Đồng hồ đo này đo điện áp và dòng điện RMS, công suất thực, hệ số công suất, mức tiêu thụ năng lượng và mức tiêu thụ dòng điện của các thiết bị được cắm vào ổ cắm của đồng hồ đo bằng cách đo điện áp và dòng điện hiện tại bằng cảm biến dòng điện và cảm biến điện áp, sau đó tính toán các giá trị để cung cấp thông tin hữu ích trên màn hình.

Dự án này không dành cho người mới bắt đầu. Để chế tạo đồng hồ đo này, bạn sẽ cần phải làm việc với điện áp nguồn và có kiến ​​thức cơ bản về điện tử và hàn.

quân nhu

Sau đây là danh sách những thứ bạn cần để chế tạo đồng hồ đo này:

• Bo mạch Arduino nano
• Màn hình Nokia 5110
• Cảm biến dòng điện hiệu ứng Hall ACS712 (20 A)
• Cảm biến điện áp ZMPT101B
• Hộp nối điện
• Bảng mạch nguyên mẫu PCB
• Dây nối dài
• Bộ sạc điện thoại di động 5V
• Cáp USB
• đầu nối dây
• Đầu nối chân cái

Bước 1: Tạo mạch

Tôi đã chọn sử dụng bảng mạch in nguyên mẫu để hàn các linh kiện điện, để giữ cho mạch điện nhỏ gọn và loại bỏ nguy cơ linh kiện bị lỏng.

Các linh kiện không được hàn trực tiếp vào PCB, vì tôi muốn chúng dễ lắp/tháo nên tôi đã sử dụng đầu nối chân cái.

Kết nối màn hình Nokia với Arduino:

SCLK -> D11

DN or DIN -> D10

D/C -> D9

RST -> D8

SCE or CS -> D7

Cảm biến điện áp và dòng điện được kết nối với chân analog A0 và A1 tương ứng của bo mạch Arduino.

Kết nối chân nguồn của cảm biến với chân nguồn của Arduino.

Bạn sẽ cần cắt cáp USB và hàn dây đen vào chân GND và dây đỏ vào chân 5V trên Arduino. Thao tác này sẽ cho phép mạch được cấp nguồn từ nguồn điện thông qua bộ sạc điện thoại.

Bước 2: Cơ sở cho mạch

Để đảm bảo an toàn khi sử dụng đồng hồ đo, mạch chính và hệ thống dây điện phải được đặt trong hộp nối.

Cắt đôi dây điện nối dài và khoan hai lỗ ở bên cạnh hộp đấu nối.

Bây giờ hãy cắt một hình chữ nhật trên bìa hộp để trưng bày.

Bước 3: Lắp mạch vào hộp

Đầu tiên, kết nối cảm biến với dây nguồn theo sơ đồ điện. Sơ đồ này không hiển thị dây nối đất, nhưng tôi đã kết nối hai phần lại với nhau.

Bước tiếp theo là đặt bảng mạch in (PCB) vào hộp và lắp ráp các linh kiện. Sau đó, tôi đặt màn hình Nokia vào nắp hộp và cố định bằng keo nóng. Tôi dùng vít để cố định PCB vào hộp đấu nối và cắt mạch điện giữa cảm biến dòng điện và màn hình để đảm bảo không vô tình chạm vào dây nguồn. Tôi cũng buộc chặt dây điện nối dài vào hộp để tránh dây bị lỏng.

Bước 4: Phần mềm

Sau khi đã kết nối mọi thứ đúng cách, hãy ngắt kết nối Arduino và kết nối nó với máy tính.

Tải chương trình lên

Giải thích mã: Tôi đã sử dụng bộ đệm 160 mẫu, có thể lưu trữ khoảng 1,6 chu kỳ của tín hiệu 50Hz. Do đó, hai bộ đệm cho điện áp và dòng điện sẽ để lại đủ RAM để mã chạy trên chip ATmega328. Sau khi thực hiện các phép đo tức thời, tôi đã tính căn bậc hai của dòng điện và điện áp, công suất hiệu dụng và hệ số công suất. Sau đó, để có được đầu ra tương đối ổn định, tôi đã lấy giá trị trung bình của 11 phép đo và cuối cùng hiển thị kết quả.

Tệp đính kèm

• Tải xuống power_quality_meter.ino

Bước 5: Hiệu chuẩn máy đo

Sau khi đồng hồ đo hoạt động, chúng ta cần hiệu chuẩn nó để có được số đo chính xác. Việc này được thực hiện bằng cách so sánh giá trị của đồng hồ đo với giá trị của đồng hồ vạn năng. Trước tiên, chúng ta có thể hiệu chuẩn cảm biến dòng điện bằng cách chỉnh sửa một giá trị hằng số trong mã cho đến khi có được kết quả gần với giá trị của đồng hồ vạn năng. Để hiệu chuẩn cảm biến điện áp, tôi khuyên bạn nên sử dụng các nút trên cảm biến trước, và nếu cần, bạn có thể chỉnh sửa giá trị hằng số trong mã sau.