Moduli ya Nguvu ya IoT: Kuongeza Kipengele cha Upimaji wa Nguvu ya IoT kwa Mdhibiti Wangu wa kuchaji jua: Hatua 19 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Halo kila mtu, natumaini nyote ni wazuri! Katika hii inayoweza kufundishwa nitakuonyesha jinsi nilivyotengeneza moduli ya Upimaji wa Nguvu ya IoT ambayo inahesabu kiwango cha nguvu zinazozalishwa na paneli zangu za jua, ambayo inatumiwa na mtawala wangu wa malipo ya jua kuchaji pakiti yangu ya asidi ya asidi. Moduli hii inaingia kati ya paneli za jua na kidhibiti chaji na inakupa maelezo yote muhimu ya parameta kwenye simu yako kupitia mtandao. Kwa jukwaa la IoT nimetumia Blynk, ambayo ni rahisi kutumia na inaweza kubadilishwa kwa urahisi kulingana na mradi wako. Upeo wa mdhibiti wa malipo uliyopo ni kwamba ilinipa tu voltage ya kuchaji na kwa hivyo kiwango cha nguvu hakiwezi kuamua. Katika mradi huu nimeongeza kazi za upimaji na upimaji wa sasa kwenye moduli ya nguvu ambayo inaweza kutumika kuhesabu nguvu (kwa watts) na kwa hivyo jumla ya nishati iliyokusanywa. Mtu anaweza kutumia moduli hii ya nguvu kwa urahisi katika matumizi mengine ya upimaji wa umeme wa DC. Hii itakuwa ya kufundisha kwa muda mrefu kwa hivyo acha kuanza!

Vifaa

1. Arduino Pro Mini / Nano au sawa
2. Moduli ya kubadilisha fedha ya LM2596
3. Mdhibiti wa voltage 7805
4. Mdhibiti wa AMS1117 3.3V
5. Moduli ya WiFi ya ESP8266-01
6. OLED Onyesho
7. LM358 mbili OP-Amp
8. Vipinga vya 100K, 10K, 2.2k na 1K (1/4 watt)
9. 0.1uF kauri capacitors disc
10. 22uF capacitor elektroni
11. Vituo vya Parafujo
12. Kiume na kike berg strip
13. ZIMA-ZIMA kubadili
14. Bodi ya Perf au veroboard
15. Vifaa vya Soldering

Hatua ya 1: Kukusanya Sehemu Zote na Kukamilisha Mpangilio

Mara tu tutakapokusanya vifaa vyote muhimu, ni muhimu kwamba tuamue kwa uangalifu mpangilio wa bodi yetu na uwekaji wa vifaa anuwai ili wiring iwe rahisi na vifaa vyote kuwekwa karibu na kila mmoja. Kwa kiambatisho cha Arduino, kibadilishaji cha dume, moduli ya WiFi na Oled Onyesho nitatumia vichwa vya kike badala ya kuuza moja kwa moja moduli, kwa njia hii naweza kutumia vifaa labda kwa mradi mwingine, lakini unaweza kugeuza moduli moja kwa moja ikiwa unapanga kuifanya iwe ya kudumu.

Hatua ya 2: Kuongeza vituo vya Parafujo

Kwanza kabisa, tuliunganisha vituo vya screw ambavyo vitatumika kuunganisha paneli za jua kama pembejeo na mtawala wa malipo kama pato kwa moduli ya nguvu. Vinjari vya visima hutoa njia rahisi ya kuziba au kuondoa vifaa wakati inahitajika.

Hatua ya 3: Kuongeza Mtandao wa Mgawanyiko wa Voltage Resistor

Kwa kuhisi voltage ya pembejeo, mtandao wa mgawanyiko wa voltage hutumiwa. Kwa maombi yangu, nimeunda mtandao wa kupinga kutumia 10K na 1K resistor na ninapima kushuka kwa voltage kwenye kontena la 1K ambalo litapewa kama pembejeo kwa mdhibiti mdogo wa Arduino. Kwa kuongezea nimeongeza capacitor ya 0.1uF kwenye kontena la 1K ili kutuliza mabadiliko yoyote ya ghafla ya voltage.

Hatua ya 4: Kuongeza Kizuizi cha Shunt kwa Uhisi wa Sasa

Kinzani ya shunt ni kikaidi cha thamani ndogo sana (kawaida kwa mpangilio wa milliOhms) mfululizo na mzigo ambao huunda kushuka kwa voltage ndogo sana ambayo inaweza kukuzwa kwa kutumia Amplifier ya Uendeshaji na pato linaweza kutolewa kwa arduino kwa kipimo. Kwa kupima sasa, ninatumia kontena la shunt (ambalo lina thamani ya takriban milliohms 10. Nimefanya hii kwa kutumia waya wa chuma na kuipiga ili kutengeneza aina ya muundo wa coil) katika upande wa chini wa mzunguko, i.e., kati ya mzigo na ardhi. Kwa njia hii kushuka kwa voltage ndogo kunaweza kupimwa moja kwa moja kwa kuzingatia ardhi.

Hatua ya 5: Kuongeza Mzunguko wa Amplifier ya OpAmp

Kikuza kazi kinachotumika hapa ni LM358 ambayo ni chip mbili cha Op-Amp. Tutatumia Op-Amp moja tu kama kipaza sauti kisichobadilisha. Faida ya kipaza sauti kisichobadilisha inaweza kuwekwa kwa kutumia mitandao ya kupinga R1 na R2 kama inavyoonyeshwa kwenye picha. Kwa maombi yangu nimechagua R1 kama 100K na R2 kama 2.2K ambayo inanipa faida takriban ya 46. Kontena na OpAmp sio kamili kwa hivyo marekebisho mengine yanapaswa kufanywa katika mpango wa arduino kupata usomaji mzuri (tutajadili hiyo katika hatua za baadaye).

Pia nimefanya mradi wa jinsi ya kutengeneza wattmeter kwa arduino hapa nimejadili dhana zaidi kwa undani. Unaweza kuangalia mradi hapa:

Hatua ya 6: Usambazaji wa Nguvu

Kusambaza nguvu kwa moduli ya Arduino, OpAmp, OLED na WiFi ninatumia moduli ya kubadilisha fedha ya LM2596 kushuka voltage ya pembejeo hadi volts 7 hivi. Kisha kutumia mdhibiti wa voltage 7805 ninabadilisha volts 7 kuwa volts 5 kwa Arduino na OLED na kutumia mdhibiti wa AMS1117, ikitoa 3.3V muhimu kwa Moduli ya WiFi. Kwa nini sana kwa ugavi wa umeme unauliza? Sababu kuwa huwezi kuziba moja kwa moja paneli ya jua kwa mdhibiti wa volt 5 na unatarajia kufanya kazi kwa ufanisi (kama ni mdhibiti wa laini). Voltage ya jina la jopo la jua ni juu ya volts 18-20 ambazo zinaweza kuwa kubwa sana kwa mdhibiti wa laini na zinaweza kukaanga umeme wako kwa jiffy! Kwa hivyo ni bora kuwa na kibadilishaji bora cha pesa mahali

Hatua ya 7: Kurekebisha Ubadilishaji wa Buck na Mdhibiti

Kwanza, niliweka alama mahali pini za kibadilishaji cha bibi zingeingia. Kisha nikauza vichwa vya kike kwa alama hizo na vichwa vya kiume kwa kibadilishaji cha bibi (ili niweze kuondoa moduli, ikiwa inahitajika). mdhibiti wa 5V huenda chini ya moduli ya kubadilisha fedha na imeunganishwa na pato la yeye kubadilisha ili kutoa 5V laini kwa bodi ya kudhibiti.

Hatua ya 8: Kuongeza Kubadilisha

Nimeongeza kitufe kati ya kibadilishaji cha dume na pembejeo za paneli za jua, ikiwa ninataka kubadilisha au kuzima moduli ya nguvu. Ikiwa imezimwa, nguvu bado itapelekwa kwa mzigo (mtawala wa malipo katika kesi yangu), tu kipimo na kazi za IoT hazitafanya kazi. Picha hapo juu pia inaonyesha mchakato wa kuuza hadi sasa.

Hatua ya 9: Kuongeza Vichwa vya habari vya Arduino na Kurekebisha Mdhibiti wa 3.3v

Sasa nimekata vichwa vya kike kulingana na saizi ya Arduino pro mini na kuuuza. Niliuza mdhibiti wa AMS1117 moja kwa moja kati ya Vcc na Gnd ya usambazaji wa umeme wa Arduino (Arduino inapata 5V kutoka kwa mdhibiti wa 7805 ambayo inasambaza AMS1117 kwa 3.3v inayohitajika na moduli ya WiFi). Nimeweka kimkakati vifaa kwa njia ambayo ilibidi nitumie waya ndogo na sehemu zinaweza kushikamana kupitia athari za solder.

Hatua ya 10: Kuongeza Vichwa vya Moduli ya WiFi

Niliuza vichwa vya kike kwa moduli ya WiFi karibu na mahali ambapo Arduino pro mini itafaa.

Hatua ya 11: Kuongeza Vipengele vya Moduli ya WiFi

Moduli ya ESP8266 inafanya kazi kwa volts 3.3 na sio volts 5 (kutumia volts 5 niliona moduli inapata moto sana, na inaweza kuharibika ikiwa inatumika kwa muda mrefu). Arduino na moduli ya WiFi huwasiliana kupitia mawasiliano ya serial ambayo hutumia pini za Tx na Rx za moduli. Tunaweza kusanidi pini yoyote 2 ya dijiti ya arduino ili kutenda kama pini za serial kwa kutumia maktaba ya serial ya IDE ya arduino. Pini ya Rx ya moduli huenda kwa Tx ya Arduino na kinyume chake. Pini ya Rx ya ESP inafanya kazi kwa mantiki ya 3.3V kwa hivyo tunatumia mtandao wa mgawanyiko wa voltage ya 2.2K na 1K kuleta kiwango cha mantiki cha 5V cha Arduino hadi takriban 3.6V (ambayo bado inakubalika). Tunaweza kuunganisha moja kwa moja Tx ya ESP kwa Rx ya arduino kwani arduino inaendana na 3.3v.

Hatua ya 12: Kuongeza OLED Onyesho

Ili kuunganisha onyesho la OLED tunahitaji unganisho 4, mbili kwa usambazaji wa umeme na 2 kwa itifaki ya mawasiliano ya I2C na Arduino ambayo ni pini za A4 na A5 za Arduino. Nitatumia waya ndogo ya kuruka pamoja na kichwa cha kiume kuunganisha pini za I2C na kuuza moja kwa moja unganisho la umeme

Hatua ya 13: Angalia Mwisho kwa Bodi ya Msimu

Baada ya kumaliza kukamilisha mchakato wote wa kuuza soldering hivi ndivyo bodi inavyoonekana! Ndio ilibidi nitumie waya zingine mwishoni, lakini nilikuwa nimeridhika sana kwenye matokeo. Sehemu ya kupendeza ni kwamba bodi ni ya kawaida kabisa na vitu vyote vikuu vinaweza kuondolewa kwa urahisi au kubadilishwa ikiwa inahitajika.

Hatua ya 14: Kuiweka Pamoja

Hivi ndivyo moduli kamili inavyoonekana wakati kila kitu kiko mahali pake!

Lets kupata sehemu ya programu sasa…

Hatua ya 15: Kuprogramu Kutumia Bodi ya FTDI

Kwa kupanga moduli hii nitatumia bodi ya kuzuka ya FTDI ambayo ni bora kupanga Arduino Pro Mini. Ramani yake ya pini imewekwa sawa kwa hivyo hautalazimika kutumia na kuruka au hivyo.

Hatua ya 16: Mchoro wa Mpangilio

Huu ndio mchoro kamili wa mzunguko wa moduli ya mita ya nguvu ya IoT. Nimeunda mpango huu katika Eagle CAD. Jisikie huru kupakua na kurekebisha faili za kielelezo kulingana na maoni yako:)

Hatua ya 17: Matokeo

Nimekamilisha usanidi kwa kuunganisha moduli ya nguvu kati ya jopo la jua na kidhibiti chaji na mara tu tunapoiweka inaunganisha kwa router yangu ya WiFi na data inachapishwa kila wakati kwenye programu ya Blynk kwenye simu yangu nzuri. Hii inatoa data ya wakati halisi wa vigezo vya kuchaji bila kujali ni wapi, kwa kadiri nina muunganisho wa mtandao! Inafurahi kuona mradi unafanya kazi vizuri:)

Kwa kusudi la majaribio, nilijaribu usanidi kwa kutumia paneli yangu ya jua ya Watt 50 na betri ya asidi inayoongoza ya 12V 18AH.

Hatua ya 18: Nambari ya Arduino

Hapa kuna nambari kamili ya Arduino ambayo nimetumia kwa mradi wangu.

Kuna maktaba machache ambayo utahitaji ili mradi huu ufanye kazi vizuri hizo ni:

Maktaba kuu ya Blynk

Maktaba ya Adafruit_GFX

Maktaba ya Adafruit_SSD1306

Natumai mradi huu ulikuwa muhimu. Fikiria kusaidia miradi yangu kwa kuishiriki na jamii yako:)

Jisikie huru kutoa maoni yoyote au maswali ambayo unayo kuhusu mradi huu. Uwe na siku njema !

Mradi huu unanisaidia kufuatilia kiwango cha nishati ninayovuna kutoka kwa paneli zangu. Wacha tuchukue hatua mbele kuelekea zaidi kwenye vyanzo vya nishati mbadala ili kupunguza nyayo za kaboni na kuunda mazingira endelevu:)