Magas / alacsony feszültség érzékelő és védelmi áramkör pic mikrovezérlővel

Gyakran látjuk az otthoni áramellátás feszültségingadozásait, amelyek meghibásodást okozhatnak otthoni váltóáramú készülékeinkben. Ma egy alacsony költségű magas és alacsony feszültségű védelmi áramkört építünk, amely magas vagy alacsony feszültség esetén megszakítja a készülékek áramellátását. Ez egy figyelmeztető üzenetet is megjelenít a 16x2 LCD-n. Ebben a projektben a PIC mikrovezérlőt használtuk a bemeneti feszültség és a referenciafeszültség összehasonlítására, és ennek megfelelően megtettük a műveletet.

Ezt az áramkört PCB-re készítettük, és ugyanarra a célra egy további áramkört is felvettünk a NYÁK-ra, de ezúttal az LM358 op-amp (mikrovezérlő nélkül) használatával. Bemutatás céljából az alacsony feszültség határértékét 150 V-nak, a nagy feszültség határát pedig 200 V-nak választottuk. Ebben a projektben nem használtunk egyetlen relét sem a levágáshoz, hanem csak az LCD segítségével mutattuk be. Ellenőrizze a cikk végén található videót. De a felhasználó csatlakoztathat egy relét ehhez az áramkörhöz, és csatlakoztathatja a PIC GPIO-jához.

További PCB-projektjeinket itt ellenőrizheti.

Szükséges alkatrészek:

1. PIC PIC18F2520 mikrokontroller
2. NYÁK (az EasyEDA-tól rendelve)
3. IC LM358
4. 3 tűs csatlakozó csatlakozó (opcionális)
5. 16x2 LCD
6. BC547 tranzisztor
7. 1k ellenállás
8. 2k2-es ellenállás
9. 30K ellenállás SMD
10. 10k SMD
11. Kondenzátorok - 0,1uf, 10uF, 1000uF
12. 28 tűs IC alap
13. Férfi / nő pálcika
14. 7805 Feszültségszabályozók - 7805, 7812
15. Pickit2 programozó
16. VEZETTE
17. Zener dióda - 5,1v, 7,5v, 9,2v
18. Transzformátor 12-0-12
19. 12MHz kristály
20. 33pF kondenzátor
21. Feszültségszabályozó (ventilátor fordulatszám-szabályozó)

Munka magyarázat:

Ebben a magas és alacsony feszültségű áramkörben leolvastuk az AC feszültséget a PIC mikrovezérlő használatával transzformátor, hídirányító és feszültségosztó áramkör segítségével, és 16x2 LCD-n keresztül jelenítettük meg. Ezután összehasonlítottuk az AC feszültséget az előre meghatározott határokkal, és ennek megfelelően jelenítettük meg a riasztási üzenetet az LCD-n. Például, ha a feszültség 150v alatt van, akkor megmutattuk az „Alacsony feszültséget”, és ha a feszültség meghaladja a 200v értéket, akkor a „Nagyfeszültség” szöveget mutattuk az LCD-n. Megváltoztathatjuk ezeket a korlátokat a projekt végén megadott PIC-kódban. Itt a Fan Regulator-t használtuk a bejövő feszültség növelésére és csökkentésére demonstrációs célból a Videóban.

Ebben az áramkörben egy egyszerű alul- és túlfeszültség-védelmi áramkört is felvettünk mikrovezérlő használata nélkül. Ebben az egyszerű áramkörben az LM358 összehasonlítót használtuk a bemeneti és a referenciafeszültség összehasonlítására. Tehát itt három lehetőségünk van ebben a projektben:

1. Mérje meg és hasonlítsa össze az AC feszültséget transzformátor, hídirányító, feszültségosztó áramkör és PIC mikrovezérlő segítségével.
2. Túl- és alulfeszültség detektálása az LM358 segítségével transzformátor, egyenirányító és összehasonlító LM358 segítségével (mikrokontroller nélkül)
3. Az LM358 komparátor segítségével érzékelje a feszültség alatti és túlfeszültséget, és kimenetét táplálja a PIC mikrovezérlőbe, hogy kód szerint cselekedjen.

Itt bemutattuk a projekt első lehetőségét. Amelyben csökkentettük a váltóáramú bemeneti feszültséget, majd átalakítottuk azt egyenárammá egy híd egyenirányító segítségével, majd ismét feltérképeztük ezt az egyenfeszültséget 5 V-ra, majd végül ezt a feszültséget tápláltuk a PIC mikrovezérlőhöz összehasonlítás és megjelenítés céljából.

A PIC mikrovezérlőben leolvastuk ezt a leképezett egyenfeszültséget, és a leképezett érték alapján kiszámítottuk a bejövő váltakozó feszültséget a következő képlet segítségével:

volt = ((adcValue * 240) / 1023)

ahol az adcValue ekvivalens egyenáramú bemeneti feszültségérték a PIC vezérlő ADC tűjénél és volt az alkalmazott váltakozó feszültség. Itt 240 V-ot vettünk maximális bemeneti feszültségnek.

vagy alternatív megoldásként használhatunk adott módszert egyenértékű DC bemeneti érték feltérképezésére.

volt = térkép (adcVlaue, 530, 895, 100, 240)

ahol az adcValue egyenértékű egyenáramú bemeneti feszültségérték a PIC vezérlő ADC lábánál , az 530 a minimális egyenfeszültség egyenértéke és a 895 a maximális egyenfeszültség egyenértékének értéke. A 100v pedig a minimális feltérképezési feszültség, a 240v pedig a maximális feltérképezési feszültség.

Azt jelenti, hogy a 10 mV DC bemenet a PIC ADC tűnél egyenlő 2,046 ADC egyenértékű értékkel. Tehát itt 530-at választottunk minimális értékként, a PIC ADC-érintkezőjének feszültsége a következő lesz:

(((530 / 2,046) * 10) / 1000) Volt

2.6v, amely feltérképezi a minimális 100VAC értéket

(Ugyanez a számítás a maximális határértékre).

Ellenőrizze, hogy a térkép funkció a PIC programkódban található-e. Tudjon meg többet a feszültségosztó áramkörről és a feszültségek feltérképezéséről az ADC segítségével itt.

A projekt kidolgozása egyszerű. Ebben a projektben váltakozó feszültségű ventilátor szabályozót alkalmaztunk annak bemutatására. A transzformátor bemenetéhez ventilátorszabályozót csatlakoztattunk. Ezután az ellenállás növelésével vagy csökkentésével megkapjuk a kívánt feszültség kimenetet.

A kódban rögzítettük a maximális és a minimális feszültségértékeket a magas feszültség és az alacsony feszültség érzékeléséhez. 200 V-ot rögzítettünk túlfeszültség-határként és 150 V-ot alsó feszültséghatárként. Az áramkör bekapcsolása után láthatjuk az AC bemeneti feszültségét az LCD-n. Amikor a bemeneti feszültség növekszik, láthatjuk a feszültségváltozásokat az LCD felett, és ha a feszültség meghaladja a feszültséghatárt, akkor az LCD „HIGH Voltage Alert” jelzéssel értesít minket, és ha a feszültség alacsonyabb lesz, mint a feszültséghatár alatt, akkor az LCD a „ LOW Voltage Alert ”üzenet. Így elektronikus megszakítóként is használható.

Továbbá hozzáadhatunk egy relét bármilyen váltóáramú készülék csatlakoztatásához az alacsony vagy magas feszültség automatikus lekapcsolásához. Csak hozzá kell adnunk egy kódsort a készülék kikapcsolásához, a kódot megjelenítő LCD figyelmeztető üzenet alatt. Ellenőrizze itt, hogy használja-e a relét AC készülékekkel.

Áramkör magyarázat:

A magas és alacsony feszültségű védelmi áramkörben egy LM358 op-amp-ot használtunk, amelynek két kimenete van összekötve a PIC mikrovezérlő 2 és 3 számú érintkezőjével. És egy feszültségosztót használnak a feszültség felosztásához, és a kimenetét a PIC mikrovezérlő 4. számú tűjéhez köti. Az LCD-t a PIC portjához csatlakoztatják 4 bites módban. Az RS és az EN közvetlenül csatlakozik a B0 és B1 pontokhoz, az LCD D4, D5, D6 és D7 adatcsapjai pedig a B2, B3, B4 és B5 pontokhoz vannak csatlakoztatva. Ebben a projektben két feszültségszabályozót használtunk: 7805-et a mikrovezérlő tápellátásához és 7812-et az LM358 áramkörhöz. És a váltóáramú feszültség csökkentésére 12v-0-12v transzformátort is használnak. A többi alkatrészt az alábbi kapcsolási rajz mutatja.

Programozási magyarázat:

A projekt egy részének programozása egyszerű. Ebben a kódban csak ki kell számolnunk az AC feszültséget a feszültségosztó áramkörből érkező leképezett 0-5v feszültség felhasználásával, majd össze kell hasonlítanunk az előre meghatározott értékekkel. A projekt után ellenőrizheti a teljes PIC-kódot.

Először a kódba felvettünk egy fejlécet, és konfiguráltuk a PIC mikrokontroller konfigurációs bitjeit. Ha még nem ismeri a PIC kódolást, akkor itt ismerje meg a PIC mikrokontrollert és annak konfigurációs bitjeit.

Ezután néhány funkciót használtunk az LCD vezetéséhez, például void lcdbegin () az LCD inicializálásához, void lcdcmd (char ch) parancs küldéséhez az LCD-hez, void lcdwrite (char ch) adatok küldéséhez az LCD-hez és void lcdprint (char * str) a karakterlánc LCD-re küldéséhez. Ellenőrizze az alábbi kód összes funkcióját.

Az adott függvény alatt az értékek leképezésére szolgál:

hosszú térkép (hosszú x, hosszú in_min, hosszú in_max, long out_min, long out_max) {return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min; }

Adott int analRead (int ch) függvényt használunk az ADC inicializálásához és olvasásához:

int analRead (int ch) {int adcData = 0; ha (ch == 0) ADCON0 = 0x03; // adc csatorna 0 else if (ch == 1) ADCON0 = 0x0b; // válasszon egy másik adc csatornát if (ch == 2) ADCON0 = 0x0b; // 2. ADC-csatorna kiválasztása ADCON1 = 0b00001100; // válassza ki az ADC analóg i / p 0,1 és 2 csatornáját ADCON2 = 0b10001010; // ekvizíciós idő megtartva a felső határt, miközben (GODONE == 1); // konverzió megkezdése adc érték adcData = (ADRESL) + (ADRESH << 8); // 10 bites kimenet tárolása ADON = 0; // adc off return adcData; }

A megadott vonalakat használjuk az ADC minták megszerzéséhez, és számítsuk ki azok átlagát, majd számítsuk ki a feszültséget:

míg (1) {hosszú adcValue = 0; int volt = 0; for (int i = 0; i <100; i ++) // mintavétel {adcValue + = analogRead (2); késés (1); } adcValue / = 100; #if módszer == 1 volt = (((float) adcValue * 240,0) / 1023,0); #else volt = térkép (adcValue, 530, 895, 100, 240); #endif sprintf (eredmény, "% d", volt);

És végül az adott funkciót használják az eredményezett műveletek végrehajtására:

if (volt> 200) {lcdcmd (1); lcdprint ("nagyfeszültség"); lcdcmd (192); lcdprint ("Figyelmeztetés"); késés (1000); } else if (volt <150) {lcdcmd (1); lcdprint ("alacsony feszültség"); lcdcmd (192); lcdprint ("Figyelmeztetés"); késés (1000); }

Áramkör és NYÁK tervezés az EasyEDA segítségével:

Ennek a MAGAS és ALACSONY Feszültségérzékelő áramkörnek a tervezéséhez az online EDA eszközt választottuk az EasyEDA néven. Korábban sokszor használtuk az EasyEDA-t, és nagyon kényelmesnek találtuk a használatát a többi NYÁK-gyártóval összehasonlítva. Ellenőrizze itt az összes NYÁK-projektünket. Az EasyEDA nem csak egyablakos megoldás a sematikus rögzítéshez, az áramkör-szimulációhoz és a NYÁK-tervezéshez, hanem olcsó PCB-prototípus és alkatrész-beszerzési szolgáltatást is kínál. Nemrégiben elindították alkatrész-beszerzési szolgáltatásukat, ahol nagy mennyiségű elektronikus alkatrész áll rendelkezésükre, és a felhasználók megrendelhetik a szükséges alkatrészeiket a NYÁK-rendeléssel együtt.

Az áramkörök és a NYÁK-k tervezése közben az áramköri és a NYÁK-terveket is nyilvánossá teheti, hogy más felhasználók másolhassák vagy szerkeszthessék azokat, és kihasználhassák az előnyeiket, emellett a teljes áramkör- és NYÁK-elrendezésünket is nyilvánossá tettük erre a magas és alacsony feszültségre. Védelmi áramkör, ellenőrizze az alábbi linket:

easyeda.com/circuitdigest/HIGH_LOW_Voltage_Detector-4dc240b0fde140719c2401096e2410e6

Az alábbiakban bemutatjuk az EasyEDA PCB elrendezésének felső rétegének pillanatképét. Megtekintheti a NYÁK bármely rétegét (felső, alsó, Topsilk, alsó tej stb.), Ha kiválasztja a réteget a „Rétegek” ablakból.

Az EasyEDA használatával is kiválaszthatja a NYÁK Fotó nézetét:

PCB-k kiszámítása és megrendelése online:

A NYÁK tervezésének befejezése után rákattinthat a fenti Gyártás kimenet ikonra. Ezután hozzáférhet az oldal nyomtatott áramköri lapjához, hogy letöltse a Gerber fájlokat a PCB-ről, és elküldje azokat bármelyik gyártónak. Sokkal könnyebb (és olcsóbb) megrendelni közvetlenül az EasyEDA-ban. Itt kiválaszthatja a megrendelni kívánt NYÁK-k számát, hány rézrétegre van szüksége, a NYÁK vastagságát, a réz súlyát és még a NYÁK színét is. Miután kiválasztotta az összes lehetőséget, kattintson a „Mentés a kosárba” gombra, és teljesítse megrendelését, majd néhány nappal később megkapja a NYÁK-kat. A felhasználó a helyi NYÁK-gyártókkal is együtt fordulhat a NYÁK-k készítéséhez a Gerber fájl segítségével.

Az EasyEDA szállítása nagyon gyors, és néhány napos PCB-k megrendelése után megkaptam a NYÁK-mintákat:

Az alábbiakban láthatók a képek az alkatrészek forrasztása után a NYÁK-on:

Így könnyen megépíthetjük otthonunk alacsony-nagyfeszültségű védelmi áramkörét. Ezenkívül csak hozzá kell adnia egy relét az AC eszközök csatlakoztatásához, hogy megvédje a feszültségingadozásoktól. Csak csatlakoztassa a relét bármely általános célú PIC MCU tűhöz, és írja be a kódot, hogy az a tű magas és alacsony legyen, valamint az LCD figyelmeztető üzenet kódja.