Smart energi övervakning & kontrollsystem (Edison inuti) (7 / 12 steg)

Steg 7: Makeing kretsen

För beräkningen och energi behöver vi två parameter. Matningsspänning och ladda nuvarande. Våra verktyg är 220V AC och nog för en elektrisk stöt. Mätningen kan göras säkert (kräver ingen högspänning arbete) med en AC till AC power adapter eller transformator. Transformatorn ger isolering mellan höga och låga växelspänning.

Voltage Sensor (AC/AC transformator)

AC till AC nätadaptrar eller transformator kan komma i många olika spänning betyg. Den första som är viktigt att veta är märkspänningen i ditt kort. Jag har använt en 220V till 12V transformator för spänning mätning.

Utsignalen från transformatorn är en nära-sinusvågform. Om du har en 12V nätadapter (RMS) positiv signal toppen skulle inträffa på + 16.97V och negativ signal toppen bör ske på - 16.97V. Men på grund av den dåliga spänningsreglering med denna typ av adapter när adaptern är un-laddade (som i detta fall) utdata är ofta runt 14V-16V (RMS) vilket ger en maximal spänning på runt 19V-23V. Matningsspänning på transformatorn är proportionell mot AC ingångsspänning.

Signalen konditionering elektronik (Arduino, Edison) behöver konvertera utdata från adaptern till en vågform som har en positiv topp som är mindre än 5V och en negativ topp som är mer än 0V och så måste vi

• 1) skala ner vågformen och
• 2) Lägg till en förskjutning så att det finns inga negativa komponenten.

Vågformen kan skalas med hjälp av en spänningsavdelare ansluten över adaptrar terminalerna och offset (bias) kan läggas med en spänningskälla som skapats av en annan spänningsavdelare ansluten över den Arduino leverans följande figur.

Resistorer R2 och R1 utgör den spänningsdelare som skalar ner nätadapter AC-spänning och motstånd R3 och R4 ger spänning bias. Kondensatorn C1 ger en låg impedans sökväg till mark för a.c. signalen. R1 och R2 måste väljas så att en peak-spänning-produktion av runt 1V, för en AC-strömadapter med ett 9V AC RMS uteffekt en resistor kombination av 10k för R1 och 100k för R2 skulle ge en lämplig utgång:

Peak-spänning-output = R1 /(R1 + R2) x peak-spänning-ingång = 10 k / (10 k + 100 k) x 12.7V = 1.15V

Bias spänning som tillhandahålls av R3 och R4 ska vara hälften av Arduino Matningsspänning och så R3 och R4 måste vara lika. Högre resistans sänker energiförbrukningen. Jag använde 100 k motstånd för både R3- och R4.

Som Edison körs på 5V har resulterande vågformen i kretsen en positiv topp på 2.5V + 1.15V = 3.65V och negativa topp på 1.35V uppfyller Edison analoga inspänning kraven och lämnar gott om utrymme så det finns ingen risk för över eller under spänning.

Om du vill ha detaljerad information om hur man beräknar de optimala värdena för komponenter med komponent toleranser i beaktande, kan då denna sida hjälpa dig.

Strömsensor

Det finns olika metoder för fjärranalys strömflödet i ett system. Användning av shunt motstånd, strömtransformatorer och användning av Hall-effekter sensorer är några sådana tillgängliga metoder. I detta instructable jag använde Allegro ACS712 sensor mäter aktuell. Allegro ACS712 sensor arbetar enligt Hall-effect huvudmannen och den kan användas för både AC och DC strömmätning. Det finns inget behov av hjälpkretsar för denna sensor är det en enorm fördel över andra tillgängliga metoder.

Detta är en dubbelriktad mätanordning och detta kan därför användas för både AC och DC nuvarande avkänning. ACS712 sensorn är avsedd för tre nuvarande spänner 5A, 20A och 30A. Sensorn består av en integrerad krets som fungerar enligt Hall-effect huvudmannen. Denna IC genererar en spänning proportionell mot den ström som passerar i kretsen. Breakout styrelsens nuvarande sensorer baserade på enheten finns även på marknaden och de gör ditt liv enklare.

Samverkan med Edison Arduino Breakout

Följande figur visar anslutningen av ACS712 sensorn till Edison Arduino basen.

Fullständig kopplingsschema, skärbräda anslutning, fritzing projektfiler och sensor datablad är kopplade. Anslut alla komponenten därmed.

LCD-anslutning

Ansluta LCD till Edison enligt kopplingsschemat. Kopplingsschemat ges nedan. Anslut en 330 ohm motstånd till LED + stift LCD. VO pin av LCD bör ansluta till ett variabelt motstånd om du vill kontrollera kontrast LCD eller får ansluta sig till marken för maximal kontrast.

Nästa