DIY Arduino Multifungsi Energy Meter V1.0: 13 Langkah (dengan Gambar)

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2025-01-23 15:00

Dalam Instructable ini, saya akan menunjukkan kepada anda cara membuat Meter Tenaga Multifungsi berasaskan Arduino. Meter kecil ini adalah alat yang sangat berguna yang memaparkan maklumat penting mengenai parameter elektrik. Peranti boleh mengukur 6 parameter elektrik yang berguna: Voltan, Arus, Kuasa, Tenaga, Kapasiti, dan Suhu. Peranti ini hanya sesuai untuk beban DC seperti sistem PV Suria. Anda juga boleh menggunakan meter ini untuk pengukuran kapasiti bateri.

Meter boleh mengukur hingga voltan antara 0 - 26V dan arus maksimum 3.2A.

Bekalan

Komponen yang Digunakan:

1. Arduino Pro Micro (Amazon)

2. INA219 (Amazon)

3. OLED 0.96 (Amazon)

4. DS18B20 (Amazon)

5. Bateri Lipo (Amazon)

6. Terminal Skru (Amazon)

7. Ketua Wanita / Lelaki (Amazon)

8. Papan berlubang (Amazon)

9. 24 AWG Wire (Amazon)

10. Suis Slaid (Amazon)

Alat & Alat yang Digunakan:

1. Besi Pematerian (Amazon)

2. Wire Stripper (Amazon)

3. Multimeter (Amazon)

4. Penguji Elektrik (Amazon)

Langkah 1: Bagaimana Ia Berfungsi?

Inti Energy Meter adalah papan Arduino Pro Micro. Arduino mengesan arus dan voltan dengan menggunakan sensor arus INA219 dan suhu dirasakan oleh sensor suhu DS18B20. Mengikut voltan dan arus ini, Arduino melakukan matematik untuk mengira daya dan tenaga.

Skema Keseluruhan terbahagi kepada 4 kumpulan

1. Arduino Pro Mikro

Kuasa yang diperlukan untuk Arduino Pro Micro dibekalkan dari LiPo / Li-Ion Battery melalui slaid switch.

2. Sensor Semasa

Sensor Semasa INA219 disambungkan ke papan Arduino dalam mod komunikasi I2C (pin SDA dan SCL).

3. Paparan OLED

Sama seperti Sensor semasa, paparan OLED juga disambungkan ke papan Arduino dalam mod komunikasi I2C. Walau bagaimanapun, alamat untuk kedua-dua peranti berbeza.

4. Sensor Suhu

Di sini saya telah menggunakan sensor suhu DS18B20. Ia menggunakan protokol satu wayar untuk berkomunikasi dengan Arduino.

Langkah 2: Ujian Papan Roti

Pertama, kita akan membuat litar di Breadboard. Kelebihan utama papan roti tanpa solder adalah, tanpa solder. Oleh itu, anda boleh menukar reka bentuk dengan mudah hanya dengan mencabut komponen dan plumbum yang anda perlukan.

Setelah membuat ujian papan roti, saya membuat litar di Papan berlubang

Langkah 3: Siapkan Arduino Board

Arduino Pro Micro hadir tanpa menyisipkan pin header. Oleh itu, anda mesti memasukkan tajuk ke Arduino terlebih dahulu.

Masukkan header lelaki anda dari sisi bawah ke bawah ke papan roti. Sekarang, dengan header dipasang, anda boleh meletakkan papan Arduino dengan mudah di atas pin pin. Kemudian pasangkan semua pin ke Arduino Board.

Langkah 4: Siapkan Tajuk

Untuk memasang Arduino, paparan OLED, sensor semasa, dan sensor suhu, anda memerlukan beberapa pin header lurus wanita. Apabila anda membeli header lurus, komponen tersebut akan terlalu lama untuk digunakan. Jadi, Anda perlu memotongnya dengan panjang yang sesuai. Saya menggunakan puting untuk memotongnya.

Berikut adalah perincian mengenai tajuk:

1. Arduino Board - 2 x 12 pin

2. INA219 - 1 x 6 pin

3. OLED - 1 x 4 pin

4. Temp. Sensor - 1 x 3 pin

Langkah 5: Selesaikan Tajuk Wanita

Setelah menyiapkan pin header wanita, pasangkannya ke papan berlubang. Setelah menyolder pin header, periksa sama ada semua komponen sesuai dengan sempurna atau tidak.

Catatan: Saya akan mengesyorkan solder sensor semasa terus ke papan dan bukan melalui header wanita.

Saya telah menghubungkan melalui pin pengepala untuk menggunakan semula INA219 untuk projek lain.

Langkah 6: Pasang Sensor Suhu

Di sini saya menggunakan sensor suhu DS18B20 dalam pakej TO-92. Dengan mempertimbangkan penggantian yang mudah, saya telah menggunakan header wanita 3 pin. Tetapi anda boleh memasangkan sensor secara langsung ke papan berlubang.

Langkah 7: Selesaikan Terminal Skru

Di sini terminal skru digunakan untuk sambungan luaran ke papan. Sambungan luaran adalah

1. Sumber (Bateri / Panel Suria)

2. Beban

3. Bekalan kuasa ke Arduino

Terminal skru biru digunakan untuk bekalan kuasa ke Arduino dan dua terminal hijau digunakan untuk sambungan sumber dan beban.

Langkah 8: Buat Litar

Setelah menyolder header wanita dan terminal skru, anda harus bergabung dengan pad seperti rajah skema yang ditunjukkan di atas.

Sambungannya agak lurus ke hadapan

INA219 / OLED -> Arduino

VCC -> VCC

GND -> GND

SDA -> D2

SCL-> D3

DS18B20 -> Arduino

GND -> GND

DQ -> D4 melalui perintang tarik 4.7K

VCC -> VCC

Akhirnya, sambungkan terminal skru mengikut skema.

Saya telah menggunakan wayar berwarna 24AWG untuk membuat litar. Pateri wayar mengikut rajah litar.

Langkah 9: Memasang Kebuntuan

Selepas pematerian dan pendawaian, pasangkan penutup pada 4 sudut. Ia akan memberikan jarak yang cukup pada sendi dan kabel pematerian dari tanah.

Langkah 10: Reka Bentuk PCB

Saya telah merancang PCB khusus untuk projek ini. Oleh kerana keadaan COVID-19 pandemik sekarang, saya tidak dapat membuat pesanan untuk PCB ini. Oleh itu, saya belum menguji PCB.

Anda boleh memuat turun fail Gerber dari PCBWay

Apabila anda membuat pesanan dari PCBWay, saya akan mendapat sumbangan 10% dari PCBWay untuk sumbangan dalam kerja saya. Pertolongan kecil anda mungkin mendorong saya untuk membuat kerja yang lebih hebat pada masa akan datang. Terima kasih atas kerjasama anda.

Langkah 11: Tenaga dan Tenaga

Kuasa: Daya adalah produk voltan (volt) dan arus (Amp)

P = VxI

Unit kuasa ialah Watt atau KW

Tenaga: Tenaga adalah hasil kuasa (watt) dan masa (Jam)

E = Pxt

Unit Tenaga ialah Jam Watt atau Jam Kilowatt (kWh)

Kapasiti: Kapasiti adalah produk semasa (Amp) dan masa (Jam)

C = Saya x t

Unit kapasiti ialah Amp-Hour

Untuk memantau kekuatan dan tenaga di atas logika diimplementasikan dalam perisian dan parameternya ditampilkan dalam paparan OLED 0,96 inci.

Kredit gambar: imgoat

Langkah 12: Perisian dan Perpustakaan

Pertama, muat turun kod yang dilampirkan di bawah. Kemudian muat turun perpustakaan berikut dan pasangkannya.

1. Perpustakaan Adafruit INA219

2. Perpustakaan Adafruit SSD1306

3. Suhu Dallas

Setelah memasang semua perpustakaan, tetapkan papan papan dan port COM yang betul, kemudian muat naik kodnya.

Langkah 13: Ujian Akhir

Untuk menguji papan, saya telah menyambungkan bateri 12V sebagai sumber dan LED 3W sebagai beban.

Bateri disambungkan ke terminal skru di bawah Arduino dan LED disambungkan ke terminal skru di bawah INA219. Bateri LiPo disambungkan ke terminal skru biru dan kemudian hidupkan litar dengan menggunakan suis slaid.

Anda dapat melihat semua parameter yang dipaparkan di layar OLED.

Parameter pada lajur pertama adalah

1. Voltan

2. Semasa

3. Kuasa

Parameter pada lajur kedua adalah

1. Tenaga

2. Kapasiti

3. Suhu

Untuk memeriksa ketepatan saya menggunakan multimeter dan Tester seperti gambar di atas. Ketepatan itu dekat dengan mereka. Saya benar-benar berpuas hati dengan alat bersaiz poket ini.

Terima kasih kerana membaca Instructable saya. Sekiranya anda menyukai projek saya, jangan lupa kongsikan. Komen dan maklum balas sangat dialu-alukan.