- Kinakailangan ang Mga Bahagi:
- Paggawa ng Paliwanag:
- Paliwanag sa Circuit:
- Paliwanag sa Programming:
- Circuit at Disenyo ng PCB gamit ang EasyEDA:
- Pagkalkula at Pag-order ng mga PCB sa online:
Madalas naming makita ang mga pagbagu-bago ng boltahe sa suplay ng kuryente sa aming tahanan, na maaaring maging sanhi ng malfunction sa aming mga gamit sa bahay AC. Ngayon ay nagtatayo kami ng isang mababang gastos na Mataas at Mababang Boltahe na Proteksyon ng Circuit, na kung saan ay putulin ang supply ng kuryente sa mga kagamitan sa kaso ng Mataas o Mababang boltahe. Magpapakita rin ito ng isang alerto na mensahe sa 16x2 LCD. Sa proyektong ito, ginamit namin ang PIC Microcontroller upang mabasa at ihambing ang input boltahe sa sanggunian boltahe at gawin ang pagkilos nang naaayon.
Ginawa namin ang circuit na ito sa PCB at nagdagdag ng isang karagdagang circuit sa PCB para sa parehong layunin, ngunit sa oras na ito gamit ang op-amp LM358 (walang microcontroller). Para sa layunin ng pagpapakita, pinili namin ang limitasyon ng Mababang Boltahe bilang 150v at limitasyon ng mataas na boltahe bilang 200v. Dito sa proyektong ito, hindi pa kami gumagamit ng anumang relay para maputol, ipinakita lamang namin ito gamit ang LCD, suriin ang Video sa pagtatapos ng Artikulo na ito. Ngunit ang gumagamit ay maaaring maglakip ng isang relay sa circuit na ito at ikonekta ito sa GPIC ng PIC.
Dagdag dito suriin ang aming iba pang mga proyekto sa PCB dito.
Kinakailangan ang Mga Bahagi:
- PIC Microcontroller PIC18F2520
- PCB (iniutos mula sa EasyEDA)
- IC LM358
- 3 pin Terminal Connector (opsyonal)
- 16x2 LCD
- BC547 Transistor
- 1k risistor
- 2k2 risistor
- 30K risistor SMD
- 10k SMD
- Mga Capacitor- 0.1uf, 10uF, 1000uF
- 28 pin base ng IC
- Mga burgstick na lalaki / babae
- 7805 Mga regulator ng boltahe- 7805, 7812
- Pickit2 Programmer
- LED
- Zener diode- 5.1v, 7.5v, 9.2v
- Transformer 12-0-12
- 12MHz Crystal
- 33pF kapasitor
- Voltage regulator (fan speed regulator)
Paggawa ng Paliwanag:
Sa Mataas at Mababang Boltahe na Gupitin ang Circuit, nabasa namin ang boltahe ng AC sa pamamagitan ng paggamit ng PIC microcontroller sa tulong ng transpormer, tulay na rectifier at boltahe divider circuit at ipinakita sa 16x2 LCD. Pagkatapos ay inihambing namin ang boltahe ng AC sa mga paunang natukoy na mga limitasyon at ipinakita ang mensahe ng alerto sa LCD nang naaayon. Tulad ng kung ang boltahe ay mas mababa sa 150v pagkatapos ay ipinakita namin ang "Mababang Boltahe" at kung ang boltahe ay higit sa 200v pagkatapos ay ipinakita namin ang teksto na "Mataas na Boltahe" sa LCD. Maaari naming baguhin ang mga limitasyong iyon sa PIC code na ibinigay sa pagtatapos ng proyektong ito. Dito ginamit namin ang Fan Regulator upang madagdagan at mabawasan ang papasok na boltahe para sa layunin ng pagpapakita sa Video.
Sa circuit na ito, nagdagdag din kami ng isang Simple Under at Over Voltage Protection Circuit nang hindi gumagamit ng anumang microcontroller. Sa simpleng circuit na ito ay ginamit namin ang kumpare ng LM358 upang ihambing ang input at boltahe ng sanggunian. Kaya narito mayroon kaming tatlong mga pagpipilian sa proyektong ito:
- Sukatin at ihambing ang boltahe ng AC sa tulong ng transpormer, tulay na tagapagpatuwid, boltahe divider circuit at PIC microcontroller.
- Ang pagtuklas ng higit at sa ilalim ng boltahe sa pamamagitan ng paggamit ng LM358 sa tulong ng transpormer, rectifier, at kumpare na LM358 (walang Microcontroller)
- Tuklasin ang ilalim at higit na boltahe sa pamamagitan ng paggamit ng isang kumpare na LM358 at pakainin ang output nito sa PIC microcontroller para sa pagkuha ng aksyon ayon sa code.
Narito naipakita namin ang unang pagpipilian ng proyektong ito. Kung saan naibaba namin ang boltahe ng pag-input ng AC at pagkatapos ay na-convert iyon sa DC sa pamamagitan ng paggamit ng isang tulay na tagapagtama at pagkatapos ay muling nai-mapa ang boltahe na ito ng DC sa 5v at sa wakas ay pinakain ang boltahe na ito sa PIC microcontroller para sa paghahambing at pagpapakita.
Sa PIC microcontroller nabasa namin ang naka-map na boltahe ng DC at batay sa na-map na halagang kinakalkula namin ang papasok na boltahe ng AC sa tulong ng naibigay na pormula:
volt = ((adcValue * 240) / 1023)
kung saan ang adcValue ay katumbas na halaga ng input ng boltahe ng input sa PIC controller ADC pin at volt ang inilapat na boltahe ng AC. Dito kinuha namin ang 240v bilang maximum na boltahe ng pag-input.
o kahalili maaari naming magamit ang ibinigay na pamamaraan para sa pagmamapa ng katumbas na halaga ng pag-input ng DC.
volt = mapa (adcVlaue, 530, 895, 100, 240)
kung saan ang adcValue ay katumbas ng halaga ng input ng boltahe ng DC sa pin ng PIC controller ADC, ang 530 ay minimum na katumbas ng boltahe ng DC at 895 ang maximum na halaga ng katumbas na boltahe ng DC. At ang 100v ay pinakamaliit na boltahe ng pagmamapa at 240v ay maximum na boltahe ng pagmamapa.
Ibig sabihin ng 10mV DC input sa PIC ADC pin ay katumbas ng 2.046 ADC na katumbas na halaga. Kaya dito napili namin ang 530 bilang pinakamababang halaga ng halaga, ang boltahe sa ADC pin ng PIC ay magiging:
(((530 / 2.046) * 10) / 1000) Boltahe
2.6v kung saan mai-map ang minimum na halaga ng 100VAC
(Parehong pagkalkula para sa maximum na limitasyon).
Suriin ang pagpapaandar ng mapa na ibinigay sa PIC program code sa huli. Matuto nang higit pa tungkol sa Voltage Divider Circuit at pagmamapa ng Mga Boltahe gamit ang ADC dito.
Ang pagtatrabaho ng proyektong ito ay madali. Sa proyektong ito, gumamit kami ng isang AC voltage fan regulator para sa pagpapakita nito. Nag-attach kami ng fan regulator sa input ng transpormer. At pagkatapos sa pamamagitan ng pagtaas o pagbawas ng paglaban nito nakuha namin ang nais na output ng boltahe.
Sa code, naayos namin ang maximum at minimum na mga halaga ng boltahe para sa Mataas na boltahe at Mababang boltahe ng pagtuklas. Naayos namin ang 200v bilang limitasyon ng overvoltage at 150v bilang mas mababang limitasyon sa boltahe. Ngayon pagkatapos mapagana ang circuit, maaari naming makita ang boltahe ng pag-input ng AC sa LCD. Kapag tumaas ang boltahe ng pag-input ay makikita natin ang mga pagbabago sa boltahe sa paglipas ng LCD at kung ang boltahe ay magiging higit sa higit sa limitasyon ng boltahe pagkatapos ay alertuhan tayo ng LCD sa pamamagitan ng "HIGH Voltage Alert" at kung ang boltahe ay mababa kaysa sa ilalim ng limitasyon ng boltahe pagkatapos ay babalaan tayo ng LCD sa pamamagitan ng pagpapakita ng " LOW Voltage Alert ”mensahe. Sa ganitong paraan maaari itong magamit din bilang Electronic Circuit breaker.
Maaari pa kaming magdagdag ng isang relay upang ikabit ang anumang mga kasangkapan sa AC sa auto cutoff sa mababa o mataas na boltahe. Kailangan lamang naming magdagdag ng isang linya ng code upang patayin ang appliance, sa ibaba ng mensahe ng alerto sa LCD na nagpapakita ng code. Suriin dito upang magamit ang Relay sa mga gamit sa AC.
Paliwanag sa Circuit:
Sa Mataas at mababang Voltage Protection Circuit, gumamit kami ng isang LM358 op-amp na mayroong dalawang output na konektado sa 2 at 3 na mga pin ng PIC microcontroller. At ang isang divider ng boltahe ay ginagamit upang hatiin ang boltahe at ikokonekta ang output nito sa ika-4 na numero ng pin ng PIC microcontroller. Ang LCD ay konektado sa PORTB ng PIC sa 4-bit mode. Ang RS at EN ay direktang konektado sa B0 at B1 at mga data pin na D4, D5, D6 at D7of LCD ay konektado sa B2, B3, B4 at B5 ayon sa pagkakabanggit. Sa proyektong ito, gumamit kami ng dalawang boltahe regulator: 7805 para sa supply ng microcontroller at 7812 para sa LM358 circuit. At isang 12v-0-12v step-down transpormer ay ginagamit din upang bumaba ang boltahe ng AC. Ang natitirang mga bahagi ay ipinapakita sa circuit diagram sa ibaba.
Paliwanag sa Programming:
Madali ang programming na bahagi ng proyektong ito. Sa code na ito, kailangan lamang nating kalkulahin ang boltahe ng AC sa pamamagitan ng paggamit ng naka-map na 0-5v boltahe na nagmumula sa Voltage Divider Circuit at pagkatapos ihambing ito sa mga paunang natukoy na halaga. Maaari mong suriin ang kumpletong PIC code pagkatapos ng proyektong ito.
Una, sa code, nagsama kami ng isang header at na-configure ang mga bit PIC microcontroller config. Kung bago ka sa PIC coding pagkatapos ay alamin ang PIC Microcontroller at ang mga config bit nito dito.
Pagkatapos ay gumamit kami ng ilang mga fucntions para sa pagmamaneho ng LCD, tulad ng void lcdbegin () para sa pagsisimula ng LCD, void lcdcmd (char ch) para sa pagpapadala ng isang utos sa LCD, void lcdwrite (char ch) para sa pagpapadala ng data sa LCD at void lcdprint (char * str) para sa pagpapadala ng string sa LCD. Suriin ang lahat ng mga pag-andar sa code sa ibaba.
Sa ibaba ang ibinigay na pagpapaandar ay ginagamit para sa pagmamapa ng mga halaga:
mahabang mapa (mahabang x, mahabang in_min, mahabang in_max, mahabang out_min, mahabang out_max) {return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min; }
Ang pagpapaandar na int analogRead (int ch) ay ginagamit para sa pagsisimula at pagbabasa ng ADC:
int analogRead (int ch) {int adcData = 0; kung (ch == 0) ADCON0 = 0x03; // adc channel 0 pa kung (ch == 1) ADCON0 = 0x0b; // select adc channel 1 else if (ch == 2) ADCON0 = 0x0b; // select adc channel 2 ADCON1 = 0b00001100; // select analog i / p 0,1 at 2 channel ng ADC ADCON2 = 0b10001010; // oras ng eqisation na may hawak na oras ng takip habang (GODONE == 1); // start conversion adc value adcData = (ADRESL) + (ADRESH << 8); // Store 10-bit output ADON = 0; // adc off return adcData; }
Ang mga ibinigay na linya ay ginagamit para sa pagkuha ng mga sample ng ADC at kalkulahin ang average ng mga ito at pagkatapos ay ang pagkalkula ng boltahe:
habang (1) {mahabang adcValue = 0; int volt = 0; para sa (int i = 0; i <100; i ++) // pagkuha ng mga sample {adcValue + = analogRead (2); antala (1); } adcValue / = 100; #kung paraan == 1 volt = (((float) adcValue * 240.0) /1023.0); #else volt = mapa (adcValue, 530, 895, 100, 240); #endif sprintf (resulta, "% d", volt);
At sa wakas ay binigyan ng pagpapaandar ang ginagamit para sa pagkuha ng nagresultang pagkilos:
kung (volt> 200) {lcdcmd (1); lcdprint ("Mataas na Boltahe"); lcdcmd (192); lcdprint ("Alerto"); pagkaantala (1000); } iba pa kung (volt <150) {lcdcmd (1); lcdprint ("Mababang Boltahe"); lcdcmd (192); lcdprint ("Alerto"); pagkaantala (1000); }
Circuit at Disenyo ng PCB gamit ang EasyEDA:
Upang idisenyo ang NAKataas at MABABANG Voltage Detector Circuit, pinili namin ang online na tool ng EDA na tinatawag na EasyEDA. Ginamit namin dati ang EasyEDA nang maraming beses at nahanap na mas maginhawa itong gamitin kumpara sa iba pang mga taga-gawa ng PCB. Suriin dito ang aming lahat ng mga proyekto sa PCB. Ang EasyEDA ay hindi lamang ang one stop solution para sa pagkuha ng eskematiko, circuit simulation at disenyo ng PCB, nag-aalok din sila ng isang mababang gastos sa serbisyo ng PCB Prototype at Components Sourcing. Kamakailan ay inilunsad nila ang kanilang sangkap ng serbisyo sa sourcing kung saan mayroon silang isang malaking stock ng mga elektronikong sangkap at ang mga gumagamit ay maaaring mag-order ng kanilang mga kinakailangang sangkap kasama ang order ng PCB.
Habang nagdidisenyo ng iyong mga circuit at PCB, maaari mo ring gawing pampubliko ang iyong mga disenyo ng circuit at PCB upang ang ibang mga gumagamit ay maaaring kopyahin o mai-edit ang mga ito at maaaring makinabang mula doon, ginawa rin nating pampubliko ang aming buong mga layout ng Circuit at PCB para sa Mataas at Mababang Boltahe na ito. Protection Circuit, suriin ang link sa ibaba:
easyeda.com/circuitdigest/HIGH_LOW_Voltage_Detector-4dc240b0fde140719c2401096e2410e6
Nasa ibaba ang Snapshot ng Nangungunang layer ng layout ng PCB mula sa EasyEDA, maaari mong tingnan ang anumang Layer (Tuktok, Ibaba, Topsilk, bottomsilk atbp) ng PCB sa pamamagitan ng pagpili ng layer na bumubuo sa Window na 'Mga Layers'.
Maaari mo ring i-checkout ang view ng Larawan ng PCB gamit ang EasyEDA:
Pagkalkula at Pag-order ng mga PCB sa online:
Matapos makumpleto ang disenyo ng PCB, maaari mong i-click ang icon ng Fabrication output sa itaas. Pagkatapos ay mai-access mo ang pahina ng order ng PCB upang mag-download ng mga Gerber file ng iyong PCB at ipadala ang mga ito sa anumang tagagawa, mas madali din (at mas mura) upang direktang i-order ito sa EasyEDA. Dito maaari mong piliin ang bilang ng mga PCB na nais mong mag-order, kung gaano karaming mga layer ng tanso ang kailangan mo, ang kapal ng PCB, bigat ng tanso, at maging ang kulay ng PCB. Matapos mong mapili ang lahat ng mga pagpipilian, i-click ang "I-save sa Cart" at kumpletuhin ang iyong order, pagkatapos ay makukuha mo ang iyong mga PCB makalipas ang ilang araw. Maaari ring sumama ang gumagamit sa kanilang lokal na vendor ng PCB upang gumawa ng mga PCB sa pamamagitan ng paggamit ng Gerber file.
Napakabilis ng paghahatid ng EasyEDA at pagkatapos ng ilang araw ng pag-order ng PCB nakuha ko ang mga sample ng PCB:
Nasa ibaba ang mga larawan pagkatapos ng paghihinang ng mga sangkap sa PCB:
Ito kung paano namin madaling maitatayo ang Low-high voltage protection circuit para sa aming tahanan. Dagdag dito kailangan mo lamang magdagdag ng isang relay upang ikonekta ang anumang mga kasangkapan sa AC dito, upang maprotektahan ito mula sa pagbabagu-bago ng boltahe. Ikonekta lamang ang relay sa anumang pangkalahatang layunin na Pin ng PIC MCU at isulat ang code upang gawing Mataas at mababa ang pin na iyon kasama ang code ng mensahe ng alerto sa LCD.