- Komponen yang Diperlukan:
- Penjelasan Kerja:
- Penjelasan Litar:
- Penjelasan Pengaturcaraan:
- Reka bentuk litar dan PCB menggunakan EasyEDA:
- Mengira dan Memesan PCB dalam talian:
Kita sering melihat turun naik voltan bekalan elektrik di rumah kita, yang boleh menyebabkan kerosakan pada peralatan AC rumah kita. Hari ini kita membina Litar Perlindungan Voltan Tinggi dan Rendah dengan kos rendah, yang akan memutuskan bekalan kuasa ke peralatan sekiranya berlaku voltan Tinggi atau Rendah. Ia juga akan menunjukkan mesej amaran pada LCD 16x2. Dalam projek ini, kami telah menggunakan PIC Microcontroller untuk membaca dan membandingkan voltan input dengan voltan rujukan dan mengambil tindakan yang sewajarnya.
Kami telah membuat litar ini pada PCB dan menambahkan litar tambahan pada PCB untuk tujuan yang sama, tetapi kali ini menggunakan op-amp LM358 (tanpa mikrokontroler). Untuk tujuan demonstrasi, kami telah memilih had Voltan Rendah sebagai 150v dan had voltan tinggi sebagai 200v. Di sini, dalam projek ini, kami belum menggunakan relay untuk memotong, kami hanya menunjukkannya menggunakan LCD, periksa Video di akhir Artikel ini. Tetapi pengguna boleh memasang relay dengan litar ini dan menghubungkannya dengan GPIO PIC.
Lihat lebih lanjut projek PCB kami yang lain di sini.
Komponen yang Diperlukan:
- PIC Microcontroller PIC18F2520
- PCB (dipesan dari EasyEDA)
- IC LM358
- Penyambung Terminal 3 pin (pilihan)
- LCD 16x2
- Transistor BC547
- Perintang 1k
- Perintang 2k2
- SMK perintang 30K
- 10k SMD
- Kapasitor- 0.1uf, 10uF, 1000uF
- Pangkalan IC 28 pin
- Pencurian lelaki / wanita
- 7805 Pengatur voltan- 7805, 7812
- Pengaturcara Pickit2
- LED
- Diod Zener- 5.1v, 7.5v, 9.2v
- Transformer 12-0-12
- Kristal 12MHz
- Kapasitor 33pF
- Pengatur voltan (pengatur kelajuan kipas)
Penjelasan Kerja:
Dalam Litar Pemotongan Voltan Tinggi dan Rendah ini, kita telah membaca voltan AC dengan menggunakan mikrokontroler PIC dengan bantuan pengubah, penyearah jambatan & litar pembahagi voltan dan dipaparkan lebih dari 16x2 LCD. Kemudian kami membandingkan voltan AC dengan had yang telah ditentukan dan menunjukkan mesej amaran melalui LCD dengan sewajarnya. Seperti jika voltan di bawah 150v maka kita telah menunjukkan "Voltan Rendah" dan jika voltan di atas 200v maka kita telah menunjukkan teks "Voltan Tinggi" di atas LCD. Kita boleh mengubah had dalam kod PIC yang diberikan pada akhir projek ini. Di sini kita telah menggunakan Fan Regulator untuk meningkatkan dan menurunkan voltan masuk untuk tujuan demonstrasi dalam Video.
Di litar ini, kami juga telah menambahkan Litar Perlindungan Voltan Bawah dan Atas Sederhana tanpa menggunakan mikrokontroler. Dalam litar sederhana ini, kami telah menggunakan pembanding LM358 untuk membandingkan voltan input dan rujukan. Jadi di sini kita mempunyai tiga pilihan dalam projek ini:
- Ukur dan bandingkan voltan AC dengan bantuan pengubah, penerus jambatan, litar pembahagi voltan dan mikrokontroler PIC.
- Pengesanan voltan atas dan bawah dengan menggunakan LM358 dengan bantuan pengubah, penerus, dan pembanding LM358 (tanpa Mikrokontroler)
- Kesan voltan bawah dan atas dengan menggunakan pembanding LM358 dan berikan outputnya ke mikrokontroler PIC untuk mengambil tindakan mengikut kod.
Di sini kami telah menunjukkan pilihan pertama untuk projek ini. Di mana kita telah menurunkan voltan input AC dan kemudian mengubahnya menjadi DC dengan menggunakan penyearah jambatan dan sekali lagi memetakan voltan DC ini menjadi 5v dan akhirnya memberi voltan ini ke mikrokontroler PIC untuk perbandingan dan paparan.
Dalam mikrokontroler PIC, kami telah membaca voltan DC yang dipetakan ini dan berdasarkan nilai yang dipetakan itu kami telah mengira voltan AC yang masuk dengan bantuan formula yang diberikan:
volt = ((nilai Adc * 240) / 1023)
di mana adcValue adalah nilai voltan input DC setara pada pengawal PIC ADC pin dan volt adalah voltan AC yang digunakan. Di sini kita telah mengambil voltan input maksimum 240v.
atau sebagai alternatif kita boleh menggunakan kaedah yang diberikan untuk memetakan nilai input DC yang setara.
volt = peta (adcVlaue, 530, 895, 100, 240)
di mana nilai adcValue adalah nilai voltan input DC setara pada pin ADC pengawal PIC, 530 adalah setara voltan DC minimum dan 895 adalah nilai setara voltan DC maksimum. Dan 100v adalah voltan pemetaan minimum dan 240v adalah voltan pemetaan maksimum.
Bermakna input DC 10mV pada pin PIC ADC adalah sama dengan nilai setara 2.046 ADC. Jadi di sini kita telah memilih 530 sebagai nilai minimum, voltan pada pin ADC PIC adalah:
(((530 / 2.046) * 10) / 1000) Volt
2.6v yang akan dipetakan nilai minimum 100VAC
(Pengiraan yang sama untuk had maksimum).
Periksa fungsi peta diberikan dalam kod program PIC pada akhirnya. Ketahui lebih lanjut mengenai Voltage Divider Circuit dan pemetaan Voltan menggunakan ADC di sini.
Kerja projek ini adalah mudah. Dalam projek ini, kami telah menggunakan pengatur kipas voltan AC untuk menunjukkannya. Kami telah memasang pengatur kipas pada input pengubah. Dan kemudian dengan meningkatkan atau mengurangkan rintangannya, kita mendapat output voltan yang diinginkan.
Dalam kod tersebut, kami telah menetapkan nilai voltan maksimum dan minimum untuk pengesanan voltan tinggi dan voltan rendah. Kami telah menetapkan had 200v sebagai had voltan dan 150v sebagai had voltan yang lebih rendah. Sekarang setelah menghidupkan litar, kita dapat melihat voltan input AC di atas LCD. Apabila voltan masukan meningkat maka kita dapat melihat perubahan voltan di atas LCD dan jika voltan menjadi lebih daripada had voltan melebihi maka LCD akan memberi amaran kepada kita dengan "Amaran Tegangan TINGGI" dan jika voltan rendah daripada had voltan di bawah maka LCD akan memberi amaran kepada kita dengan menunjukkan " Mesej Amaran Voltan RENDAH. Dengan cara ini ia juga boleh digunakan sebagai pemutus litar elektronik.
Kami boleh menambahkan relay untuk memasang sebarang peralatan AC ke pemotongan automatik pada voltan rendah atau tinggi. Kita hanya perlu menambahkan sebaris kod untuk mematikan perkakas, di bawah mesej amaran LCD yang menunjukkan kod. Periksa di sini untuk menggunakan Relay dengan peralatan AC.
Penjelasan Litar:
Di Litar Perlindungan Voltan Tinggi dan rendah, kami telah menggunakan op-amp LM358 yang mempunyai dua output yang disambungkan ke 2 dan 3 pin nombor mikrokontroler PIC. Dan pembahagi voltan digunakan untuk membahagi voltan dan menghubungkan outputnya pada pin nombor 4 mikrokontroler PIC. LCD disambungkan di PORTB PIC dalam mod 4-bit. RS dan EN disambungkan secara langsung pada B0 dan B1 dan pin data D4, D5, D6 dan D7of LCD masing-masing disambungkan pada B2, B3, B4 dan B5. Dalam projek ini, kami telah menggunakan dua pengatur voltan: 7805 untuk bekalan mikrokontroler dan 7812 untuk litar LM358. Transformer step-down 12v-0-12v juga digunakan untuk menurunkan voltan AC. Selebihnya komponen ditunjukkan dalam rajah litar di bawah.
Penjelasan Pengaturcaraan:
Pengaturcaraan sebahagian daripada projek ini adalah mudah. Dalam kod ini, kita hanya perlu mengira voltan AC dengan menggunakan voltan 0-5v yang dipetakan yang berasal dari Voltage Divider Circuit dan kemudian membandingkannya dengan nilai yang telah ditentukan. Anda boleh menyemak kod PIC yang lengkap selepas projek ini.
Pertama, dalam kod, kami telah memasukkan header dan mengkonfigurasi bit konfigurasi mikrokontroler PIC. Sekiranya anda baru menggunakan pengekodan PIC, pelajari mikrokontroler PIC dan bit konfigurasinya di sini.
Kemudian kami telah menggunakan beberapa fungsi untuk mengemudi LCD, seperti lcdbegin void () untuk menginisialisasi LCD, lcdcmd void (char ch) untuk menghantar arahan ke LCD, lcdwrite void (char ch) untuk menghantar data ke LCD dan cetak lcd kosong (char *) str) untuk menghantar tali ke LCD. Periksa semua fungsi dalam kod di bawah.
Fungsi yang diberikan di bawah digunakan untuk memetakan nilai:
peta panjang (x panjang, panjang_min, panjang_max panjang, panjang_jauh, panjang_max panjang) {return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min; }
Diberikan fungsi int analogRead (int ch) digunakan untuk memulakan dan membaca ADC:
int analogRead (int ch) {int adcData = 0; jika (ch == 0) ADCON0 = 0x03; // saluran adc 0 yang lain jika (ch == 1) ADCON0 = 0x0b; // pilih saluran adc 1 yang lain jika (ch == 2) ADCON0 = 0x0b; // pilih saluran adc 2 ADCON1 = 0b00001100; // pilih analog i / p 0,1 dan 2 saluran ADC ADCON2 = 0b10001010; // eqisation time holding cap time sementara (ALLAH == 1); // mulakan penukaran nilai adc adcData = (ADRESL) + (ADRESH << 8); // Simpan output 10-bit ADON = 0; // adc off return adcData; }
Garis yang diberikan digunakan untuk mendapatkan sampel ADC dan mengira purata daripadanya dan kemudian mengira voltan:
sementara (1) {long adcValue = 0; int volt = 0; untuk (int i = 0; i <100; i ++) // mengambil sampel {adcValue + = analogRead (2); kelewatan (1); } adcValue / = 100; #if kaedah == 1 volt = (((float) adcValue * 240.0) /1023.0); #else volt = peta (nilai Adc, 530, 895, 100, 240); #endif sprintf (hasilnya, "% d", volt);
Dan akhirnya fungsi yang diberikan digunakan untuk mengambil tindakan yang dihasilkan:
jika (volt> 200) {lcdcmd (1); lcdprint ("Voltan Tinggi"); lcdcmd (192); lcdprint ("Makluman"); kelewatan (1000); } lain jika (volt <150) {lcdcmd (1); lcdprint ("Voltan Rendah"); lcdcmd (192); lcdprint ("Makluman"); kelewatan (1000); }
Reka bentuk litar dan PCB menggunakan EasyEDA:
Untuk merancang Litar Pengesan Voltan TINGGI dan RENDAH ini, kami telah memilih alat EDA dalam talian yang dipanggil EasyEDA. Kami sebelumnya telah menggunakan EasyEDA berkali-kali dan merasa sangat senang digunakan berbanding perancang PCB lain. Lihat di sini semua projek PCB kami. EasyEDA bukan hanya penyelesaian sehenti untuk tangkapan skematik, simulasi litar dan reka bentuk PCB, mereka juga menawarkan perkhidmatan Prototaip dan Sumber Komponen PCB rendah. Mereka baru-baru ini melancarkan perkhidmatan sumber komponen mereka di mana mereka mempunyai stok komponen elektronik yang banyak dan pengguna dapat memesan komponen yang diperlukan bersama dengan pesanan PCB.
Semasa merancang litar dan PCB anda, anda juga dapat menjadikan reka bentuk litar dan PCB anda umum sehingga pengguna lain dapat menyalin atau menyuntingnya dan dapat memanfaatkannya, kami juga telah menjadikan keseluruhan susunan Litar dan PCB kami untuk voltan Tinggi dan Rendah ini Litar Perlindungan, periksa pautan di bawah:
easyeda.com/circuitdigest/HIGH_LOW_Voltage_Detector-4dc240b0fde140719c2401096e2410e6
Di bawah ini adalah Snapshot lapisan Atas susun atur PCB dari EasyEDA, anda dapat melihat mana-mana Lapisan (Atas, Bawah, Topsilk, dasar bawah dll) dari PCB dengan memilih lapisan dari Tingkap 'Lapisan'.
Anda juga boleh melihat paparan Foto PCB menggunakan EasyEDA:
Mengira dan Memesan PCB dalam talian:
Setelah melengkapkan reka bentuk PCB, anda boleh mengklik ikon Fabrikasi output di atas. Kemudian anda akan mengakses halaman PCB untuk memuat turun fail Gerber dari PCB anda dan menghantarnya ke mana-mana pengeluar, juga lebih mudah (dan lebih murah) untuk memesannya secara langsung di EasyEDA. Di sini anda dapat memilih jumlah PCB yang anda ingin pesan, berapa banyak lapisan tembaga yang anda perlukan, ketebalan PCB, berat tembaga, dan juga warna PCB. Setelah anda memilih semua pilihan, klik "Simpan ke Troli" dan selesaikan pesanan anda, maka anda akan mendapatkan PCB anda beberapa hari kemudian. Pengguna juga boleh pergi dengan vendor PCB tempatan mereka untuk membuat PCB dengan menggunakan fail Gerber.
Penghantaran EasyEDA sangat cepat dan setelah beberapa hari memesan PCB, saya mendapat sampel PCB:
Berikut adalah gambar - gambar setelah menyolder komponen pada PCB:
Ini bagaimana kita dapat membina litar perlindungan voltan rendah rendah dengan mudah untuk kediaman kita. Anda hanya perlu menambahkan relay untuk menyambungkan sebarang peralatan AC ke dalamnya, untuk melindunginya dari turun naik voltan. Cukup sambungkan geganti dengan sebarang pin umum dari PIC MCU dan tuliskan kodnya untuk menjadikan pin itu Tinggi dan rendah bersama dengan kod pesanan amaran LCD.