Automatisk last (vakuum) switch med ACS712 og Arduino: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Hej allesammen, At køre et elværktøj i et lukket rum er en travlhed, på grund af alt det støv, der dannes i luften og støv i luften, betyder støv i lungerne. At køre din butiksvakuum kan eliminere en del af den risiko, men det er en smerte at tænde og slukke hver gang du bruger et værktøj.

For at lindre denne smerte har jeg bygget denne automatiske switch, der huser en Arduino med en strømsensor til at mærke, når et elværktøj kører og tænde støvsugeren automatisk. Fem sekunder efter at værktøjet stopper, stopper vakuumet også.

Forbrugsvarer

Til fremstilling af denne switch brugte jeg følgende komponenter og materialer:

• Arduino Uno -
• ACS712 nuværende sensor -
• Attiny85 -
• IC -stik -
• Solid State Relay -
• 5V mekanisk relæ -
• HLK -PM01 5V strømforsyning -
• Prototype PCB -
• Wire -
• Dupont -kabler -
• Plastik kabinet -
• Loddejern -
• Lodde -
• Trådklip -

Trin 1: Registrering af strømmen med ACS712

Stjernen i projektet er denne ACS712 -strømføler, der arbejder efter Hall -effektprincippet. Strømmen, der strømmer gennem chippen, genererer et magnetfelt, som en hall -effektsensor derefter læser og udsender en spænding, der er proportional med den strøm, der strømmer gennem den.

Når der ikke strømmer nogen strøm, er udgangsspændingen ved halvdelen af indgangsspændingen, og da den måler vekselstrøm såvel som jævnstrøm, når strømmen strømmer i en retning, bliver spændingen højere, mens spændingen bliver lavere, når strømmen ændrer retning.

Hvis vi forbinder sensoren til en Arduino og plotter sensorens output, kan vi følge denne adfærd, når vi måler strømmen, der strømmer gennem en pære.

Hvis vi ser nærmere på de værdier, der er afbildet på skærmen, kan vi bemærke, at sensoren virkelig er følsom over for støj, så selvom den giver ganske gode aflæsninger, kan den ikke bruges i situationer, hvor præcision er påkrævet.

I vores tilfælde har vi bare brug for generelle oplysninger, hvis en væsentlig strøm strømmer eller ej, så vi påvirkes ikke af den støj, den optager.

Trin 2: Korrekt måling af vekselstrøm

Kontakten, som vi bygger, vil registrere vekselstrømsapparater, så vi skal måle vekselstrøm. Hvis vi blot skal måle den aktuelle værdi af den strøm, der strømmer, kan vi måle på et givet tidspunkt, og det kan give os en forkert indikation. For eksempel, hvis vi måler på toppen af sinusbølgen, registrerer vi høj strømstrøm, og derefter tænder vi for vakuumet. Men hvis vi måler ved nulpunktet, registrerer vi ikke nogen strøm og antager fejlagtigt, at værktøjet ikke er tændt.

For at afbøde dette problem er vi nødt til at måle værdierne flere gange i løbet af et bestemt tidsrum og identificere de højeste og laveste værdier for strømmen. Vi kan derefter beregne forskellen mellem og ved hjælp af formlen i billederne beregne den sande RMS -værdi for strømmen.

Den sande RMS -værdi er den ækvivalente jævnstrøm, der skal strømme i det samme kredsløb for at give den samme effekt.

Trin 3: Byg et prototype kredsløb

For at begynde at måle med sensoren skal vi bryde en af forbindelserne til belastningen og placere de to terminaler på ACS712 -sensoren i serie med belastningen. Sensoren drives derefter fra 5V fra Arduino, og dens udgangsstift er forbundet til en analog indgang på Uno.

Til styring af butiksvakuumet har vi brug for et relæ til at styre udgangsstikket. Du kan enten bruge et solid-state relæ eller et mekanisk, som jeg bruger, men sørg for, at det er vurderet til effekten af din butiksvak. Jeg havde ikke et enkelt kanalrelæ i øjeblikket, så jeg vil bruge dette 2 -kanals relæmodul for nu og udskifte det senere.

Udgangsstikket til butiksvakuummet vil blive forbundet via relæet og dets normalt åbnede kontakt. Når relæet er TÆNDT, lukkes kredsløbet, og butiksvakuum tændes automatisk.

Relæet styres via pin 7 på Arduino i øjeblikket, så når vi opdager, at der strømmer en strøm gennem sensoren, kan vi trække denne pin lavt, og det vil tænde vakuumet.

Trin 4: Kodeforklaring og funktioner

En virkelig flot funktion, som jeg også har tilføjet til projektets kode, er en lille forsinkelse for at holde vakuumet kørende i 5 sekunder mere, efter at værktøjet er stoppet. Dette vil virkelig hjælpe med alt støv, der dannes, mens værktøjet stopper helt.

For at opnå det i koden bruger jeg to variabler, hvor jeg først får den aktuelle millies -tid, når kontakten tændes, og jeg opdaterer derefter den værdi på hver iteration af koden, mens værktøjet er tændt.

Når værktøjet slukker, får vi nu den nuværende millies værdi igen, og derefter kontrollerer vi, om forskellen mellem disse to er større end vores angivne interval. Hvis det er sandt, slukker vi relæet, og vi opdaterer den tidligere værdi med den aktuelle.

Hovedmålefunktionen i koden kaldes måling og i den antager vi først minimums- og maksimumværdierne for toppene, men for at de helt sikkert kan ændres, antager vi inverterede værdier, hvor 0 er den høje top og 1024 er den lave top.

I løbet af hele intervalperioden defineret af iterationsvariablen læser vi værdien af indgangssignalet, og vi opdaterer de faktiske minimums- og maksimumværdier for toppe.

Til sidst beregner vi forskellen, og denne værdi bruges derefter med RMS -formlen fra før. Denne formel kan forenkles ved blot at multiplicere spidsforskellen med 0,3536 for at få RMS -værdien.

Hver af sensorens versioner til forskellige strømstyrker har forskellig følsomhed, så denne værdi skal igen multipliceres med en koefficient, der beregnes ud fra sensorens strømstyrke.

Den fulde kode er tilgængelig på min GitHub-side, og downloadlinket er nedenforhttps://github.com/bkolicoski/automated-vacuum-swi…

Trin 5: Formindsk elektronikken (valgfrit)

På dette tidspunkt er elektronik- og kode -delen af projektet dybest set udført, men de er ikke særlig praktiske endnu. Arduino Uno er fantastisk til prototyper som denne, men praktisk talt er den virkelig omfangsrig, så vi får brug for et større kabinet.

Jeg ville montere al elektronikken i dette plastbeslag, der har nogle fine hætter til enderne, og for at gøre det skal jeg formindske elektronikken. Til sidst måtte jeg ty til at bruge et større kabinet for nu, men når jeg får det mindre relæbræt, skifter jeg dem.

Arduino Uno erstattes med en Attiny85 -chip, der kan programmeres med Uno. Processen er ligetil, og jeg vil forsøge at levere en separat vejledning til det.

For at fjerne behovet for ekstern strøm bruger jeg dette HLK-PM01-modul, der konverterer AC til 5V og har et virkelig lille fodaftryk. Al elektronik vil blive placeret på en dobbeltsidet prototype PCB og forbundet med ledninger.

Den endelige skema er tilgængelig på EasyEDA, og linket til den kan findes nedenfor.

Trin 6: Pak elektronikken i en kasse

Den endelige bestyrelse er bestemt ikke mit bedste arbejde, for så vidt som det viste sig at være lidt mere rodet, end jeg ville. Jeg er sikker på, at hvis jeg bruger lidt mere tid på det, vil det være pænere, men det vigtigste er, at det fungerede, og det er væsentligt mindre end hvad det var med Uno.

For at pakke det hele sammen installerede jeg først nogle kabler til input- og outputstikkene, der er cirka 20 cm lange. Som et kabinet opgav jeg beslaget, da det var for lille til sidst, men det lykkedes mig at passe alt inde i en forbindelsesboks.

Inputkablet føres derefter gennem hullet og tilsluttes på inputterminalen på kortet, og det samme gøres på den anden side, hvor de to kabler nu er forbundet. Den ene output er til butiksvakuum og den anden til værktøj.

Med alt tilsluttet sørgede jeg for at teste kontakten, inden jeg lagde alt i kabinettet og lukkede det hele med dækslet. Beslaget ville have været et pænere kabinet, da det vil beskytte elektronikken mod alle væsker eller støv, der kan ende med dem i mit værksted, så når jeg har det nye relæbræt, flytter jeg alt derhen.

Trin 7: Nyd at bruge det

For at bruge denne automatiske switch skal du først tilslutte indgangsstikket til en stikkontakt eller et forlængelseskabel som i mit tilfælde, og derefter tilsluttes værktøjet og butiksstikket i de relevante stik.

Når værktøjet startes, tændes vakuumet automatisk og fortsætter derefter med at køre i yderligere 5 sekunder, før det automatisk slukker.

Jeg håber, at det lykkedes dig at lære noget ud af denne instruktive, så tryk venligst på den yndlingsknap, hvis du kan lide det. Jeg har mange andre projekter, som du kan tjekke ud og glem ikke at abonnere på min YouTube -kanal, så du ikke går glip af mine næste videoer.

Skål og tak fordi du læste!