Zrób to sam projekt miernika mocy przy użyciu Arduino Pro Mini: 5 kroków

Spisu treści:

Krok 1: Wyświetlacz OLED
Krok 2: Czytnik kart SD
Krok 3: Schemat Schemat:
Krok 4: Dostarczono PCB:
Krok 5: Prezentacja wideo projektu

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-13 06:58

Zrób to sam projekt miernika mocy przy użyciu Arduino Pro Mini

Wstęp

Witaj, społeczność elektroników! Dziś przedstawię Wam projekt, który pozwala zmierzyć napięcie i prąd urządzenia oraz wyświetlić je wraz z wartościami mocy i energii. Pomiar prądu/napięcia Jeśli chcesz zmierzyć napięcie i prąd obwodu za pomocą Arduino, procedura jest dość prosta. Używasz wejścia analogowego do pomiaru napięcia na obciążeniu i używasz bocznika do pomiaru prądu poprzez spadek napięcia rezystora bocznikowego. Teraz ta metoda jest dość prymitywna i działa tylko dla napięć w zakresie 0-5 V, a ADC Arduino, który służy do odczytu spadku napięcia rezystora, jest nieco niedokładny do pomiaru tylko setek mV, które spadną przez bocznik. Na szczęście istnieją moduły, które ułatwiają nam życie. W tym projekcie będę używał układu scalonego INA219, który wykorzystuje rezystor 0,1R jako bocznik i może mierzyć napięcia do 32V i ma zakres prądowy 0-3,2A. Ten układ scalony oferuje interfejs I2C do komunikacji z Arduino, a dzięki przestudiowaniu arkusza danych możemy użyć określonych poleceń przez interfejs I2C, aby odczytać wartości napięcia i prądu. Znowu mamy szczęście, ponieważ nie musimy przechodzić przez te kłopoty. Istnieją biblioteki firmy Adafruit, które można pobrać i użyć gotowych funkcji do odczytu napięcia i prądu | Kliknij tutaj, aby pobrać bibliotekę

Krok 1: Wyświetlacz OLED

Następnym komponentem, którego będę używał, jest wyświetlacz. W ten sposób możemy wyświetlać wartości, które mierzymy. Od jakiegoś czasu pracuję z „96-calowym wyświetlaczem OLED i działa on pięknie. Możemy ponownie wykorzystać już wykonaną bibliotekę Adafruit w celu przesłania danych, które chcemy pokazać na wyświetlaczu | Kliknij tutaj, aby pobrać bibliotekę Adafruit | będziesz także potrzebować biblioteki Adafruit GFX.

Krok 2: Czytnik kart SD

Teraz, aby ten projekt był kompletny, dodamy końcowy komponent. Czytnik kart micro SD, w celu przechowywania zmierzonych danych w postaci plików tekstowych, skąd można je skopiować do programu typu Excel, aby wykonać ładnie wyglądające wykresy oraz obliczyć zużytą moc i energię, mnożąc prąd i napięcie przez czas odpowiednio.

Moduł ten komunikuje się za pośrednictwem interfejsu SPI, który wykorzystuje również polecenia do zapisu/odczytu danych. Ten moduł nie jest kompatybilny z 5 V, więc nie możemy po prostu podłączyć go do interfejsu Arduino, ponieważ 5 V zniszczy układ 3.3 V. W tym celu wykonałem dzielniki napięcia z rezystorów, aby obniżyć sygnały 5 V do odpowiednich sygnałów 3,3 V dla układu (odpowiednio linie MOSI, CS i CLK oraz obniżyć napięcie 5 V do 3,3 V w celu zasilania modułu).

Krok 3: Schemat Schemat:

Na koniec programujemy Arduino za pomocą biblioteki Adafruit dla modułu INA219, aby odczytać wartości napięcia i prądu. Ponadto mnożymy prąd przez napięcie, aby uzyskać zużytą moc. Następnie możemy użyć funkcji milis() do zapisania czasu, który minął, i pomnożyć go przez potęgę, aby obliczyć zużytą energię. Do czytnika kart SD użyłem biblioteki „SdFat”, ponieważ standardowe biblioteki SD z Arduino nie działały tak dobrze | Kliknij tutaj, aby pobrać bibliotekę SDFAT

Płytkę można zasilać za pomocą gniazda DC i przykładając napięcie od 7 do 12 V do Arduino, które zasila pozostałe komponenty za pośrednictwem 5 V VCC.

Krok 4: Dostarczono PCB:

Sponsor tego projektu

Sponsorem tego projektu jest PCBGOGO, które dostarczyło nam 10 płytek PCB do tego projektu. PCBGOGO produkuje wysokiej jakości PCB w bardzo krótkim czasie i dostarcza je również bardzo szybko. Jeśli więc myślisz o profesjonalnym projekcie, nie wahaj się przesłać plików Gerber do PCBGOGO, aby otrzymać 10 płytek PCB za bardzo niską cenę.