Yuav Ntsuas Li Cas Lub Hwj Chim AC Siv Arduino: 4 Cov Kauj Ruam

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

Nyob zoo sawv daws! Nov yog kuv qhov kev qhia thib peb, vam tias koj pom nws cov ntaub ntawv:-) Qhov no yuav yog cov lus qhia yuav ua li cas los ntsuas qhov ntsuas hluav taws xob yooj yim siv Arduino. Ua ntej peb pib muaj ob peb yam yuav tsum nco ntsoov:

1. Qhov no tsuas yog ua haujlwm nrog LINEAR thauj khoom (piv txwv li lub tshuab hluav taws xob, hloov pauv, solenoids)
2. Qhov no yuav TSIS ua haujlwm nrog NON-LINEAR (piv txwv li CFL Qij, hloov cov khoom siv hluav taws xob, LED's)
3. Kuv yog tus kws tsim hluav taws xob thiab muaj peev xwm heev thaum ua haujlwm nrog lub peev xwm loj (piv txwv li 230V)

Ceeb toom! Yog tias koj tsis tau kawm lossis tsis paub yuav ua haujlwm kom raug nrog qhov hluav taws xob qhov hluav taws xob Kuv qhia koj tias koj tsis ua mus ntxiv nrog rau ib feem ntawm cov lus qhia thiab kuv yuav qhia koj txoj hauv kev nyab xeeb los ua pov thawj ntawm kev ua haujlwm hauv Circuit Court.

Qhov no yog kho vajtse daws qhov teeb meem ntawm kev ntsuas PF hauv cov kab tawm. Qhov no tseem tuaj yeem ua tiav tas li los ntawm cov lej suav nrog lub peev xwm los ntsuas cov khoom uas tsis yog kab tawm, uas kuv yuav tsom mus rau hauv lwm qhov kev qhia.

Txog qhov txiaj ntsig ntawm txhua tus pib nyeem qhov no, lub zog muaj zog yog qhov sib piv ntawm lub zog muaj tseeb rau lub zog pom tseeb thiab tuaj yeem suav tau los ntawm kev nrhiav cosine ntawm theem kaum ntawm cov khoom siv hluav taws xob thiab tam sim no (saib daim duab txuas los ntawm Google). Qhov no tseem ceeb hauv AC daim ntawv thov raws li "Pom Pom Lub Hwjchim" (Volt-Amperes) tuaj yeem suav tau yooj yim siv Voltage sib npaug los ntawm Tam Sim No. Txawm li cas los kom tau txais lub zog tiag lossis "Lub Hwj Chim Muaj Tseeb" (Watts) qhov pom tseeb lub zog yuav tsum tau muab sib npaug los ntawm lub zog ntsuas kom ua qhov ntsuas qhov tseeb ntawm lub zog hauv Watts. Qhov no tsuas yog siv rau cov khoom thauj uas muaj qhov tseem ceeb inductive lossis capactive tivthaiv (xws li lub cev muaj zog). Kev tiv thaiv kom dawb huv xws li lub tshuab cua sov lossis lub qhov muag teeb muaj lub zog ntawm 1.0 (kev sib koom ua ke) thiab yog li ntawd Lub Hwj Chim Muaj Tseeb thiab Pom Pom Lub Hwj Chim zoo ib yam.

Kauj Ruam 1: Tsim Circuit Court

Lub zog ntsuas tuaj yeem suav nrog siv oscilloscope, los ntawm kev ntsuas lub sijhawm sib txawv ntawm qhov hluav taws xob thiab teeb liab tam sim no. Cov no tuaj yeem ntsuas ntawm ib qho taw tes hauv nthwv dej tsuav lawv tau kuaj nyob hauv tib qho chaw. Hauv qhov no nws yog qhov laj thawj los ntsuas ntawm xoom hla cov ntsiab lus (cov ntsiab lus hauv yoj qhov twg qhov hluav taws xob hla X-axis).

Kuv tsim cov kab hauv qab no hauv Multisim. Piv txwv tias tam sim no thiab qhov hluav taws xob rau lub nra yog cov sinusoidal waveforms ntshiab, lub zog tuaj yeem ntsuas tau. Txhua qhov kev hloov pauv tau pub rau hauv qhov ntsuas hla hla (qee zaum hu ua sine rau square yoj hloov pauv) uas tsuas yog 741 op-amp hauv hom sib piv uas qhov sib piv voltage yog 0V. Thaum lub sine yoj nyob hauv qhov tsis zoo ib qho tsis zoo DC mem tes tau tsim, thiab thaum lub sine yoj yog qhov zoo DC mem tes zoo tau tsim. Ob lub voos xwmfab tom qab ntawd piv nrog siv tshwj xeeb LOS YOG (XOR) lub qhov rooj logic, uas yuav tso tawm qhov zoo siab DC mem tes tsuas yog thaum lub voos xwmfab tsis sib tshooj, thiab 0V thaum lawv sib tshooj. Qhov tso tawm ntawm XOR rooj vag yog li ntawd lub sijhawm sib txawv (delta t) nruab nrab ntawm ob nthwv dej los ntawm qhov lawv hla hla qhov xoom. Qhov teeb meem sib txawv no tuaj yeem siv sijhawm los ntawm lub microcontroller thiab hloov pauv mus rau lub zog ntsuas siv cov lej hauv qab no (xyuas kom tseeb tias koj lub laij lej tshawb fawb yog qib tsis radians):

cos (phi) = f * dt * 360

Qhov twg:

cos (phi) - qhov muaj zog

f - Qhov zaus ntawm qhov ntsuas ntsuas

dt - delta t lossis lub sijhawm sib txawv ntawm cov nthwv dej

360 - qhov siv tas los muab cov lus teb hauv qib

Hauv cov duab koj yuav pom peb simulated oscilloscope taug qab rau hauv Circuit Court. Ob lub cim qhia tawm qhia txog tam sim no thiab qhov hluav taws xob rau lub nra. Kuv tau muab lub teeb liab thib ob sib txawv ntawm 18 Deg, txhawm rau rhuav tshem txoj kev xav. Qhov no muab PF ntawm kwv yees li 0.95.

Kauj ruam 2: Prototyping & Xeem

Txog kuv qhov kev tsim qauv kuv muab cov qauv tsim hluav taws xob tso rau ntawm lub khob cij uas tsis muaj kab. Los ntawm UA741CN cov ntawv thiab CD4070CN cov ntaub ntawv ob qho IC tau khiav tawm ntawm 12-15 Vdc cov khoom siv yog li kuv tau siv ob lub roj teeb los ua ob txoj kev tsheb ciav hlau +12V, 0V, -12V Volt fais fab mov.

Simulating lub load

Koj tuaj yeem sim qhov thauj khoom los ntawm kev siv lub tshuab hluav taws xob dual channel lossis lub tshuab hluav taws xob ua haujlwm. Kuv siv lub thawv Suav pheej yig thiab zoo siab no los tsim ob 50 Hz sine nthwv dej 18 deg sib nrug, thiab pub cov cim rau hauv Circuit Court. Koj tuaj yeem pom cov txiaj ntsig tshwm sim ntawm lub oscilloscope. Hauv cov duab saum toj no koj tuaj yeem pom ob lub voj voos sib tshooj sib tshooj (tso tawm los ntawm txhua qhov op-amp), thiab lwm qhov peb daim duab yog qhia txog qhov tso tawm ntawm XOR rooj vag. Daim ntawv ceeb toom yuav ua li cas qhov dav ntawm qhov tso zis mem tes loj zuj zus nrog rau theem qis. Piv txwv saum toj no qhia 90, 40, 0 Degrees.

Kauj Ruam 3: Arduino Code

Raws li tau hais los saud, qhov tso tawm los ntawm kev ntsuas ntsuas yog lub sijhawm sib txawv ntawm ob qhov kev tawm tswv yim (piv txwv li qhov tam sim no thiab lub teeb liab). Txoj cai arduino siv "pulseIn" txhawm rau ntsuas qhov ntev ntawm cov zis tawm los ntawm kev ntsuas ntsuas hauv nano vib nas this thiab siv nws hauv PF mis uas tau hais los saum no.

Txoj cai pib los ntawm kev txheeb xyuas qhov ruaj khov, feem ntau yog txhawm rau ua kom muaj txoj cai ntau dua thiab nyeem tau. Qhov tseem ceeb tshaj, C code (arduino code) ua haujlwm hauv radians tsis yog qib, yog li kev hloov pauv los ntawm radians mus rau qib xav tau los xam lub kaum sab xis thiab PF tom qab. Ib radian yog kwv yees. 57.29577951 qib. Tus lej 360 tseem khaws cia thiab cov lej sib npaug 1x10^-6 rau hloov nano Seconds rau hauv Seconds Plain. Zaus kuj tau piav qhia thaum pib, yog tias koj siv lwm yam uas tsis yog 50Hz kom paub tseeb tias qhov no tau hloov kho thaum pib ntawm txoj cai.

Sab hauv "void loop ()" Kuv tau hais rau Arduino kom xam lub kaum sab xis raws li PF tus lej tau hais ua ntej. Ntawm kuv thawj qhov rov ua dua ntawm cov cai no, cov cai yuav rov qab lub kaum sab xis thiab lub zog zoo, txawm li cas los xij ntawm txhua qhov txiaj ntsig raug qhov tseeb qee qhov tsis raug tus nqi kuj tseem raug xa rov qab rau hauv lub console. Kuv pom tias qhov no yog txhua qhov nyeem lossis txhua plaub qhov ntsuas. Kuv tso ib qho "yog" nqe lus sab hauv "rau" lub voj los khaws qhov txiaj ntsig siab tshaj plaws ntawm txhua plaub qhov kev nyeem sib law liag. Nws ua qhov no los ntawm kev sib piv kev suav tawm tsam "angle_max" uas yog thawj zaug xoom, thiab yog tias nws yog cov khw loj dua tus nqi tshiab hauv "angle_max". Qhov no tau rov ua dua rau kev ntsuas PF. Los ntawm kev ua qhov no rau "rau" lub voj nws txhais tau tias lub kaum sab xis raug thiab pf ib txwm xa rov qab, tab sis yog tias lub kaum sab xis ntsuas hloov (siab dua lossis qis dua), thaum "rau" xaus "angle_max" rov pib dua rau xoom rau qhov ntsuas tom ntej, thaum " void loop () "rov ua dua. Muaj tus piv txwv zoo heev ntawm qhov no ua haujlwm li cas hauv Arduino lub vev xaib (https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Calibration). Qhov thib ob "yog" tus qauv yooj yim tiv thaiv ib qho txiaj ntsig siab dua 360 raug xa rov qab thaum muaj qhov ua yuam kev siab raug ntsuas thaum lub cuab yeej ntsuas ntsuas raug kaw.

Kauj Ruam 4: Kev Ntsuas Acid

Tsis txhob sim cov hauv qab no tshwj tsis yog koj paub ua haujlwm zoo nrog AC qhov hluav taws xob qhov hluav taws xob. Yog tias koj tsis ntseeg raws li koj qhov kev nyab xeeb, sim simulating cov lus qhia tawm nrog lub tshuab hluav taws xob dual-channel waveform generator.

Ntawm qhov kev thov ntawm ib tus neeg ua raws, kuv tau ua daim kab xev txheej txheej ntawm Fritzing kom muab lub tswv yim zoo dua ntawm Circuit thiab sampling/sensing circuit (Kuv tau txuas daim ntawv.fzz thiab daim duab.png). Lub cev muaj zog nyob rau sab saum toj sawv cev rau lub kiv cua ntawm lub rooj kuv siv, thiab cov induction kauj nruab nrab yog cov hloov pauv tam sim no kuv qhwv ib ncig ntawm tus neeg xyuas pib nyob. Kuv tau siv lub 741 IC's siv ob lub roj teeb 12V ntim rau muab +12 VDC, 0 VDC (hauv av), thiab -12 VDC. CD4070 tseem tuaj yeem siv ncaj qha los ntawm Arduino's 5V fais fab kev tsheb nqaj hlau.

Txhawm rau ua pov thawj lub tswv yim ua haujlwm nyob rau hauv kev muaj tiag, lub Circuit Court tau tsim los ntawm cov laug cam tsawg dua breadboard. Los ntawm cov duab koj tuaj yeem pom kev teeb tsa Circuit Court. Kuv tau siv lub rooj kiv cua raws li kuv qhov khoom siv txhawm rau sim lub tswv yim. Nruab nrab ntawm 230V cov khoom siv hluav taws xob thiab lub nra yog kuv cov cuab yeej ua haujlwm. Kuv muaj cov kauj ruam nqes hluav taws xob uas hloov 230V ncaj qha rau 5V kom tso cai rau qhov ntsuas hluav taws xob ua piv txwv. Lub tshuab hluav taws xob tam sim no tsis cuam tshuam nrog ib puag ncig tus neeg xyuas pib nyob tau siv los ua piv txwv cov qauv tam sim no (sab xis ntawm aluminium clad resistor). Nco ntsoov tias koj tsis tas yuav tsum paub qhov dav ntawm qhov tam sim no lossis qhov hluav taws xob, tsuas yog cov nthwv dej rau op-amp txhawm rau txheeb xyuas qhov hla hla. Cov duab saum toj no qhia qhov tseeb tam sim no thiab qhov voltage waveforms los ntawm tus kiv cua, thiab arduino serial console, uas tshaj tawm PF ntawm 0.41 thiab lub kaum sab xis ntawm 65 Deg.

Tus thawj xibfwb ua haujlwm no tuaj yeem suav nrog hauv lub tsev tsim lub zog saib xyuas kom muaj kev ntsuas lub zog tseeb. Yog tias koj muaj peev xwm koj tuaj yeem sim tshuaj xyuas qhov sib txawv inductive thiab tiv taus cov khoom thiab txiav txim siab lawv lub zog ntsuas. Thiab muaj nws! ib txoj hauv kev yooj yim heev ntawm kev ntsuas lub zog.