Innholdsfortegnelse:
- Trinn 1: Hvorfor bekymre deg?
- Trinn 2: Planen
- Trinn 3: Ting du trenger
- Trinn 4: Å sette ting sammen
- Trinn 5: Tid for koding
- Trinn 6: Behandle dataene
- Trinn 7: Resultater
Video: Mål nettfrekvens ved hjelp av Arduino: 7 trinn (med bilder)
2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21
3. april indias statsminister, Shri. Narendra Modi hadde appellert til indianere om å slå av lyset og tenne en lampe (Diya) kl. 21.00 den 5. april for å markere Indias kamp mot Corona Virus. Like etter kunngjøringen var det stort kaos på sosiale medier som sa at dette ville resultere i en fullstendig blackout på grunn av svikt i det elektriske nettet.
Jeg, som student i elektroteknikk, ønsket å se effekten av en plutselig reduksjon av belastningen på det elektriske nettet. En av parameterne som blir påvirket er Frekvens. Så jeg bestemte meg for å lage en enhet for å måle spenningsfrekvensen fra en stikkontakt i huset mitt. Vær oppmerksom på at for dette lille eksperimentet er presisjon av den målte verdien ikke viktig, da jeg bare ville observere endringene i frekvensen.
I denne instruksen vil jeg raskt forklare hvordan et rutenett kan mislykkes, og deretter vise deg hvordan jeg målte frekvens.
Trinn 1: Hvorfor bekymre deg?
Et elektrisk nett kan svikte på grunn av mange faktorer, hvorav den ene er en plutselig reduksjon av belastningen. Jeg vil prøve å forklare det på den enkleste måten, slik at en person uten elektrisk bakgrunn kan forstå det.
Hva er frekvens? Det er antall ganger en AC -bølge gjentas på ett sekund. Frekvensen i India er 50Hz, noe som betyr at en AC -bølge gjentas 50 ganger på ett sekund.
I et hvilket som helst kraftverk er det en turbin som er en roterende mekanisk enhet som trekker ut energi fra væskestrøm (damp, vann, gass, etc) og omdanner den til nyttig arbeid (mekanisk energi). Denne turbinen er koblet (koblet) til en generator. En generator konverterer deretter denne mekaniske energien til elektrisk energi som vi får hjemme.
La oss vurdere et dampkraftverk for denne forklaringen. Her brukes høytrykksdamp til å rotere en turbin som igjen roterer generatoren og det genereres elektrisitet. Jeg vil ikke diskutere hvordan en generator fungerer, men bare husk at frekvensen til den genererte spenningen er direkte relatert til hastigheten som generatoren roterer. Hvis hastigheten øker, øker frekvensen, og omvendt. Anta at generatoren ikke er koblet til noen belastning. Generatoren bringes til fart ved å øke dampinngangen til turbinen til frekvensen blir 50Hz. Generatoren er nå klar til å levere strøm. Så snart generatoren er koblet til lasten (eller rutenettet), begynner strømmen å strømme gjennom viklingen, og hastigheten reduseres, og dermed blir frekvensen. Men i henhold til reguleringsstandarder, bør frekvensen ligge innenfor et bestemt bånd. I India er det +/- 3%, dvs. 48,5 Hz til 51,5 Hz. For å kompensere for den reduserte frekvensen på grunn av en reduksjon i hastigheten, økes dampinngangen til frekvensen blir 50Hz igjen. Denne prosessen fortsetter. Lasten øker, hastigheten synker, frekvensen minker, dampinntaket økes og generatoren bringes til fart. Alt dette gjøres automatisk ved hjelp av en enhet som heter Governor. Den overvåker generatorens hastighet (eller frekvens) og justerer dampinngangen deretter. Siden det meste av delen er mekanisk, tar det noen sekunder (dvs. høy tidskonstant) før endringene trer i kraft.
La oss nå vurdere at hele belastningen på generatoren plutselig er fjernet. Generatoren går opp over sin normale hastighet siden vi tidligere hadde økt dampinngangen for å kompensere for den økte belastningen. Før guvernøren kan registrere og endre dampinngangen, går generatoren så raskt opp at frekvensen krysser sin øvre grense. Siden dette ikke er tillatt i henhold til forskriftsmessige standarder, går generatoren (eller kobles fra) nettet fra grunn av overfrekvens.
I India har vi One Nation - One Grid som betyr at alle generatorene i India er koblet til ett enkelt nett. Dette hjelper til med å sende strøm til alle deler av landet. Men det er en ulempe. En massiv feil i en hvilken som helst del av landet kan spre seg raskt til andre deler, noe som resulterer i tripping av hele nettet. Dermed står et helt land igjen uten makt!
Trinn 2: Planen
Planen er å måle spenningsfrekvensen med angitte intervaller.
En senter-tappet transformator brukes til å trappe ned 230V AC til 15V AC.
RTC -modulen gir den faktiske tiden.
Begge dataene (tid og frekvens) lagres deretter på Micro SD -kortet i to separate filer. Etter at testen er over, kan dataene importeres til et Excel -ark for å generere grafen.
En LCD -skjerm vil bli brukt for å vise frekvensen.
Vær forsiktig! Du vil håndtere dødelig vekselstrøm. Fortsett bare hvis du vet hva du gjør. Elektrisitet gir ikke en ny sjanse
Trinn 3: Ting du trenger
1x Arduino Nano
1x 16x2 LCD -skjerm
1x DS3231 klokke -modul i sanntid
1x Micro SD -kortmodul
1x sentertappet transformator (15V-0-15V)
2x 10k motstand
1x 1k motstand
1x 39k motstand
1x 2N2222A NPN -transistor
1x 1N4007 Diode
Trinn 4: Å sette ting sammen
Skjematisk for bygget er vedlagt her. Jeg skal bygge det på et brødbrett, men du kan gjøre det mer permanent ved å bruke et perfboard eller lage en tilpasset PCB.
Velge riktig verdi av 'R3' for transformatoren din:
R3 og R4 danner en spenningsdeler og verdiene velges slik at AC -spenningens topp ikke overstiger 5V. Så hvis du planlegger å bruke en annen transformator med forskjellige karakterer, må du også endre R3. Husk at spenningsverdiene gitt på en transformator er i RMS. I mitt tilfelle er det 15-0-15.
Bruk et multimeter for å bekrefte det. Spenningen som blir målt vil stort sett være større enn 15V. I mitt tilfelle var det rundt 17,5V. Toppverdien vil være 17,5 x sqrt (2) = 24,74V. Denne spenningen er langt høyere enn den maksimale Gate-Emitter spenningen (6V) for 2N2222A Transistor. Vi kan beregne verdien av R3 ved å bruke formelen for spenningsdeler vist på bildet ovenfor.
Tilkoblinger for SD -kortmodul:
Modulen bruker SPI for kommunikasjon.
- MISO til D12
- MOSI til D11
- SCK til D13
- CS/SS til D10 (Du kan bruke hvilken som helst pin for Chip Select)
Sørg for at SD -kortet først formateres som FAT.
Tilkoblinger for RTC -modul
Denne modulen bruker I2C for kommunikasjon.
- SDA til A4
- SCL til A5
Tilkoblinger for LCD -skjerm
- RST til D9
- EN til D8
- D4 til D7
- D5 til D6
- D6 til D5
- D7 til D4
- R/W til GND
Trinn 5: Tid for koding
Koden er lagt ved her. Last ned og åpne den ved hjelp av Arduino IDE. Sørg for å installere DS3231 Library før du laster opp. Jeg fant nyttig informasjon på dette nettstedet.
Sette opp RTC:
- Sett inn et myntcellebatteri av typen 2032.
- Åpne DS3231_Serial_Easy fra eksemplene som vist.
- Uncomment de 3 linjene og skriv inn klokkeslett og dato som vist på bildet.
- Last opp skissen til Arduino og åpne den serielle skjermen. Sett overføringshastigheten til 115200. Du bør kunne se tiden som fortsetter å forfriskes hvert 1.
- Koble fra Arduino og koble den til igjen etter noen sekunder. Se på den serielle skjermen. Det skal vise sanntid.
Ferdig! RTC er satt opp. Dette trinnet må bare utføres én gang for å angi dato og klokkeslett.
Trinn 6: Behandle dataene
Når testen er fullført, fjerner du micro SD -kortet fra modulen og kobler det til datamaskinen din ved hjelp av en kortleser. Det vil være to tekstfiler som heter FREQ.txt og TIME.txt.
Kopier innholdet fra disse filene og lim det inn i et Excel -ark i to separate kolonner (Tid og Freq).
Klikk på Sett inn> Diagram. Excel bør automatisk sjekke dataene på arket og plotte grafen.
Øk oppløsningen til den vertikale aksen slik at svingningene er godt synlige. Tilpass> Vertikal akse> Min. I Google Regneark. = 49,5 og maks. = 50,5
Trinn 7: Resultater
Vi kan tydelig se en liten økning i frekvens ettersom lastene blir avbrutt rundt 21:00 (21:00) og en reduksjon i frekvensen rundt 21:10 (21:10) når lastene slås på igjen. Ingen skade på nettet da frekvensen ligger godt innenfor toleransebåndet (+/- 3%) dvs. 48,5 Hz til 51,5 Hz.
En tweet fra statsminister i Indias regjering, RK Singh, bekrefter at resultatene jeg fikk var ganske nøyaktige.
Takk for at du holder deg til slutten. Håper dere alle liker dette prosjektet og lærte noe nytt i dag. Gi meg beskjed hvis du lager en selv. Abonner på YouTube -kanalen min for flere slike prosjekter.
Anbefalt:
DIY -- Hvordan lage en edderkopprobot som kan kontrolleres ved hjelp av smarttelefon ved hjelp av Arduino Uno: 6 trinn
DIY || Hvordan lage en edderkopprobot som kan kontrolleres ved hjelp av smarttelefon ved hjelp av Arduino Uno: Mens du lager en edderkopprobot, kan du lære så mange ting om robotikk. Som å lage roboter er både underholdende og utfordrende. I denne videoen skal vi vise deg hvordan du lager en Spider -robot, som vi kan bruke ved hjelp av smarttelefonen vår (Androi
Mål temperatur og fuktighet ved hjelp av DHT11 / DHT22 og Arduino: 4 trinn
Mål temperatur og fuktighet ved hjelp av DHT11 / DHT22 og Arduino: I denne Arduino -opplæringen lærer vi hvordan du bruker DHT11 eller DHT22 -sensoren til å måle temperatur og fuktighet med Arduino -kortet
Hvordan lage en drone ved hjelp av Arduino UNO - Lag en quadcopter ved hjelp av mikrokontroller: 8 trinn (med bilder)
Hvordan lage en drone ved hjelp av Arduino UNO | Lag en Quadcopter ved hjelp av mikrokontroller: Introduksjon Besøk min Youtube -kanal En Drone er en veldig dyr gadget (produkt) å kjøpe. I dette innlegget skal jeg diskutere hvordan jeg får det billig? Og hvordan kan du lage din egen slik til en billig pris … Vel, i India er alle materialer (motorer, ESCer
Spill sanger (MP3) med Arduino ved hjelp av PWM på høyttaler eller Flyback Transformer: 6 trinn (med bilder)
Spill sanger (MP3) med Arduino ved hjelp av PWM på høyttaler eller Flyback Transformer: Hei folkens, Dette er min første instruerbare, jeg håper du vil like det! I utgangspunktet har jeg i dette prosjektet brukt seriell kommunikasjon mellom min Arduino og min bærbare, for å overføre musikkdata fra min bærbare til Arduino. Og ved å bruke Arduino TIMERS t
Gjengi 3D-bilder av PCB-ene ved hjelp av Eagle3D og POV-Ray: 5 trinn (med bilder)
Gjengi 3D-bilder av PCB-ene ved hjelp av Eagle3D og POV-Ray: Ved hjelp av Eagle3D og POV-Ray kan du lage realistiske 3D-gjengivelser av PCB-ene. Eagle3D er et skript for EAGLE Layout Editor. Dette vil generere en strålesporingsfil, som vil bli sendt til POV-Ray, som igjen til slutt vil dukke opp den ferdige