Automatski prekidač za opterećenje (vakuum) sa ACS712 i Arduino: 7 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

Zdravo svima, Rukovanje električnim alatom u zatvorenom prostoru užurbano je, jer sva prašina koja se stvara u zraku i prašina u zraku, znači prašina u vašim plućima. Pokretanje usisavača može ukloniti dio tog rizika, ali uključivanje i isključivanje svaki put kada koristite alat je bol.

Da bih ublažio ovu bol, izgradio sam ovaj automatski prekidač u kojem se nalazi Arduino sa senzorom struje kako bi osjetio kada radi električni alat i automatski uključio usisivač. Pet sekundi nakon zaustavljanja alata, prestaje i usisavanje.

Supplies

Za izradu ovog prekidača koristio sam sljedeće komponente i materijale:

• Arduino Uno -
• ACS712 trenutni senzor -
• Attiny85 -
• IC utičnica -
• Solid State relej -
• 5V mehanički relej -
• HLK -PM01 5V napajanje -
• Prototip PCB -a -
• Žica -
• Dupont kabeli -
• Plastično kućište -
• Lemilica -
• Lemljenje -
• Žice -

Korak 1: Osetite struju pomoću ACS712

Zvijezda projekta je ovaj senzor struje ACS712 koji radi na principu Hallovog efekta. Struja koja protiče kroz čip stvara magnetsko polje koje senzor Hall efekta zatim očitava i emitira napon koji je proporcionalan struji koja protiče kroz njega.

Kad ne protiče struja, izlazni napon je na polovici ulaznog napona, a budući da mjeri izmjeničnu struju kao i istosmjernu kada struja teče u jednom smjeru, napon postaje veći, a pri promjeni smjera napon postaje niži.

Ako spojimo senzor na Arduino i iscrtamo izlaz senzora, možemo pratiti ovo ponašanje pri mjerenju struje koja protiče kroz žarulju.

Ako bolje pogledamo vrijednosti iscrtane na ekranu, možemo primijetiti da je senzor zaista osjetljiv na šum pa iako daje prilično dobra očitanja, ne može se koristiti u situacijama gdje je potrebna preciznost.

U našem slučaju, potrebne su nam samo opće informacije ako teče značajna struja ili ne, tako da na nas ne utječe buka koju prikuplja.

Korak 2: Pravilno mjerenje izmjenične struje

Prekidač koji gradimo osjetit će AC uređaje pa moramo mjeriti izmjeničnu struju. Ako želimo jednostavno izmjeriti trenutnu vrijednost struje koja teče, možemo mjeriti u bilo kojem datom trenutku i to nam može dati pogrešnu indikaciju. Na primjer, ako mjerimo na vrhuncu sinusnog vala, registrirat ćemo protok velike struje, a zatim ćemo uključiti vakuum. Međutim, ako mjerimo na nultoj križnoj točki, nećemo registrirati nikakvu struju i pogrešno pretpostaviti da alat nije uključen.

Da bismo ublažili ovaj problem, moramo mjeriti vrijednosti više puta u određenom vremenskom periodu i identificirati najveće i najniže vrijednosti za trenutnu vrijednost. Zatim možemo izračunati razliku između i uz pomoć formule na slikama, izračunati pravu RMS vrijednost za struju.

Prava RMS vrijednost je ekvivalentna istosmjerna struja koja bi trebala teći u istom krugu kako bi osigurala istu izlaznu snagu.

Korak 3: Izgradite prototipno kolo

Da bismo započeli mjerenje sa senzorom, moramo prekinuti jednu od veza s opterećenjem i postaviti dva terminala senzora ACS712 u nizu s opterećenjem. Senzor se zatim napaja iz 5V iz Arduina, a njegov izlazni pin je spojen na analogni ulaz na Uno -u.

Za kontrolu mrežnog usisavača potreban nam je relej za kontrolu izlaznog utikača. Možete koristiti poluprovodnički relej ili mehanički relej koji ja koristim, ali provjerite je li ocijenjen za snagu vašeg usisavača. U ovom trenutku nisam imao jednokanalni relej pa ću za sada koristiti ovaj dvokanalni relejni modul i kasnije ga zamijeniti.

Izlazni utikač za vac -shop bit će spojen preko releja i njegovog normalno otvorenog kontakta. Nakon što je relej UKLJUČEN, krug će se zatvoriti, a usisavač će se automatski uključiti.

Relej se trenutno kontrolira preko pina 7 na Arduinu, pa kad god otkrijemo da struja teče kroz senzor, možemo ga povući nisko i to će uključiti vakuum.

Korak 4: Objašnjenje koda i značajke

Zaista lijepa značajka koju sam dodao i kodu projekta je lagano kašnjenje kako bi se usisavanje održalo još 5 sekundi nakon zaustavljanja alata. To će zaista pomoći pri zaostaloj prašini koja se stvara dok se alat potpuno zaustavi.

Da bih to postigao u kodu, koristim dvije varijable gdje prvo dobijem trenutno milionsko vrijeme kada je prekidač uključen, a zatim ažuriram tu vrijednost na svakoj iteraciji koda dok je alat uključen.

Kada se alat isključi, sada ponovo dobivamo trenutnu vrijednost millija, a zatim provjeravamo je li razlika između ta dva veća od navedenog intervala. Ako je to istina, isključujemo relej i ažuriramo prethodnu vrijednost s trenutnom.

Glavna mjerna funkcija u kodu naziva se mjera i u njoj prvo preuzimamo minimalne i maksimalne vrijednosti za vrhove, ali da bismo ih definitivno promijenili pretpostavljamo obrnute vrijednosti gdje je 0 visoki vrh, a 1024 najniži vrh.

Tijekom čitavog vremenskog razdoblja definiranog iteracijskom varijablom, čitamo vrijednost ulaznog signala i ažuriramo stvarne minimalne i maksimalne vrijednosti za vrhove.

Na kraju izračunavamo razliku i ta se vrijednost zatim koristi s RMS formulom od ranije. Ova se formula može pojednostaviti jednostavnim množenjem vršne razlike s 0,3536 kako bi se dobila RMS vrijednost.

Svaka od verzija senzora za različitu amperažu ima različitu osjetljivost, pa je tu vrijednost potrebno ponovno pomnožiti s koeficijentom koji se izračunava iz amperaže osjetnika.

Cijeli kôd dostupan je na mojoj stranici GitHub, a veza za preuzimanje nalazi se ispod:

Korak 5: Umanjite elektroniku (opcionalno)

U ovom trenutku, dio projekta o elektronici i kodu je u osnovi završen, ali još nisu previše praktični. Arduino Uno odličan je za izradu ovakvih prototipova, ali praktički je zaista glomazan pa će nam trebati veće kućište.

Htio sam uklopiti svu elektroniku u ovaj plastični okov koji ima lijepe poklopce za krajeve, a da bih to učinio, morat ću umanjiti elektroniku. Na kraju sam za sada morao pribjeći korištenju većeg kućišta, ali kad dobijem manju relejnu ploču, promijenit ću ih.

Arduino Uno će biti zamijenjen čipom Attiny85 koji se može programirati sa Uno -om. Proces je jednostavan i pokušat ću za njega pružiti zaseban vodič.

Kako bih uklonio potrebu za vanjskim napajanjem, upotrijebit ću ovaj modul HLK-PM01 koji pretvara izmjenično napajanje u 5 V i ima zaista mali prostor. Sva elektronika bit će smještena na dvostrani prototip PCB-a i spojena žicama.

Konačna shema dostupna je na EasyEDA-i, a do nje se nalazi link.

Korak 6: Spakirajte elektroniku u kutiju

Završna ploča definitivno nije moj najbolji rad do sada jer je ispalo malo neurednije nego što sam želio. Siguran sam da će, ako provedem više vremena na tome, biti ljepše, ali najvažnije je da je radio i znatno manji od onoga što je bio s Uno -om.

Kako bih sve to spakirao, prvo sam instalirao neke kabele na ulazne i izlazne utikače dužine oko 20 cm. Kao kućište, odustao sam od okova jer je na kraju bio premali, ali uspio sam sve smjestiti unutar razvodne kutije.

Ulazni kabel tada se dovodi kroz otvor i povezuje na ulazni terminal na ploči, a isto se radi i s druge strane gdje su sada spojena dva kabela. Jedan izlaz je za usisavač, a drugi za alat.

Sa svim spojenim, pobrinuo sam se da testiram prekidač prije nego što sam sve stavio u kućište i zatvorio poklopcem. Okov bi bio ljepše kućište jer će štititi elektroniku od bilo kakvih tekućina ili prašine koja bi mogla završiti na njima u mojoj radionici pa ću, kad dobijem novu relejnu ploču, sve premjestiti tamo.

Korak 7: Uživajte u upotrebi

Da biste koristili ovaj automatizirani prekidač, prvo morate spojiti ulazni utikač u zidnu utičnicu ili produžni kabel, kao u mom slučaju, a zatim su alat i vakuumski usisavač spojeni u odgovarajuće utičnice.

Kada se alat pokrene, usisavač se automatski uključuje i nastavit će raditi još 5 sekundi prije nego što se automatski isključi.

Nadam se da ste uspjeli naučiti nešto iz ovog Instructable pa pritisnite ovo omiljeno dugme ako vam se sviđa. Imam mnogo drugih projekata koje možete pogledati i ne zaboravite se pretplatiti na moj YouTube kanal kako ne biste propustili moje sljedeće videozapise.

Živjeli i hvala na čitanju!