AC Tam Sim No Saib Xyuas Cov Ntaub Ntawv Logger: 9 Kauj Ruam (nrog Duab)

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:26

Nyob Zoo Txhua Tus, Zoo siab txais tos rau kuv thawj qhov kev qhia! Txog hnub kuv yog tus kws tshuaj ntsuam xyuas rau lub tuam txhab uas muab cov khoom siv cua sov ua kom sov, thaum tsaus ntuj kuv yog tus nyiam siv tshuab thev naus laus zis thiab DIY'er. Ib feem ntawm kuv txoj haujlwm suav nrog ntsuas qhov ua tau zoo ntawm cov cua sov, nyob rau lub sijhawm no kuv xav kom tuaj yeem saib xyuas RMS tam sim no kos ntawm 8 lub cuab yeej dhau 1000hrs thiab teev cov ntaub ntawv los teeb cov txiaj ntsig tom qab. Kuv tau nkag mus rau cov ntaub ntawv logger tab sis nws twb tau cog lus rau lwm txoj haujlwm thiab kuv xav tau qee yam qis tus nqi, yog li kuv txiav txim siab cobble ua ke cov ntaub ntawv sau cia yooj yim no.

Txoj haujlwm siv Arduino Uno los nyeem cov cim sib txawv ntawm qhov sib piv rau cov hloov pauv digital (ADC) thiab sau cov ntaub ntawv nrog lub sijhawm thim ntawm daim npav SD. Muaj ntau txoj kev xav thiab suav nrog koom nrog tsim cov kab hluav taws xob, yog li tsis txhob piav qhia txhua yam kiag li, Kuv yuav tsuas yog qhia koj yuav ua li cas. Yog tias koj txaus siab pom qhov FULL hit ces qhia rau kuv paub hauv cov lus thiab kuv yuav piav qhia ntxiv.

NCO TSEG:

Kuv tau muaj ntau cov lus nug txog Kev RMS Muaj Tseeb Muaj Tseeb. Cov cuab yeej no siv ib nrab nthwv dej hloov kho kom ntes lub ncov ntawm nthwv dej, uas tom qab ntawd tuaj yeem muab sib npaug los ntawm 0.707 kom muab RMS. Ua tib zoo nws yuav tsuas yog muab cov txiaj ntsig tau raug nrog cov kab tawm (piv txwv li qhov ntsuas tam sim no yog lub sine yoj dawb huv). Cov khoom siv tsis yog kab lossis khoom thauj khoom uas muab cov duab peb sab, duab plaub lossis lwm yam uas tsis yog-sinus waveforms yuav tsis muab qhov tseeb RMS xam. Cov cuab yeej ntsuas AC tam sim no tsuas yog nws tsis tau tsim los ntsuas qhov ntsuas hluav taws xob, nws tsis suav lossis ntsuas lub zog ntsuas. Thov saib kuv lwm cov lus qhia yuav ua li cas los tsim lub ntsuas ntsuas lub zog uas tuaj yeem siv los ua qhov no. Coob leej neeg kuj tau hais tias txuas ncaj AC txuas nrog 2.5V lub hauv paus yog qhov zoo dua, txawm li cas los xij qhov no qhia txog cov teeb meem vim nws cuam tshuam nrog kev ntsuas tus lej nrawm nrawm, muaj zog nruab nrab/cov ntaub ntawv du, thiab lwm yam thiab qhov tsis paub tseeb qhov no qhia tau ntau dua li ntsuas tus nqi nyoos. Tus kheej, Kuv nyiam kho cov cuab yeej thiab cov lej yooj yim uas ua tau yog li kuv tsis txaus siab rau txoj kev ntawd. Qhov tseeb paub qab hau Kuv ntseeg tias qhov no zoo dua li tom kawg thiab koj yuav pom tom qab hauv kuv cov txiaj ntsig muaj qhov sib thooj coefficient ze rau 1.0 tom qab ntsuas ntsuas.

Kauj ruam 1: Tam sim no Transformers

Txoj haujlwm no siv HMCT103C 5A/5MA hloov pauv tam sim no. Nws muaj 1: 1000 tig piv lub ntsiab lus rau txhua 5A ntawm cov dej ntws tam sim no los ntawm tus neeg xyuas pib, 5mA yuav ntws los ntawm CT. Tus tiv thaiv yuav tsum tau txuas nrog hla ob lub dav hlau ntawm CT kom tso cai ntsuas qhov ntsuas hluav taws xob hla nws. Hauv lub sijhawm no kuv tau siv 220 Ohm resistor, yog li siv Ohm txoj cai V = IR, cov zis ntawm CT yuav yog 1.1 Volts AC, rau txhua 5mA ntawm CT tam sim no (lossis txhua 5A ntawm ntsuas tam sim no). Cov CT tau muab muag rau kab txaij nrog cov neeg tawm tsam thiab qee cov cuab yeej xaim ua kom ya mus. Kuv tau txiav cov thawj coj nrog 3.5mm txiv neej lub suab ntsaws ntsaws.

Ntawm no yog cov ntaub ntawv rau qhov hloov pauv tam sim no

Cov ntaub ntawv

Kauj Ruam 2: Teeb Pom Kev Zoo

Lub teeb liab los ntawm CT yuav tsis muaj zog yog li yuav tsum tau ua kom nrov nrov. Rau qhov no kuv tau siv ua ke ib qho yooj yim amplifier Circuit Court siv uA741 dual rail op amp. Hauv qhov no qhov txiaj ntsig yog li ntawd tau teeb tsa 150 siv cov qauv Rf / Rin (150k / 1k). Txawm li cas los xij cov teeb liab tso tawm los ntawm lub tshuab hluav taws xob tseem yog AC, lub diode ntawm qhov tso tawm ntawm op-amp txiav tawm qhov tsis zoo ib nrab ntawm AC thiab dhau qhov ntsuas hluav taws xob zoo mus rau 0.1uF lub tshuab hluav taws xob kom ua rau nthwv dej mus rau hauv lub teeb liab DC. Hauv qab no yog cov ntu uas tsim lub Circuit Court:

• V1-Qhov no yog qhov xav tau hauv daim duab no, nws tsuas yog sawv cev rau lub teeb liab qhov hluav taws xob uas tau pub rau hauv cov lus tsis hloov pauv ntawm op-amp.
• R1 - Qhov no yog lub npe hu ua tus tawm tswv yim tawm tsam (Rf) thiab tau teeb tsa rau 150k
• R2 - Qhov no hu ua input resistor (Rin) thiab tau teeb tsa rau 1k
• 741 - Qhov no yog uA741 kev sib tshuam Circuit Court
• VCC - Kev xa khoom zoo +12V
• VEE - Cov khoom siv tsis zoo -12V
• D1 - Puas yog lub teeb yoj rectifiying teeb liab diode 1N4001
• C3 - Cov peev txheej no tuav lub teeb liab DC rau lub sijhawm teev tseg

Hauv daim duab 2 koj tuaj yeem pom nws tau sib dhos siv Veroboard thiab tinned tooj liab hlau. 4 lub qhov tau laum rau PCB sawv tawm vim li ntawd lawv tuaj yeem raug teeb tsa (vim tias muaj yim txoj hauv kev yuav tsum muaj yim lub tshuab hluav taws xob txuas rau txhua qhov.

Kauj Ruam 3: Lub Hwj Huam Fais Fab

Yog tias koj tsis nyiam ua los ntawm kos ces koj tuaj yeem yuav lub rooj sib tham ua ntej los ntawm Tuam Tshoj zoo li daim duab saum toj no, tab sis koj tseem yuav xav tau 3VA hloov pauv (nqis nqis 240V txog 12V). Ib daim duab raug nqi kuv ib ncig 50 2.50

Txhawm rau ua kom txoj haujlwm kuv txiav txim siab ua kuv tus kheej txoj kev tsheb nqaj hlau 12VDC. Qhov no tau yooj yim raws li op -amps xav tau +12V, 0V, -12V, thiab Arduino Uno tuaj yeem lees txais ib qho khoom siv txog 14 VDC. Hauv qab no yog cov ntu uas tsim lub Circuit Court:

• V1 - Qhov no sawv cev rau cov khoom siv los ntawm lub qhov (socket) 240V 50Hz
• T1 - Nov yog qhov hloov pauv me me 3VA uas kuv tau dag txog. Nws yog ib qho tseem ceeb uas tus hloov pauv muaj lub hauv paus kais ntawm qhov thib ob uas yuav txuas nrog 0V piv txwv li hauv av
• D1 txog D4 - Qhov no yog lub tshuab yoj choj txuas tag nrho siv 1N4007 diodes
• C1 & C2 - 35V electrolytic capacitors 2200uF (yuav tsum yog 35V raws li qhov muaj peev xwm ntawm qhov zoo thiab tsis zoo yuav mus txog 30V)
• U2 - LM7812, yog 12V qhov ntsuas hluav taws xob zoo
• U3 - LM7912, yog 12V qhov ntsuas hluav taws xob tsis zoo (ceev faj kom nco ntsoov tus pin sib txawv ntawm 78xx thiab 79xx IC!)
• C3 & C4 - 100nF Smoothing capacitors 25V electrolytic
• C5 & C6 - 10uF ceramic disc capacitors

Kuv tau muab cov khoom sib dhos tso rau ntawm kab txaij, thiab koom nrog txoj kab ntsug nrog cov tub ntxhais liab qab ib leeg tinned tooj liab hlau. Daim duab 3 saum toj no qhia kuv DIY fais fab mov, thov txim muaj ntau tus dhia hauv daim duab!

Kauj Ruam 4: Kev sib piv rau Digital Converters

Arduino Uno twb tau tsim nyob rau hauv 10-ntsis ADC, txawm li cas los xij tsuas muaj 6 qhov kev nkag mus sib piv. Yog li kuv tau xaiv los siv ob qhov kev tawm tsam ADC nrog ADS1115 16-ntsis. Qhov no tso cai 2^15 = 32767 cov khoom los sawv cev rau qib theem ntawm 0-4.096V (4.096V yog qhov kev tawm tsam kev khiav haujlwm), qhov no txhais tau tias txhua qhov me ntsis sawv cev rau 0.000125V! Tsis tas li, vim nws siv I2C tsheb npav nws txhais tau tias txog li 4 ADC tuaj yeem hais tau, tso cai txog 16 txoj hauv kev los saib xyuas yog xav tau.

Kuv tau sim ua piv txwv txog kev sib txuas siv Fritzing, txawm li cas los xij vim qhov txwv tsis muaj ib qho kev cai tshwj xeeb los qhia txog Lub Teeb Hluav Taws Xob. Cov xaim hluav taws xob tau txuas nrog rau qhov hluav taws xob ntawm lub tshuab hluav taws xob, cov xaim dub nyob ib sab ntawm nws qhia tias txhua lub tshuab hluav taws xob yuav tsum sib koom ua ke. Yog li kuv tau siv daim ntawv qhia zaub mov los qhia tias kuv tau ua cov ntsiab lus khi li cas. Txawm li cas los xij kuv qhov phiaj xwm tiag tiag muaj qhov tawg zaum hauv poj niam lub taub hau, muab muag rau Veroboard, thiab txhua qhov ntsiab lus khi tau muab tso rau ntawm lub veroboard.

Kauj Ruam 5: Microcontroller

Raws li tau hais los saum toj no tus tswj hwm kuv tau xaiv yog Arduino Uno, qhov no yog qhov kev xaiv zoo vim nws muaj ntau ntawm lub nkoj thiab ua hauv kev ua haujlwm uas tsis tas li yuav xav tau los ua qhov sib cais. Ntxiv rau nws tau sib xws nrog ntau qhov tshwj xeeb ua 'cov ntaub thaiv npog'. Hauv lub sijhawm no kuv xav tau lub sijhawm tiag tiag los teev sijhawm txhua qhov txiaj ntsig thiab sau daim npav SD kom sau cov txiaj ntsig mus rau.csv lossis.txt file. Luckily, Arduino cov ntaub ntawv-logging ntaub thaiv npog muaj ob qho tib si hauv daim ntaub thaiv uas thawb haum rau ntawm thawj Arduino pawg thawj coj yam tsis muaj qhov txuas ntxiv. Daim ntaub thaiv yog sib xws nrog RTClib thiab SD daim ntawv qiv ntawv yog li tsis xav tau ib tus kws tshaj lij tshwj xeeb.

Kauj Ruam 6: Sib dhos

Kuv siv 5mm ridgid nruab nrab/ntom ntom PVC (qee zaum hu ua foamboard) txhawm rau txhawm rau feem ntau ntawm kuv cov khoom thiab txiav nws kom yooj yim me me nrog riam riam. Txhua lub Cheebtsam tau tsim nyob rau hauv kev hloov pauv rau tus qauv raws li nws tso cai rau tshem tawm ib feem ntawm tus kheej yog tias yam ua tsis raug, txawm li cas los xij nws tsis muaj txiaj ntsig lossis huv si li PCB etched (ua haujlwm ntxiv) qhov no kuj txhais tau tias ntau ntawm cov xov hlau txuas ntawm cov khoom.

Kauj ruam 7: Uploading Code

Tshaj tawm cov cai rau Arduino, lossis tau txais cov cai los ntawm kuv Github repo

github.com/smooth-jamie/datalogger.git

Kauj ruam 8: Calibration

Kev kwv yees kev ntsuas tam sim no yuav yog tshwm sim los ntawm ntau yam ua ke:

Ntsuas amps = (((a *0.45)/150)/(1.1/5000))/1000 qhov twg 'a' yog lub teeb liab hluav taws xob los ntawm lub suab nrov

0.45 yog rms tus nqi ntawm Vout ntawm lub tshuab hluav taws xob Circuit Court, 150 yog op-amp nce (Rf / Rin = 150k / 1k), 1.1 yog qhov ntsuas hluav taws xob tag nrho ntawm CT thaum ntsuas amps yog 5A, 5000 tsuas yog 5A hauv mA, thiab 1000 yog tus nqi ntawm kev hloov pauv hauv qhov hloov pauv. Qhov no tuaj yeem ua kom yooj yim rau:

Ntsuas amps = (b * 9.216) / 5406555 qhov twg b yog ADC qhia tus nqi

Cov mis no tau sim siv Arduino 10-ntsis ADC thiab qhov sib txawv ntawm qhov ntsuas qhov tseem ceeb thiab Arduino tsim qhov txiaj ntsig tau pom los ntawm 11% uas yog qhov tsis lees paub qhov sib txawv. Kuv txoj hauv kev zoo tshaj rau kev ntsuas ntsuas yog sau ADC tus nqi piv rau Tam sim no ntawm lub tshuab ntsuas hauv daim ntawv nthuav tawm thiab phiaj peb qhov kev txiav txim thib peb. Los ntawm qhov ntsuas tus lej tuaj yeem siv los muab cov txiaj ntsig zoo dua thaum ntsuas ntsuas tam sim no:

(ax^3) + (bx^2) + (cx^1) + d

Cov coefficients a, b, c, thiab d tau suav hauv qhov zoo los ntawm cov lus yooj yim cov lus, x yog koj li ADC tus nqi.

Txhawm rau kom tau txais cov ntaub ntawv kuv siv cov ceramic 1k kuj tsis paub meej resistor (rheostat), thiab 12v hloov pauv kom nqis qis qhov hluav taws xob AC los ntawm 240V, uas yuav ua rau kuv tsim qhov hloov pauv tam sim no los ntawm 13mA txog 100mA. Cov ntaub ntawv ntau cov ntsiab lus sau tau zoo dua, txawm li cas los xij kuv xav qhia kom khaws 10 cov ntsiab lus cov ntsiab lus kom tau txais qhov sib raug zoo. Cov ntawv Excel txuas nrog yuav suav qhov sib piv rau koj, nws yog tom qab ntawd yog teeb meem ntawm kev nkag mus rau lawv rau hauv cov lej arduino

Ntawm kab 69 ntawm txoj cai koj yuav pom qhov twg nkag mus rau qhov sib koom ua ke

ntab chn0 = ((7.30315 * pow (10, -13)) * pow (adc0, 3) + (-3.72889 * pow (10, -8) * pow (adc0, 2) + (0.003985811 * adc0) + (0.663064521))));

uas yog tib yam li cov qauv hauv daim ntawv 1 ntawm daim ntawv excel:

y = 7E-13x3-4E-08x2 + 0.004x + 0.663

Qhov twg x = adc0 ntawm cov channel twg koj tab tom ntsuas

Kauj ruam 9: Ua tiav

Muab nws tso rau hauv ib qhov project enclosure. Kuv ua tiav qhov hluav taws xob muab nrog qhov hloov pauv kom tig tag nrho cov khoom rau/tawm ntawm qhov khoom, thiab IEC "daim duab 8" txuas rau lub ntsiab lus nkag. Ntsia nws txhua qhov ua ke thiab koj npaj txhij los sim nws.

Ua hauj lwm ntxiv

Tag nrho txoj haujlwm tau raug thuam sai sai yog li muaj ntau chav rau kev txhim kho, txuas ntxiv hauv Circuit Court, cov khoom zoo dua. Qhov zoo tshaj plaws tag nrho txhua yam yuav raug kos los yog siv rau hauv FR4 ntau dua li cov neeg dhia. Zoo li kuv tau hais ua ntej muaj ntau cov khoom kuv tsis tau hais txog tab sis yog tias muaj qee yam tshwj xeeb koj xav paub qhia rau kuv paub hauv cov lus thiab kuv yuav hloov kho qhov tsis raug!

Hloov tshiab 2016-12-18

Tam sim no kuv tau ntxiv 16x2 LCD siv I2C "hnab ev khoom" los saib xyuas thawj plaub txoj hauv kev, yuav ntxiv lwm qhov los saib xyuas plaub lub xeem thaum nws los txog ntawm kab ntawv.

Khab nias

Txoj haujlwm no tau ua tiav los ntawm txhua tus neeg sau ntawm Cov Tsev Qiv Ntawv siv hauv kuv daim duab Arduino suav nrog DS3231 lub tsev qiv ntawv, Adafruit ADS1015 lub tsev qiv ntawv thiab Arduino SD lub tsev qiv ntawv