Ардуинону колдонуу менен негизги жыштыкты өлчөө: 7 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

3 -апрелде Индиянын премьер -министри Шри. Нарендра Моди Индиянын Корона вирусуна каршы күрөшүн белгилөө үчүн 5 -апрелде кечки саат 9: 00дө жарыкты өчүрүп, чыракты (Дия) күйгүзүү үчүн индиялыктарга кайрылган. Бул жарыядан кийин эле социалдык тармактарда чоң башаламандык болуп, бул электр тармагынын иштен чыгышынан улам толугу менен өчүрүлө турганын айтышкан.

Мен, электротехниканын студенти болгондуктан, электр тармагындагы жүктүн бир заматта азайышынын таасирин көргүм келди. Таасир алган параметрлердин бири - Жыштык. Ошентип, мен үйүмдөгү электр розеткасынан чыңалуунун жыштыгын өлчөй турган аппарат жасоону чечтим. Көңүл бургула, бул кичинекей эксперимент үчүн өлчөнгөн маанинин тактыгы маанилүү эмес, анткени мен жыштыктын өзгөрүшүн байкагым келген.

Бул Нускамада мен тордун кантип иштебей турганын тез түшүндүрүп, анан жыштыкты кантип өлчөгөнүн көрсөтөм.

1 -кадам: Эмне үчүн тынчсызданыш керек?

Электр тармагы көптөгөн факторлордон улам иштебей калышы мүмкүн, алардын бири - жүктүн күтүүсүз азайышы. Мен муну эң жөнөкөй жол менен түшүндүрүүгө аракет кылам, андыктан электрдик фону жок адам аны түшүнө алат.

Frequency деген эмне? Бул AC толкуну бир секундада канча жолу кайталанат. Индиядагы жыштык 50 Гц, бул AC толкуну бир секундада 50 жолу кайталанат дегенди билдирет.

Ар бир электр станциясында турбинасы бар, ал айлануучу механикалык түзүлүш болуп саналат, ал суюктуктун агымынан энергияны (буу, суу, газ ж. Б.) Тартып, аны пайдалуу ишке (механикалык энергияга) айландырат. Бул турбина генераторго туташкан (кошулган). Андан кийин генератор бул механикалык энергияны биздин үйдө алган электр энергиясына айландырат.

Бул түшүндүрмө үчүн буу электр станциясын карап көрөлү. Бул жерде турбинаны айлантуу үчүн жогорку басымдагы буу колдонулат, ал генераторду айлантат жана электр энергиясы өндүрүлөт. Мен генератордун кантип иштээрин талкуулабайм, бирок генерацияланган чыңалуунун жыштыгы түздөн -түз генератордун айлануу ылдамдыгына байланыштуу экенин унутпаңыз. Эгерде ылдамдык жогоруласа, жыштык көбөйөт жана тескерисинче. Генератор эч кандай жүктөөгө туташкан эмес деп ойлойбуз. Генератор жыштык 50 Гц болгонго чейин турбинага буу киргизүүнү көбөйтүү менен ылдамдыкка жеткирилет. Генератор азыр электр энергиясын берүүгө даяр. Генератор жүктөмгө (же сеткага) туташкандан кийин, анын оромосу аркылуу ток агып баштайт жана анын ылдамдыгы төмөндөйт, ошондуктан жыштыгы. Бирок жөнгө салуу стандарттарына ылайык, жыштык белгилүү бир диапазондо болушу керек. Индияда бул +/- 3%, башкача айтканда 48,5 Гцтен 51,5 Гцке чейин. Эми ылдамдыктын төмөндөшүнөн улам кыскарган жыштыктын ордун толтуруу үчүн, буу киргизүү жыштыгы кайра 50 Гц болгонго чейин көбөйтүлөт. Бул процесс уланууда. Жүк көбөйөт, ылдамдык төмөндөйт, жыштык азаят, буу көбөйөт жана генератор ылдамдыкка жеткирилет. Мунун баары автоматтык түрдө Губернатор деген түзмөктүн жардамы менен жасалат. Ал генератордун ылдамдыгын (же жыштыгын) көзөмөлдөйт жана буу кирүүсүн ошого жараша тууралайт. Бөлүмдүн көбү механикалык болгондуктан, өзгөртүүлөр күчүнө кириши үчүн бир нече секунд талап кылынат (б.а. жогорку убакыт туруктуу).

Эми, келгиле, генератордун бардык жүгүнүн күтүүсүздөн алынып салынганын карап көрөлү. Генератор кадимки ылдамдыгынан жогору ылдамдайт, анткени биз мурда жүктүн ордун толтуруу үчүн буу киргизүүнү көбөйткөнбүз. Губернатор буу киргизүүнү сезе жана өзгөртө электе, генератор ушунчалык тез ылдамдайт, жыштык анын жогорку чегинен ашат. Бул жөнгө салуу стандарттарына ылайык жол берилбегендиктен, генератор ашыкча жыштыктын айынан тармактан кетет (же ажыратылат).

Индияда бизде бир улут бар - бир тармак, бул Индиядагы бардык генераторлор бир тармакка туташкан дегенди билдирет. Бул өлкөнүн каалаган жерине күч жөнөтүүгө жардам берет. Бирок бир кемчилиги бар. Өлкөнүн кайсы бир бурчунда болгон чоң күнөө башка тармактарга тез жайылып кетиши мүмкүн, бул бүтүндөй тармактын иштен чыгышына алып келет. Ошентип, бүтүндөй бир мамлекет күчсүз калды!

2 -кадам: План

План белгиленген аралыкта чыңалуу жыштыгын өлчөө болуп саналат.

230V ACны 15V ACга түшүрүү үчүн борбордук трансформатор колдонулат.

RTC модулу чыныгы убакытты камсыз кылат.

Эки маалымат (Убакыт жана Жыштык) андан кийин Micro SD картасында эки башка файлда сакталат. Тест бүткөндөн кийин, графикти түзүү үчүн маалыматтарды Excel баракчасына импорттоого болот.

ЖК дисплей жыштыкты көрсөтүү үчүн колдонулат.

Абайла! Сиз өлүмгө алып келүүчү AC Mains чыңалуусу менен алектенесиз. Эмне кылып жатканыңызды билсеңиз гана улантыңыз. Электр экинчи мүмкүнчүлүк бербейт

3 -кадам: Сизге керектүү нерселер

1x Arduino Nano

1x 16x2 LCD дисплей

1x DS3231 реалдуу убакыт сааты модулу

1x Micro SD карт модулу

1х борбордук трансформатор (15V-0-15V)

2x 10k резистор

1x 1k резистор

1x 39k каршылыгы

1x 2N2222A NPN транзистору

1x 1N4007 диод

4 -кадам: нерселерди бириктирүү

Бул жерде курулуштун схемасы тиркелет. Мен аны нандын үстүнө куруп берем, бирок сиз аны перформаттын жардамы менен туруктуу кылып же жеке ПКБ жасай аласыз.

Трансформаторуңуз үчүн 'R3' туура маанисин тандоо:

R3 жана R4 чыңалуу бөлүштүргүчтү түзөт жана AC чыңалуунун чокусу 5В ашпагандай маанилер тандалат. Ошентип, эгер сиз башка рейтингдеги башка трансформаторду колдонууну пландап жатсаңыз, анда R3тү да алмаштырышыңыз керек. Трансформатордо берилген чыңалуу рейтинги RMSде экенин унутпаңыз. Менин учурда, ал 15-0-15 болуп саналат.

Аны текшерүү үчүн мультиметрди колдонуңуз. Чыңалган чыңалуу негизинен 15Вдан чоң болот. Менин учурда, ал 17.5V айланасында болгон. Чокусу 17.5 x sqrt (2) = 24.74V болот. Бул чыңалуу 2N2222A транзисторунун максималдуу Gate-Emitter чыңалуусунан (6V) бир кыйла жогору. Биз жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөн чыңалуу бөлүштүргүч формуласын колдонуу менен R3 баасын эсептей алабыз.

SD карт модулу үчүн туташуулар:

Модуль байланыш үчүн SPI колдонот.

• MISOдан D12ге
• MOSIден D11ге чейин
• SCK D13 чейин
• CS/SSден D10го чейин (Chip Select үчүн каалаган пинди колдонсоңуз болот)

SD карта алгач FAT катары форматталганын текшериңиз.

RTC модулу үчүн туташуулар

Бул модуль байланыш үчүн I2C колдонот.

• SDAдан A4кө чейин
• SCL A5ке чейин

LCD дисплейи үчүн туташуулар

• RST - D9
• EN - D8
• D4 - D7
• D5 - D6
• D6дан D5ке чейин
• D7ден D4кө чейин
• RND/GND

5 -кадам: Коддоо убактысы

Код бул жерге тиркелген. Ардуино IDE аркылуу жүктөп алып, ачыңыз. Жүктөөдөн мурун, DS3231 китепканасын орноткондугуңузду текшериңиз. Мен бул веб -сайттан пайдалуу маалыматтарды таптым.

RTC орнотуу:

1. 2032-типтеги монеталуу батареяны салыңыз.
2. Көрсөтүлгөндөй мисалдардан DS3231_Serial_Easy ачыңыз.
3. 3 сапты комментарийлебеңиз жана сүрөттө көрсөтүлгөндөй убакыт менен күндү жазыңыз.
4. Эскизди Arduinoго жүктөп, сериялык мониторду ачыңыз. Байдын ылдамдыгын 115200 деп коюңуз. Сиз 1 секунд сайын сергип турган убакытты көрө алышыңыз керек.
5. Эми Arduino -ны сууруп, бир нече секунддан кийин кайра туташтырыңыз. Сериялык мониторду караңыз. Бул реалдуу убакытта көрсөтүлүшү керек.

Бүттү! RTC түзүлдү. Бул кадам күндү жана убакытты коюу үчүн бир гана жолу жасалышы керек.

6 -кадам: маалыматтарды иштетүү

Сыноо аяктагандан кийин, микро SD картаны модулдан алып, картты окуучу аркылуу компьютериңизге туташтырыңыз. FREQ.txt жана TIME.txt деп аталган эки текст файлдары болот.

Бул файлдардын мазмунун көчүрүп алып, Excel баракчасына эки башка тилкеге чаптаңыз (Убакыт жана Жыштык).

Киргизүү> Диаграмманы басыңыз. Excel барактагы маалыматты автоматтык түрдө текшерип, графикти түзүшү керек.

Флуктуациялар ачык көрүнүп тургандай вертикалдуу огунун чечимин жогорулатыңыз. Google Таблицаларында Өзгөчөлөштүрүү> Тик огу> Мин. = 49.5 жана Max. = 50.5

7 -кадам: Жыйынтыктар

Жөндөмдөр бир аз жогорулаганын ачык көрө алабыз, анткени жүктөр кечки саат 21:00 чамасында (21:00) жана жүктөр кайра күйгүзүлгөндө саат 21: 10дун тегерегинде (21:10) азаят. Торго эч кандай зыяны жок, анткени жыштыгы толеранттуулуктун чегинде (+/- 3%) б.а. 48.5 Гцтен 51.5 Гцке чейин.

Индия өкмөтүнүн мамлекеттик министри Рв Сингх мырзанын твиттери мен алган жыйынтыктар абдан так болгонун тастыктайт.

Аягына чейин карманганыңыз үчүн рахмат. Баарыңыздар бул долбоорду жакшы көрөсүздөр жана бүгүн жаңы нерсени үйрөндүңүздөр деп үмүттөнөм. Мага өзүңүз үчүн бирөө жасап берсеңиз мага кабарлаңыз. Дагы ушундай долбоорлор үчүн менин YouTube каналыма жазылыңыз.