøve å tilby en egen opplæring for den.

For å fjerne behovet for ekstern strøm, bruker jeg denne HLK-PM01-modulen som konverterer AC til 5V og har et veldig lite fotavtrykk. All elektronikk vil bli plassert på en dobbeltsidig prototype PCB og koblet til ledninger.

Den endelige skjemaet er tilgjengelig på EasyEDA, og lenken til den finner du nedenfor.

Trinn 6: Pak elektronikken i et etui

Det siste brettet er definitivt ikke mitt beste arbeid så langt det viste seg å være litt mer rotete enn jeg ønsket. Jeg er sikker på at hvis jeg bruker litt mer tid på det, blir det hyggeligere, men det viktigste er at det fungerte, og det er vesentlig mindre enn det det var med Uno.

For å pakke alt sammen, installerte jeg først noen kabler til inngangs- og utgangskontaktene som er omtrent 20 cm lange. Som et kabinett ga jeg opp beslaget ettersom det var for lite til slutt, men jeg klarte å passe alt inne i en koblingsboks.

Inngangskabelen føres deretter gjennom hullet og kobles til inngangsterminalen på brettet, og det samme gjøres på den andre siden der de to kablene nå er koblet til. Den ene utgangen er for butikkvakuumet og den andre for verktøyet.

Med alt tilkoblet sørget jeg for å teste bryteren før jeg la alt i kabinettet og lukket det hele med lokket. Beslaget ville ha vært et bedre kabinett, da det vil beskytte elektronikken mot væsker eller støv som kan havne på dem i verkstedet mitt, så når jeg har det nye relékortet, flytter jeg alt dit.

Trinn 7: Nyt å bruke det

For å bruke denne automatiske bryteren, må du først koble inngangskontakten til en stikkontakt eller en skjøteledning som i mitt tilfelle, og deretter kobles verktøyet og butikkvakten til de riktige pluggene.

Når verktøyet startes, slås vakuumet på automatisk og fortsetter deretter å gå i ytterligere 5 sekunder før det slås av automatisk.

Jeg håper at du klarte å lære noe ut av denne Instructable, så trykk den favorittknappen hvis du liker den. Jeg har mange andre prosjekter du kan sjekke ut, og ikke glem å abonnere på YouTube -kanalen min, slik at du ikke går glipp av de neste videoene mine.

Hei og takk for at du leser!