Neste post vamos construir um eliminador de bateria / fonte de alimentação variável DC que cortará automaticamente o fornecimento, se o fluxo de corrente através da carga exceder o nível de limite predefinido.
Por Girish Radhakrishanan
Principais Características Técnicas
O circuito de alimentação de corte de sobrecorrente proposto usando Arduino possui display LCD de 16 X 2, que é usado para mostrar a tensão, corrente, consumo de energia e limite de corrente pré-ajustado em tempo real.
Sendo um entusiasta da eletrônica, testamos nossos protótipos em uma fonte de alimentação de tensão variável. A maioria de nós possui uma fonte de alimentação variável barata que pode não ostentar nem o recurso de medição de tensão / medição de corrente nem proteção contra curto-circuito ou sobrecorrente embutida.
Isso porque a fonte de alimentação com esses recursos mencionados pode bombar em sua carteira e será sobrecarregada para uso como hobby.
Curto-circuito e sobrecorrente é um problema para iniciantes a profissionais e iniciantes são propensos a isso com mais frequência por causa de sua inexperiência, eles podem inverter a polaridade da fonte de alimentação ou conectar os componentes de forma errada, etc.
Essas coisas podem fazer com que o fluxo de corrente através do circuito seja excepcionalmente alto, resultando em fuga térmica em componentes semicondutores e passivos, o que resulta na destruição de componentes eletrônicos valiosos. Nesses casos a lei de ohm se transforma em um inimigo.
Se você nunca fez um curto-circuito ou um circuito frito, então parabéns! Você é uma das poucas pessoas que são perfeitas em eletrônica ou nunca tentou algo novo em eletrônica.
O projeto de fonte de alimentação proposto pode proteger os componentes eletrônicos de tal destruição por fritura, o que será barato o suficiente para um amador de eletrônicos médio e fácil o suficiente para construir um para quem está um pouco acima do nível iniciante.
O design
A fonte de alimentação possui 3 potenciômetros: um para ajustar o contraste do display LCD, outro para ajustar a tensão de saída variando de 1,2 V a 15 V e o último potenciômetro é usado para definir o limite de corrente variando de 0 a 2000 mA ou 2 Amperes.
O display LCD irá atualizá-lo com quatro parâmetros a cada segundo: a tensão, consumo de corrente, limite de corrente pré-definido e consumo de energia pela carga.
O consumo de corrente via carga será exibido em miliamperes; o limite de corrente pré-definido será exibido em miliampères e o consumo de energia será exibido em mili-watts.
O circuito é dividido em 3 partes: a eletrônica de potência, a conexão do display LCD e o circuito de medição de potência.
Esses 3 estágios podem ajudar os leitores a entender melhor o circuito. Agora vamos ver a seção de eletrônica de potência que controla a tensão de saída.
Diagrama esquemático:
O transformador 12v-0-12v / 3A será utilizado para diminuir a tensão, os diodos 6A4 converterão a tensão CA em tensão CC e o capacitor de 2000uF suavizará a alimentação CC instável dos diodos.
O regulador fixo de 9V LM 7809 converterá a alimentação CC não regulada em alimentação CC de 9V regulada. A fonte de 9V alimentará o Arduino e o relé. Tente usar um conector DC para alimentação de entrada do arduino.
Não pule os capacitores cerâmicos de 0,1uF que fornecem boa estabilidade para a tensão de saída.
O LM 317 fornece tensão de saída variável para a carga que deve ser conectada.
Você pode ajustar a tensão de saída girando o potenciômetro de 4,7 K ohms.
Isso conclui a seção de energia.
Agora vamos ver a conexão do display:
Detalhes da conexão
Não há muito o que explicar aqui, apenas conecte o Arduino e o display LCD de acordo com o diagrama de circuito. Ajuste o potenciômetro de 10K para melhor contraste de visualização.
A tela acima mostra as leituras de amostra para os quatro parâmetros mencionados.
Estágio de medição de energia
Agora, vamos ver o circuito de medição de potência em detalhes.
O circuito de medição de energia é composto por voltímetro e amperímetro. O Arduino pode medir tensão e corrente simultaneamente conectando a rede de resistores conforme o diagrama do circuito.
Detalhes da conexão do relé para o projeto acima:
Os quatro resistores de 10 ohms em paralelo formam um resistor shunt de 2,5 ohms que será utilizado para medir o fluxo de corrente através da carga. Os resistores devem ter pelo menos 2 watts cada.
Os resistores de 10k ohm e 100k ohm ajudam o Arduino a medir a tensão na carga. Esses resistores podem ser um com classificação de potência normal.
Se você quiser saber mais sobre o funcionamento do amperímetro e voltímetro baseado em Arduino, confira estes dois links:
Voltímetro: https://www.homemade-circuits.com/2016/09/how-to-make-dc-voltmeter-using-arduino.html
Amperímetro: https://www.homemade-circuits.com/2017/08/arduino-dc-digital-ammeter.html
O potenciômetro de 10K ohms é fornecido para ajustar o nível máximo de corrente na saída. Se o fluxo de corrente através da carga exceder a corrente predefinida, a alimentação de saída será desconectada.
Você pode ver o nível predefinido no visor, ele será mencionado como “LT” (Limite).
Digamos, por exemplo: se você definir o limite como 200, ele fornecerá corrente até 199mA. Se o consumo de corrente for igual a 200 mA ou superior, a saída será imediatamente cortada.
A saída é ligada e desligada pelo pino #7 do Arduino. Quando este pino está alto o transistor energiza o relé que conecta os pinos comuns e normalmente abertos, que conduzem a alimentação positiva para a carga.
O diodo IN4007 absorve a alta tensão de volta EMF da bobina do relé enquanto liga e desliga o relé.
Código do programa:
//------------------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 < AnalogValue)
{
PeakVoltage = AnalogValue;
}
else
{
delayMicroseconds(10);
}
}
input_A0 = PeakVoltage * Resolution;
PeakVoltage = 0;
for(sample = 0; sample < 5000; sample ++)
{
AnalogValue = analogRead(input_2);
if(PeakVoltage < AnalogValue)
{
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("------------------------------");
}
//——————Programa Desenvolvido por R.GIRISH——————//
Até agora, você teria adquirido conhecimento suficiente para construir uma fonte de alimentação que protege seus componentes e módulos eletrônicos valiosos.
Se você tiver alguma dúvida específica sobre este circuito de fonte de alimentação de corte de corrente excessiva usando o Arduino, sinta-se à vontade para perguntar na seção de comentários, você pode receber uma resposta rápida.
Hashtags: #Fonte #alimentação #corte #sobrecorrente #usando #Arduino
FONTE
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