- Potrebne komponente:
- Radno objašnjenje:
- Objašnjenje sklopa:
- Objašnjenje programiranja:
- Dizajn sklopova i PCB-a pomoću EasyEDA-e:
- Izračun i naručivanje PCB-a putem interneta:
Često vidimo oscilacije napona u opskrbi električnom energijom kod kuće, što može uzrokovati kvarove na našim kućanskim izmjeničnim uređajima. Danas gradimo jeftini zaštitni krug visokog i niskog napona, koji će prekinuti napajanje uređaja u slučaju visokog ili niskog napona. Na LCD zaslonu 16x2 prikazat će se i poruka upozorenja. U ovom smo projektu koristili PIC mikrokontroler za očitavanje i usporedbu ulaznog napona s referentnim naponom i poduzimanje odgovarajućih radnji.
Napravili smo ovaj sklop na PCB-u i dodali smo dodatni sklop na PCB-u u istu svrhu, ali ovaj put pomoću optičkog pojačala LM358 (bez mikrokontrolera). U svrhu demonstracije odabrali smo ograničenje niskog napona od 150v, a ograničenje visokog napona od 200v. Ovdje u ovom projektu nismo koristili nijedan relej za odsječenje, već smo ga demonstrirali pomoću LCD-a, provjerite Video na kraju ovog članka. Ali korisnik može spojiti relej s ovim krugom i spojiti ga s PIC-ovim GPIO.
Ovdje provjerite i ostale naše PCB projekte.
Potrebne komponente:
- PIC mikrokontroler PIC18F2520
- PCB (naručeno od EasyEDA)
- IC LM358
- 3-polni priključak terminala (opcionalno)
- LCD 16x2
- BC547 Tranzistor
- 1k otpornik
- Otpornik 2k2
- 30K otpornik SMD
- 10k SMD
- Kondenzatori - 0,1uf, 10uF, 1000uF
- 28-pinska IC baza
- Muško / žensko prslo
- 7805 Regulatori napona- 7805, 7812
- Programer Pickit2
- LED
- Zener dioda- 5.1v, 7.5v, 9.2v
- Transformator 12-0-12
- Kristal od 12 MHz
- 33pF kondenzator
- Regulator napona (regulator brzine ventilatora)
Radno objašnjenje:
U ovom prekinutom krugu visokog i niskog napona očitali smo izmjenični napon pomoću PIC mikrokontrolera uz pomoć transformatora, mostovskog ispravljača i djelitelja kruga napona i prikazani na LCD-u 16x2. Zatim smo usporedili izmjenični napon s unaprijed definiranim ograničenjima i u skladu s tim prikazali poruku upozorenja na LCD-u. Kao ako je napon ispod 150v, tada smo prikazali "Niski napon", a ako je napon iznad 200v, prikazali smo tekst "Visoki napon" na LCD-u. Ta ograničenja možemo promijeniti u PIC kodu danom na kraju ovog projekta. Ovdje smo koristili regulator ventilatora za povećanje i smanjenje dolaznog napona u svrhu demonstracije u videu.
U ovaj smo krug dodali i jednostavni sklop za zaštitu od prenaponskog i prenaponskog napona bez upotrebe bilo kakvog mikrokontrolera. U ovom jednostavnom krugu koristili smo komparator LM358 za usporedbu ulaznog i referentnog napona. U ovom projektu imamo tri mogućnosti:
- Izmjerite i usporedite izmjenični napon uz pomoć transformatora, ispravljača mosta, kruga djelitelja napona i PIC mikrokontrolera.
- Otkrivanje prenaponskog i podnaponskog napona pomoću LM358 uz pomoć transformatora, ispravljača i komparatora LM358 (bez mikrokontrolera)
- Otkrijte podnaponski i prenaponski napon pomoću usporedbe LM358 i napojite njegov izlaz na PIC mikrokontroler za poduzimanje radnji pomoću koda.
Ovdje smo demonstrirali prvu opciju ovog projekta. U kojem smo sišli s ulaznog napona izmjenične struje, a zatim ga pretvorili u istosmjerni pomoću mostovnog ispravljača, a zatim opet preslikali ovaj istosmjerni napon na 5v, a zatim napojnicu napojno napajali na PIC mikrokontroler za usporedbu i prikaz.
U PIC mikrokontroleru očitali smo preslikani istosmjerni napon i na temelju te mapirane vrijednosti izračunali smo dolazni izmjenični napon pomoću zadane formule:
volt = ((adcValue * 240) / 1023)
gdje je adcValue ekvivalentna vrijednost istosmjernog ulaznog napona na pin-u ADC regulatora PIC i volt je primijenjeni izmjenični napon. Ovdje smo uzeli 240v kao maksimalni ulazni napon.
ili alternativno možemo koristiti zadanu metodu za mapiranje ekvivalentne ulazne vrijednosti istosmjerne struje.
volt = karta (adcVlaue, 530, 895, 100, 240)
gdje je adcValue ekvivalentna vrijednost ulaznog istosmjernog napona na pin-u ADC regulatora PIC, 530 je najmanji ekvivalent istosmjernog napona, a 895 maksimalna vrijednost ekvivalentne istosmjernom naponu. A 100v je minimalni napon za mapiranje, a 240v je maksimalni napon za mapiranje.
Znači 10mV DC ulaz na PIC ADC pinu jednak je 2.046 ADC ekvivalentnoj vrijednosti. Dakle, ovdje smo odabrali 530 kao minimalnu vrijednost, napon na PIC-ovom ADC pinu bit će:
(((530 / 2.046) * 10) / 1000) Volt
2.6v koja će biti mapirana minimalna vrijednost od 100VAC
(Isti izračun za maksimalno ograničenje).
Provjerite da je na kraju funkcija karte data u programskom kodu PIC-a. Ovdje saznajte više o krugu djelitelja napona i mapiranju napona pomoću ADC-a.
Rad na ovom projektu je jednostavan. U ovom smo projektu koristili regulator ventilatora izmjeničnog napona za njegovo pokazivanje. Priključili smo regulator ventilatora na ulaz transformatora. A onda smo povećanjem ili smanjenjem njegovog otpora dobili željeni izlazni napon.
U kodu smo utvrdili maksimalne i minimalne vrijednosti napona za otkrivanje visokog i niskog napona. Fiksirali smo 200v kao ograničenje prenapona i 150v kao donju granicu napona. Nakon napajanja kruga, možemo vidjeti ulazni napon izmjenične struje preko LCD-a. Kada se ulazni napon poveća, tada možemo vidjeti promjene napona na LCD-u, a ako napon postane veći od prekoračenja, LCD će nas upozoriti "HIGH Voltage Alert", a ako napon padne ispod ispod napona, LCD će nas upozoriti pokazujući " Upozorenje o NISKOM naponu ”. Na taj se način može koristiti i kao elektronički prekidač.
Nadalje možemo dodati relej za pričvršćivanje bilo kojih izmjeničnih uređaja na automatsko isključivanje na niskim ili visokim naponima. Samo trebamo dodati redak koda za isključivanje uređaja, ispod LCD poruke upozorenja koja prikazuje kôd. Označite ovdje kako biste koristili relej s izmjeničnim uređajima.
Objašnjenje sklopa:
U zaštitnom krugu visokog i niskog napona koristili smo opcijsko pojačalo LM358 koje ima dva izlaza spojena na 2 i 3 brojčana pina PIC mikrokontrolera. A razdjelnik napona koristi se za podjelu napona i povezuje svoj izlaz na 4-nom brojaču PIC mikrokontrolera. LCD je spojen na PORTB PIC-a u 4-bitnom načinu. RS i EN izravno su povezani na B0 i B1, a podatkovni pinovi D4, D5, D6 i D7 LCD-a povezani su na B2, B3, B4 i B5. U ovom smo projektu koristili dva regulatora napona: 7805 za napajanje mikrokontrolera i 7812 za krug LM358. A silazni transformator od 12v-0-12v također se koristi za snižavanje izmjeničnog napona. Ostali dijelovi prikazani su na donjem krugu.
Objašnjenje programiranja:
Programiranje dijela ovog projekta jednostavno je. U ovom kodu samo trebamo izračunati izmjenični napon pomoću mapiranog 0-5v napona koji dolazi iz kruga djelitelja napona, a zatim ga usporediti s unaprijed definiranim vrijednostima. Kompletni PIC kod možete provjeriti nakon ovog projekta.
Prvo, u kod smo uključili zaglavlje i konfigurirali konfiguracijske bitove PIC mikrokontrolera. Ako ste novi u PIC kodiranju, ovdje naučite PIC mikrokontroler i njegove konfiguracijske bitove.
Zatim smo koristili neke funkcije za upravljanje LCD-om, poput void lcdbegin () za inicijalizaciju LCD-a, void lcdcmd (char ch) za slanje naredbe na LCD, void lcdwrite (char ch) za slanje podataka na LCD i void lcdprint (char * str) za slanje niza na LCD. Provjerite sve funkcije u donjem kodu.
Ispod se zadana funkcija koristi za mapiranje vrijednosti:
duga karta (long x, long in_min, long in_max, long out_min, long out_max) {return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min; }
Dana funkcija int analogRead (int ch) koristi se za inicijalizaciju i čitanje ADC-a:
int analogRead (int ch) {int adcData = 0; ako je (ch == 0) ADCON0 = 0x03; // adc kanal 0 else if (ch == 1) ADCON0 = 0x0b; // odaberite adc kanal 1 else if (ch == 2) ADCON0 = 0x0b; // odabir adc kanala 2 ADCON1 = 0b00001100; // odabir analognog i / p 0,1 i 2 kanala ADC ADCON2 = 0b10001010; // vrijeme izjednačavanja vrijeme zadržavanja ograničenja while (GODONE == 1); // početak konverzije adc vrijednost adcData = (ADRESL) + (ADRESH << 8); // Spremimo 10-bitni izlaz ADON = 0; // adc off povratak adcData; }
Navedene linije koriste se za dobivanje ADC uzoraka i izračunavaju njihov prosjek, a zatim izračunavaju napon:
while (1) {long adcValue = 0; int volt = 0; for (int i = 0; i <100; i ++) // uzimanje uzoraka {adcValue + = analogRead (2); kašnjenje (1); } adcValue / = 100; #if metoda == 1 volt = (((plutajući) adcValue * 240,0) /1023.0); #else volt = karta (adcValue, 530, 895, 100, 240); #endif sprintf (rezultat, "% d", volt);
I na kraju zadana funkcija koristi se za poduzimanje rezultiranih radnji:
ako (volt> 200) {lcdcmd (1); lcdprint ("Visoki napon"); lcdcmd (192); lcdprint ("Upozorenje"); kašnjenje (1000); } inače if (volt <150) {lcdcmd (1); lcdprint ("Niski napon"); lcdcmd (192); lcdprint ("Upozorenje"); kašnjenje (1000); }
Dizajn sklopova i PCB-a pomoću EasyEDA-e:
Da bismo dizajnirali ovaj krug VISOKOG I NISKOG napona, odabrali smo mrežni EDA alat nazvan EasyEDA. Prethodno smo mnogo puta koristili EasyEDA i smatrali smo da je vrlo prikladan za upotrebu u usporedbi s drugim proizvođačima PCB-a. Ovdje pogledajte sve naše PCB projekte. EasyEDA nije samo rješenje na jednom mjestu za shematsko hvatanje, simulaciju sklopa i dizajn PCB-a, oni također nude jeftinu uslugu izvođenja prototipa i komponenata PCB-a. Nedavno su pokrenuli svoju uslugu nabave komponenata gdje imaju veliku zalihu elektroničkih komponenata, a korisnici mogu naručiti njihove potrebne komponente zajedno s narudžbom PCB-a.
Dok dizajnirate svoje sklopove i PCB-ove, također možete učiniti svoj dizajn kruga i PCB-a javnim, tako da ih drugi korisnici mogu kopirati ili uređivati i od toga imati koristi, također smo učinili cijeli svoj raspored krugova i PCB-a javnim za ovaj visoki i niski napon Zaštitni krug, provjerite donju poveznicu:
easyeda.com/circuitdigest/HIGH_LOW_Voltage_Detector-4dc240b0fde140719c2401096e2410e6
Ispod je Snimka gornjeg sloja izgleda PCB-a tvrtke EasyEDA, možete pregledati bilo koji sloj (gornji, donji, gornji dio dna, dno itd.) PCB-a odabirom sloja iz prozora "Slojevi".
Također možete provjeriti prikaz fotografija PCB-a pomoću EasyEDA-e:
Izračun i naručivanje PCB-a putem interneta:
Nakon završetka dizajna PCB-a, možete kliknuti gornju ikonu izlaza za izradu . Tada ćete pristupiti stranici PCB kako biste preuzeli Gerber datoteke s PCB-a i poslali ih bilo kojem proizvođaču, a puno je lakše (i jeftinije) naručiti ih izravno u EasyEDA-i. Ovdje možete odabrati broj PCB-a koje želite naručiti, koliko slojeva bakra trebate, debljinu PCB-a, težinu bakra, pa čak i boju PCB-a. Nakon što odaberete sve mogućnosti, kliknite "Spremi u košaricu" i dovršite narudžbu, a nakon nekoliko dana dobit ćete svoje PCB-ove. Korisnik također može ići sa svojim lokalnim dobavljačem PCB-a za izradu PCB-a pomoću Gerber datoteke.
Dostava EasyEDA-e je vrlo brza i nakon nekoliko dana naručivanja PCB-a dobio sam uzorke PCB-a:
Ispod su slike nakon lemljenja komponenata na PCB:
Na ovaj način možemo lako izgraditi zaštitni krug niskog napona za svoj dom. Dalje, samo trebate dodati relej za spajanje bilo kojih izmjeničnih uređaja na njega, kako biste ga zaštitili od kolebanja napona. Samo spojite relej s bilo kojim pinom opće namjene PIC MCU-a i napišite kôd da bi taj pin bio visok i nizak zajedno s kodom poruke upozorenja LCD-a.