Pic mikro denetleyici kullanarak yüksek / alçak gerilim algılama ve koruma devresi

Evimizdeki elektrik beslemesinde sık sık, ev tipi AC cihazlarımızda arızaya neden olabilecek voltaj dalgalanmaları görüyoruz. Bugün, Yüksek veya Düşük voltaj durumunda cihazlara giden güç kaynağını kesecek düşük maliyetli bir Yüksek ve Alçak Gerilim Koruma Devresi inşa ediyoruz. Ayrıca 16x2 LCD'de bir uyarı mesajı gösterecektir. Bu projede, giriş gerilimini referans gerilimle okuyup karşılaştırmak ve buna göre aksiyon almak için PIC Mikroişlemci'yi kullandık.

Bu devreyi PCB üzerinde yaptık ve aynı amaçla PCB üzerine ek bir devre ekledik, ancak bu sefer op-amp LM358 (mikrodenetleyicisiz) kullanarak. Tanıtım amaçlı olarak Düşük Voltaj limitini 150v ve yüksek voltaj limitini 200v olarak seçtik. İşte bu projede, kesme için herhangi bir röle kullanmadık, sadece LCD kullanarak gösterdik, bu makalenin sonundaki videoyu kontrol ettik. Ancak kullanıcı bu devre ile bir röle bağlayabilir ve bunu PIC'in GPIO'suna bağlayabilir.

Diğer PCB projelerimize buradan göz atın.

Gerekli Bileşenler:

1. PIC Mikrodenetleyici PIC18F2520
2. PCB (EasyEDA'dan sipariş edilmiştir)
3. IC LM358
4. 3 pinli Terminal Konnektörü (isteğe bağlı)
5. 16x2 LCD
6. BC547 Transistör
7. 1k direnç
8. 2k2 direnç
9. 30K direnç SMD
10. 10.000 SMD
11. Kapasitörler - 0.1 uf, 10 uF, 1000 uF
12. 28 pinli IC tabanı
13. Erkek / kadın burgsticks
14. 7805 Voltaj regülatörleri - 7805, 7812
15. Pickit2 Programcısı
16. LED
17. Zener diyot - 5.1v, 7.5v, 9.2v
18. Transformatör 12-0-12
19. 12MHz Kristal
20. 33pF kapasitör
21. Voltaj regülatörü (fan hız regülatörü)

Çalışma Açıklaması:

Bu Yüksek ve Alçak Gerilim Kesme Devresinde trafo, köprü doğrultucu ve gerilim bölücü devre yardımı ile PIC mikrodenetleyici kullanarak AC gerilimi okuduk ve 16x2 LCD ekran üzerinden görüntüledik. Ardından AC voltajını önceden tanımlanmış limitlerle karşılaştırdık ve buna göre uyarı mesajını LCD üzerinde görüntüledik. Voltaj 150v'nin altında ise, o zaman "Düşük Voltaj" gösterdik ve voltaj 200v'nin üzerinde ise LCD üzerinde "Yüksek Voltaj" metni gösterdik. Bu limitleri bu proje sonunda verilen PIC kodunda değiştirebiliriz. Burada, Videoda gösterim amacıyla gelen voltajı artırmak ve azaltmak için Fan Regülatörünü kullandık.

Bu devrede herhangi bir mikrodenetleyici kullanmadan Basit Düşük ve Aşırı Gerilim Koruma Devresi de ekledik. Bu basit devrede, giriş ve referans voltajını karşılaştırmak için LM358 karşılaştırıcısını kullandık. İşte bu projede üç seçeneğimiz var:

1. AC gerilimini trafo, köprü doğrultucu, gerilim bölücü devre ve PIC mikro denetleyici yardımıyla ölçün ve karşılaştırın.
2. LM358 kullanarak trafo, doğrultucu ve karşılaştırıcı LM358 (Mikrodenetleyicisiz) yardımıyla aşırı ve düşük gerilimin tespiti
3. Bir LM358 karşılaştırıcı kullanarak düşük ve yüksek voltajı tespit edin ve kodla harekete geçmek için çıkışını PIC mikro denetleyiciye besleyin.

Burada bu projenin ilk seçeneğini gösterdik. AC giriş voltajını düşürdüğümüz ve daha sonra bunu bir köprü doğrultucu kullanarak DC'ye dönüştürdük ve daha sonra bu DC voltajını tekrar 5v'ye eşledik ve daha sonra bu voltajı karşılaştırma ve görüntüleme için PIC mikro denetleyiciye verdik.

PIC mikrodenetleyicide bu haritalanmış DC voltajını okuduk ve bu haritalanmış değere dayanarak gelen AC voltajını verilen formül yardımıyla hesapladık:

volt = ((adcValue * 240) / 1023)

burada adcValue , PIC denetleyicideki ADC pinindeki DC giriş voltajı değerine eşdeğerdir ve volt , uygulanan AC voltajıdır. Burada maksimum giriş voltajı olarak 240v aldık.

veya alternatif olarak, eşdeğer DC giriş değerini eşlemek için verilen yöntemi kullanabiliriz.

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

burada adcValue PIC kontrol ADC piminde eşdeğer DC giriş voltajı değeri, 530 en az DC gerilim eşdeğerdir ve 895 maksimum DC gerilimi eşdeğer bir değerdir. Ve 100v minimum eşleme voltajı ve 240v maksimum eşleme voltajıdır.

PIC ADC pininde 10mV DC girişin 2.046 ADC eşdeğer değerine eşit olduğu anlamına gelir. Yani burada minimum değer olarak 530'u seçtik, PIC'nin ADC pinindeki voltaj şöyle olacaktır:

((530 / 2.046) * 10) / 1000) Volt

2.6v minimum 100VAC değeri eşlenecek

(Maksimum limit için aynı hesaplama).

Harita fonksiyonunun sonunda PIC program kodunda verildiğini kontrol edin. Gerilim Bölücü Devresi ve ADC'yi kullanarak Gerilimleri haritalama hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz.

Bu projenin çalışması kolaydır. Bu projede, bunu göstermek için bir AC voltaj fan regülatörü kullandık. Transformatör girişine fan regülatörü ekledik. Sonra direncini artırarak veya azaltarak istenen voltaj çıktısını elde ettik.

Kodda, Yüksek gerilim ve Alçak gerilim algılaması için maksimum ve minimum gerilim değerlerini sabitledik. Aşırı gerilim sınırı olarak 200v ve alt gerilim sınırı olarak 150v'yi sabitledik. Şimdi devreyi açtıktan sonra, LCD üzerinden AC giriş voltajını görebiliriz. Giriş voltajı arttığında, LCD üzerinden voltaj değişikliklerini görebiliriz ve voltaj voltaj sınırının üzerine çıkarsa, LCD bizi "YÜKSEK Voltaj Uyarısı" ile uyarır ve voltaj, voltaj sınırının altına düşerse LCD bizi " DÜŞÜK Voltaj Uyarısı ”mesajı. Bu sayede Elektronik Devre kesici olarak da kullanılabilir.

Düşük veya yüksek voltajlarda otomatik kesmeye herhangi bir AC cihazı takmak için ayrıca bir röle ekleyebiliriz. Cihazı kapatmak için kodu gösteren LCD uyarı mesajının altına bir kod satırı eklememiz gerekiyor. Röleyi AC cihazlarla kullanmak için burayı kontrol edin.

Devre Açıklaması:

In Yüksek ve alçak gerilim koruma Circuit, biz PIC mikrodenetleyici 2 ve 3 numaralı iğneler bağlı iki çıkışa sahip bir LM358 op-amp kullandık. Ve voltaj bölücü, voltajı bölmek için kullanılır ve çıkışını PIC mikrodenetleyicinin 4. numaralı pinine bağlar. LCD, 4 bit modunda PIC'in PORTB'sine bağlanır. RS ve EN doğrudan B0 ve B1'e bağlanır ve LCD'nin D4, D5, D6 ve D7 veri pinleri sırasıyla B2, B3, B4 ve B5'e bağlanır. Bu projede, mikrodenetleyici beslemesi için 7805 ve LM358 devresi için 7812 olmak üzere iki adet voltaj regülatörü kullandık. Ayrıca AC voltajını düşürmek için 12v-0-12v düşürücü bir transformatör de kullanılır. Bileşenlerin geri kalanı aşağıdaki devre şemasında gösterilmektedir.

Programlama Açıklaması:

Bu projenin programlama kısmı kolaydır. Bu kodda, Voltaj Bölücü Devresinden gelen eşlenmiş 0-5v voltajı kullanarak AC voltajını hesaplamamız ve ardından önceden tanımlanmış değerlerle karşılaştırmamız gerekiyor. Bu projeden sonra tam PIC kodunu kontrol edebilirsiniz.

İlk olarak, koda bir başlık ekledik ve PIC mikro denetleyici yapılandırma bitlerini yapılandırdık. PIC kodlamada yeniyseniz, buradan PIC Mikrodenetleyiciyi ve yapılandırma bitlerini öğrenin.

Sonra gibi, LCD sürüş için bazı fucntions kullandık () geçersiz lcdbegin LCD, başlatma için boşluk lcdcmd (Char ch) LCD'ye göre, bir komut gönderilmesi için geçersiz lcdwrite (Char ch) LCD ve veri göndermek için boşluk lcdprint (char * str) LCD'ye dizi göndermek için. Aşağıdaki koddaki tüm fonksiyonları kontrol edin.

Değerleri eşlemek için aşağıda verilen fonksiyon kullanılır:

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

Verilen int analogRead (int ch) işlevi, ADC'yi başlatmak ve okumak için kullanılır:

int analogRead (int ch) {int adcData = 0; eğer (ch == 0) ADCON0 = 0x03; // adc kanal 0, else if (ch == 1) ADCON0 = 0x0b; // eğer (ch == 2) ADCON0 = 0x0b; // 2. adc kanalını seçin ADCON1 = 0b00001100; // ADC'nin analog i / p 0,1 ve 2 kanalını seçin ADCON2 = 0b10001010; // eşitleme süresi sınır süresini tutma süresi while (GODONE == 1); // dönüşümü başlat adc değeri adcData = (ADRESL) + (ADRESH << 8); // 10 bitlik çıktı depolayın ADON = 0; // adc off return adcData; }

Verilen satırlar ADC örnekleri almak ve bunların ortalamasını hesaplamak ve ardından voltajı hesaplamak için kullanılır:

while (1) {long adcValue = 0; int volt = 0; for (int i = 0; i <100; i ++) // örnek alma {adcValue + = analogRead (2); gecikme (1); } adcValue / = 100; #if method == 1 volt = (((float) adcValue * 240.0) /1023.0); #else volt = harita (adcValue, 530, 895, 100, 240); #endif sprintf (sonuç, "% d", volt);

Ve son olarak verilen fonksiyon, sonuçlanan eylemi gerçekleştirmek için kullanılır:

eğer (volt> 200) {lcdcmd (1); lcdprint ("Yüksek Voltaj"); lcdcmd (192); lcdprint ("Uyarı"); gecikme (1000); } else if (volt <150) {lcdcmd (1); lcdprint ("Düşük Voltaj"); lcdcmd (192); lcdprint ("Uyarı"); gecikme (1000); }

EasyEDA kullanarak Devre ve PCB Tasarımı:

Bu YÜKSEK ve DÜŞÜK Gerilim Dedektör Devresini tasarlamak için EasyEDA adlı çevrimiçi EDA aracını seçtik. EasyEDA'yı daha önce birçok kez kullandık ve diğer PCB üreticilerine kıyasla kullanımının çok uygun olduğunu gördük. Tüm PCB projelerimize buradan göz atın. EasyEDA, şematik yakalama, devre simülasyonu ve PCB tasarımı için yalnızca tek noktadan çözüm değildir, aynı zamanda düşük maliyetli bir PCB Prototipi ve Bileşen Tedarik hizmeti de sunar. Kısa süre önce, geniş bir elektronik bileşen stoğuna sahip oldukları ve kullanıcıların PCB siparişiyle birlikte gerekli bileşenleri sipariş edebilecekleri bileşen tedarik hizmetini başlattılar.

Devrelerinizi ve PCB'lerinizi tasarlarken, devre ve PCB tasarımlarınızı herkese açık hale getirebilirsiniz, böylece diğer kullanıcılar bunları kopyalayabilir veya düzenleyebilir ve buradan faydalanabilir, ayrıca tüm Devre ve PCB düzenlerimizi bu Yüksek ve Alçak Gerilim için halka açık hale getirdik. Koruma Devresi, aşağıdaki bağlantıyı kontrol edin:

easyeda.com/circuitdigest/HIGH_LOW_Voltage_Detector-4dc240b0fde140719c2401096e2410e6

Aşağıda, EasyEDA'dan PCB düzeninin Üst katmanının Anlık Görüntüsü verilmiştir, 'Katmanlar' Penceresinden katmanı seçerek PCB'nin herhangi bir Katmanını (Üst, Alt, Üst ipek, alt ipek vb.) Görüntüleyebilirsiniz.

EasyEDA'yı kullanarak PCB'nin Fotoğraf görünümünü de kontrol edebilirsiniz:

PCB'leri çevrimiçi olarak hesaplama ve sipariş etme:

PCB tasarımını tamamladıktan sonra yukarıdaki Fabrikasyon çıktısı ikonuna tıklayabilirsiniz. Daha sonra PCB'nizin Gerber dosyalarını indirmek ve herhangi bir üreticiye göndermek için sayfa PCB siparişine erişeceksiniz, ayrıca doğrudan EasyEDA'da sipariş etmek çok daha kolay (ve daha ucuz). Burada sipariş etmek istediğiniz PCB sayısını, kaç tane bakır katmana ihtiyacınız olduğunu, PCB kalınlığını, bakır ağırlığını ve hatta PCB rengini seçebilirsiniz. Tüm seçenekleri seçtikten sonra, "Sepete Kaydet" e tıklayın ve siparişinizi tamamlayın, ardından PCB'lerinizi birkaç gün sonra alacaksınız. Kullanıcı ayrıca Gerber dosyasını kullanarak PCB yapmak için yerel PCB satıcısına gidebilir.

EasyEDA'nın teslimatı çok hızlı ve PCB siparişi verdikten birkaç gün sonra PCB numunelerini aldım:

PCB üzerindeki bileşenleri lehimledikten sonra resimler aşağıdadır:

Evimiz için Düşük-yüksek voltaj koruma devresini bu şekilde kolayca inşa edebiliriz. Ayrıca, herhangi bir AC cihazını voltaj dalgalanmalarından korumak için ona bir röle eklemeniz yeterlidir. Sadece röleyi PIC MCU'nun herhangi bir genel amaçlı Pinine bağlayın ve bu pini Yüksek ve düşük yapmak için kodu LCD uyarı mesajı koduyla birlikte yazın.