Catu Daya Pemutus Arus Lebih Menggunakan Arduino

Dalam posting ini kita akan membuat sebuah eliminator baterai / catu daya variabel DC yang secara otomatis akan memutus suplai, jika arus yang mengalir melalui beban melebihi tingkat ambang batas yang telah ditetapkan.

Oleh Girish Radhakrishanan

Fitur Teknis Utama

Rangkaian catu daya cut-off arus lebih yang diusulkan menggunakan Arduino memiliki layar LCD 16 X 2, yang digunakan untuk menunjukkan tegangan, arus, konsumsi daya, dan batas arus ambang batas yang telah ditetapkan secara real time.

Menjadi penggemar elektronik, kami menguji prototipe kami pada catu daya tegangan variabel. Sebagian besar dari kita memiliki catu daya variabel murah yang mungkin tidak menggunakan fitur pengukur tegangan / pengukuran arus atau korsleting atau perlindungan arus berlebih yang ada di dalamnya.

Itu karena catu daya dengan fitur yang disebutkan ini dapat mengebom dompet Anda dan akan digunakan secara berlebihan untuk penggunaan hobi.

Hubung singkat dan aliran arus berlebih adalah masalah bagi pemula hingga profesional dan pemula lebih sering mengalami ini karena kurangnya pengalaman, mereka mungkin membalikkan polaritas catu daya atau menghubungkan komponen dengan cara yang salah, dll.

Hal-hal ini dapat menyebabkan aliran arus yang melalui rangkaian sangat tinggi, mengakibatkan pelarian termal dalam semikonduktor dan komponen pasif yang mengakibatkan rusaknya komponen elektronik yang berharga. Dalam kasus ini hukum ohm berubah menjadi musuh.

Jika Anda tidak pernah membuat korsleting atau korsleting, selamat! Anda adalah salah satu dari sedikit orang yang sempurna dalam bidang elektronik atau Anda tidak pernah mencoba sesuatu yang baru dalam elektronik.

Proyek catu daya yang diusulkan dapat melindungi komponen elektronik dari kerusakan penggorengan, yang akan cukup murah untuk penghobi elektronik rata-rata dan cukup mudah untuk membuatnya untuk mereka yang sedikit di atas tingkat pemula.

Desain

Catu daya memiliki 3 potensiometer: satu untuk mengatur kontras tampilan LCD, satu untuk mengatur tegangan keluaran mulai dari 1,2 V hingga 15V dan potensiometer terakhir digunakan untuk mengatur batas arus mulai dari 0 hingga 2000 mA atau 2 Ampere.

Layar LCD akan memperbarui Anda dengan empat parameter setiap detik: tegangan, konsumsi arus, batas arus yang telah ditentukan sebelumnya, dan konsumsi daya oleh beban.

Konsumsi arus melalui beban akan ditampilkan dalam milliamps, batas arus yang telah ditentukan sebelumnya akan ditampilkan dalam milliamps dan konsumsi daya akan ditampilkan dalam mili-watt.
Rangkaian ini dibagi menjadi 3 bagian: elektronika daya, sambungan layar LCD, dan rangkaian pengukur daya.

3 tahap ini dapat membantu pembaca untuk memahami rangkaian dengan lebih baik. Sekarang mari kita lihat bagian elektronika daya yang mengontrol tegangan keluaran.

Diagram skematik:

Trafo 12v-0-12v / 3A akan digunakan untuk menurunkan tegangan, dioda 6A4 akan mengubah AC menjadi tegangan DC dan kapasitor 2000uF akan memuluskan suplai DC berombak dari dioda.

Regulator 9V tetap LM 7809 akan mengubah DC yang tidak diatur menjadi suplai DC 9V yang diatur. Pasokan 9V akan memberi daya pada Arduino dan relai. Coba gunakan jack DC untuk suplai input arduino.

Jangan melewatkan kapasitor keramik 0.1uF yang memberikan stabilitas yang baik untuk tegangan keluaran.

LM 317 memberikan tegangan output variabel untuk beban yang akan dihubungkan.

Anda dapat mengatur tegangan output dengan memutar potensiometer 4,7K ohm.

Itu menyimpulkan bagian kekuatan.

Sekarang mari kita lihat koneksi tampilan:

Detail Koneksi

Tidak banyak yang perlu dijelaskan di sini, cukup sambungkan layar Arduino dan LCD sesuai diagram sirkuit. Sesuaikan potensiometer 10K untuk kontras tampilan yang lebih baik.

Tampilan di atas menunjukkan pembacaan sampel untuk empat parameter yang disebutkan.

Tahap Pengukuran Daya

Sekarang, mari kita lihat rangkaian pengukuran daya secara detail.

Rangkaian pengukur daya terdiri dari voltmeter dan amperemeter. Arduino dapat mengukur tegangan dan arus secara bersamaan dengan menghubungkan jaringan resistor sesuai diagram rangkaian.

Detail Koneksi Relai untuk Desain di atas:

Keempat resistor 10 ohm tersebut secara paralel membentuk resistor shunt 2.5 ohm yang nantinya akan digunakan untuk mengukur aliran arus yang melalui beban. Resistor masing-masing harus minimal 2 watt.

Resistor 10k ohm dan 100k ohm membantu Arduino mengukur tegangan pada beban. Resistor ini bisa menjadi satu dengan nilai watt normal.

Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang cara kerja ammeter dan voltmeter berbasis Arduino, lihat dua tautan ini:

Voltmeter: https://homemade-circuits.com/2016/09/how-to-make-dc-voltmeter-using-arduino.html

Ammeter: https://homemade-circuits.com/2017/08/arduino-dc-digital-ammeter.html

Potensiometer 10K ohm disediakan untuk menyesuaikan level arus maksimum pada output. Jika arus yang mengalir melalui beban melebihi arus yang telah ditentukan sebelumnya, suplai keluaran akan diputus.
Anda dapat melihat level preset di layar yang akan disebutkan sebagai 'LT' (Limit).

Katakanlah misalnya: jika Anda menetapkan batasnya sebagai 200, itu akan memberikan arus hingga 199mA. Jika konsumsi saat ini sama dengan 200 mA atau lebih, output akan segera terputus.

Output dihidupkan dan dimatikan oleh pin Arduino # 7. Ketika pin ini tinggi transistor memberi energi pada relai yang menghubungkan pin umum dan pin biasanya terbuka, yang melakukan suplai positif untuk beban.

Dioda IN4007 menyerap EMF balik tegangan tinggi dari koil relai saat menghidupkan dan mematikan relai.

Kode Program:

//------------------Program Developed by R.GIRISH------------------//
#include
#define input_1 A0
#define input_2 A1
#define input_3 A2
#define pot A3
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2)
int Pout = 7
int AnalogValue = 0
int potValue = 0
int PeakVoltage = 0
int value = 0
int power = 0
float AverageVoltage = 0
float input_A0 = 0
float input_A1 = 0
float output = 0
float Resolution = 0.00488
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000
float R2 = 10000
unsigned long sample = 0
int threshold = 0
void setup()
{
lcd.begin(16,2)
Serial.begin(9600)
pinMode(input_3, INPUT)
pinMode(Pout, OUTPUT)
pinMode(pot, INPUT)
digitalWrite(Pout, HIGH)
}
void loop()
{
PeakVoltage = 0
value = analogRead(input_3)
vout = (value * 5.0) / 1024
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin <0.10)
{
vin = 0.0
}
for(sample = 0 sample <5000 sample ++)
{
AnalogValue = analogRead(input_1)
if(PeakVoltage {
PeakVoltage = AnalogValue
}
else
{
delayMicroseconds(10)
}
}
input_A0 = PeakVoltage * Resolution
PeakVoltage = 0
for(sample = 0 sample <5000 sample ++)
{
AnalogValue = analogRead(input_2)
if(PeakVoltage {
PeakVoltage = AnalogValue
}
else
{
delayMicroseconds(10)
}
}
potValue = analogRead(pot)
threshold = map(potValue, 0, 1023, 0, 2000)
input_A1 = PeakVoltage * Resolution
output = (input_A0 - input_A1) * 100
output = output * 4
power = output * vin
while(output >= threshold || analogRead(input_1) >= 1010)
{
digitalWrite(Pout, LOW)
while(true)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Power Supply is')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Disconnected.')
delay(1500)
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Press Reset the')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Button.')
delay(1500)
}
}
while(output >= threshold || analogRead(input_2) >= 1010)
{
digitalWrite(Pout, LOW)
while(true)
{
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Power Supply is')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Disconnected.')
delay(1500)
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('Press Reset the')
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('Button.')
delay(1500)
}
}
lcd.clear()
lcd.setCursor(0,0)
lcd.print('V=')
lcd.print(vin)
lcd.setCursor(9,0)
lcd.print('LT=')
lcd.print(threshold)
lcd.setCursor(0,1)
lcd.print('I=')
lcd.print(output)
lcd.setCursor(9,1)
lcd.print('P=')
lcd.print(power)
Serial.print('Volatge Level at A0 = ')
Serial.println(analogRead(input_1))
Serial.print('Volatge Level at A1 = ')
Serial.println(analogRead(input_2))
Serial.print('Voltage Level at A2 = ')
Serial.println(analogRead(input_3))
Serial.println('------------------------------')
}

//------------------Program Developed by R.GIRISH------------------//

Sekarang, Anda akan memperoleh pengetahuan yang cukup untuk membuat catu daya yang melindungi Anda komponen dan modul elektronik yang berharga.

Jika Anda memiliki pertanyaan khusus tentang rangkaian catu daya cut-off saat ini menggunakan Arduino, jangan ragu untuk bertanya di bagian komentar, Anda dapat menerima balasan cepat.