Tabla de contenido
- resumen
- Lista de materiales
- ¿Qué es la sobretensión y la subtensión?
- Diagrama de bloques: Arduino Over & Under AC Voltage Monitoring
- Esquema: Monitoreo de sobrevoltaje y voltaje de CA de Arduino
- Proyecto PCB Gerber File & PCB Ordering Online
- Calibración del sensor de voltaje ZMPT101B
- Código fuente/Programa
- Prueba: Sistemas de protección contra subtensión y sobretensión
- Video Tutorial y Guía
resumen
Este proyecto crea un sistema de monitoreo y protección de voltaje de CA basado en Smart Arduino con protección contra subvoltaje y protección contra sobrevoltaje. El sensor de voltaje ZMPT101B se puede utilizar para medir el estado del voltaje actual y mostrarlo en la pantalla LCD.
Hoy en día, hay muchas fluctuaciones en el voltaje de la red de CA debido a cargas pesadas, rayos y rayos, e interrupciones en los impulsos de conmutación. Esto puede dañar fácilmente los componentes electrónicos / eléctricos y provocar un accidente de incendio. Las irregularidades de voltaje son un problema importante en las industrias que a menudo dañan la electrónica sensible. La mayoría de las veces, los MCB se utilizan como sistemas de protección, pero es mejor implementar sus propios sistemas, que son más baratos y más avanzados. Además, el sistema requiere la intervención del usuario para la protección contra subtensión y sobretensión.
Muchos dispositivos están disponibles en el mercado para el monitoreo de voltaje de CA junto con características de protección de subvoltaje, normal y sobrevoltaje. Pero son caros y no pueden tener la entrada del usuario. El proyecto tiene como objetivo resolver todas estas deficiencias y desarrollar la protección y monitoreo de equipos eléctricos por encima y por debajo del voltaje de CA utilizando el Arduino como controlador a un bajo costo. Por lo tanto, el sensor de voltaje ZMPT101B y Arduino se utilizan para medir el voltaje de CA y, según la detección de subvoltaje y sobrevoltaje, el relé puede apagar todo el sistema.
Lista de materiales
Este proyecto requiere los siguientes componentes: Puede comprar el producto desde el enlace dado.
¿Qué es la sobretensión y la subtensión?
La sobretensión es un voltaje que excede el valor normal o nominal, lo que causará daños en el aislamiento de los aparatos eléctricos y causará cortocircuitos. Más precisamente, cuando se produce una tensión de alimentación de más del 10% de la tensión nominal. La condición puede ser peligrosa. Los eventos de sobretensión, dependiendo de su duración, pueden ser transitorios (picos de tensión) o permanentes, lo que lleva a sobretensiones.
Del mismo modo, el bajo voltaje ocurre cuando el voltaje promedio del equipo cae por debajo de la cantidad de voltaje nominal. El bajo voltaje frecuente puede conducir a una disminución en el rendimiento y la confiabilidad del equipo.
Diagrama de bloques: Arduino Over & Under AC Voltage Monitoring
Este es un diagrama de bloques simple de un sistema de monitoreo y protección de sobrevoltaje de CA con un microcontrolador Arduino.
En Asia y la mayor parte del mundo, el voltaje normal de la fuente de alimentación de CA es de 220-240V. Hay una tolerancia de +2% para las fluctuaciones de voltaje. Si hay un aumento más allá del rango permitido, se detecta una sobretensión. El circuito también ajusta el bajo voltaje a 190V. También probamos con fluctuaciones de subvoltaje y sobrevoltaje y utilizamos un atenuador de CA de ventilador de 220V. Puedes hacer el tuyo propio Atenuador de CA Ver posts anteriores.
En el diagrama de bloques anterior, la red eléctrica de 200 VCA se suministra directamente. ZMPT101B Sensor de voltaje. En este proyecto, el voltaje de entrada cambia utilizando un atenuador de CA del ventilador en lugar de una fuente de alimentación directa de 220V. La salida del ZMPT101B tiene un voltaje analógico de menos de 5V y se puede suministrar fácilmente al pin analógico Arduino. La nanoplaca y el relé Arduino se alimentan a través de una fuente de alimentación de 5V o un adaptador de CC de 5V. La carga se puede conectar a través de la salida del relé.
Utilizó una pantalla LCD de 16×2 para mostrar el valor de voltaje y el estado de subvoltaje, normal y sobrevoltaje. Si el voltaje excede los 220V, se producirá una condición de sobrevoltaje y el relé desconectará todos los aparatos eléctricos. Aparece un mensaje de sobretensión en la pantalla LCD. Del mismo modo, cuando el voltaje está entre 220V y 190V, el relé se encenderá cuando se muestre el voltaje normal en la pantalla LCD. Si el voltaje cae más por debajo de 190V, entrará en una condición de bajo voltaje. El relé apaga el sistema y muestra un mensaje de bajo voltaje en la pantalla LCD.
Cálculo del tiempo de viaje
El tiempo de viaje se calcula utilizando la siguiente fórmula:
t = multiplicador de tiempo
Voltaje a V = A0
Vs = Tensión de alimentación
Esquema: Monitoreo de sobrevoltaje y voltaje de CA de Arduino
Usando el diagrama de bloques anterior, puede crear un esquema simple usando un Arduino y algunos elementos pasivos activos. Componentes Ctronic.
Conecte los pines LCD 16×2 4, 6, 11, 12, 13 y 14 a los pines Arduino D3, D4, D5, D6, D7 y D8. Use un potenciómetro de 10K en el pin 3 de la pantalla LCD para ajustar el contraste de la pantalla LCD. Proporciona 5V a los pines LCD 2 y 15. Conecte los pines LCD 1, 5 y 16 al Arduino GND.
Conecte los LED verdes y amarillos a los pines digitales D11 y D12 del Arduino. LED1 es para indicación de potencia. Para controlar el relé, se utiliza un transistor BC547 como interruptor. El diodo 1N4007 a través del relé actúa como protección de voltaje inverso. Se pueden conectar múltiples cargas a toda la salida del relé. La carga puede ser una bombilla de CA o un electrodoméstico que funciona a 220V.
El ZMPT101B es un sensor analógico. Por lo tanto, conecte los pines analógicos del sensor al pin Arduino A0. ZMPT101B puede alimentar el módulo de relé utilizando el pin de 5V de Arduino. Para probar el circuito de protección de monitoreo de sobrevoltaje y voltaje de CA de Arduino, un atenuador de ventilador de CA es la mejor opción.
Proyecto PCB Gerber File & PCB Ordering Online
Si no desea ensamblar un circuito con cero PCB Placa de circuito impreso Para el proyecto, y aquí está la PCB para usted. Diseñé la PCB usando EasyEDA. Placa PCB para Sistema de monitoreo de voltaje de CA Debería verse así:
El archivo Gerber de la PCB se muestra a continuación. Simplemente descargue el archivo Gerber y solicite la PCB. Todas las placas de circuito impreso Y $1$ Solamente.
Puede usar este archivo Gerber para solicitar una PCB de alta calidad para este proyecto. Para ello, Todas las placas de circuito impreso Visite el sitio web oficial haga clic aquí: https://www.allpcb.com/.
Con esto[今すぐ引用]Puede seleccionar una opción para cargar su archivo Gerber. De estas opciones, puede seleccionar el tipo de material, las dimensiones, la cantidad, el grosor, el color de la máscara de soldadura y otros parámetros requeridos.
Una vez que haya ingresado todos los detalles, seleccione su país y método de envío. Finalmente, puede realizar un pedido.
Puede ensamblar los componentes en la placa PCB.
Calibración del sensor de voltaje ZMPT101B
El sensor de voltaje ZMPT101B requiere calibración al principio porque no está precalibrado. Primero, cargue el siguiente código en su placa Arduino:
No válido arreglo() { serial.empezar(9600); } No válido bucle() { serial.Printrung(Lectura analógica(Clase A0)); demorar(100); } |
Después de cargar el código, abra el trazador serie. Si el trazador serie no muestra una onda sinusoidal, gire el potenciómetro para calibrar el sensor. Cuando aparece una onda sinusoidal adecuada, puede considerarse una buena calibración.
Código fuente/Programa
El siguiente es el código del sistema de protección contra sobretensiones y subtensiones del sistema de protección de tensión AC que utiliza Arduino. Copie el código y péguelo en el editor de Arduino. Seleccione la placa Arduino nano desde el administrador de la placa y también seleccione el puerto COM apropiado. A continuación, puede cargar su código.
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Pantalla de cristal líquido.Impresión(“V”); } Si ( (current_Volts > 0) & (current_Volts < 190) { lcd.setCursor(0, 1); Pantalla de cristal líquido.Impresión(“Bajo voltaje”); Escritura digital(relé, Bajo); Escritura digital(amarillo, Bajo); Escritura digital(verde, Alto); } Si ( (current_Volts >= 190) && (current_Volts <= 220) ) { lcd.setCursor(0, 1); Pantalla de cristal líquido.Impresión(“Voltaje normal”); Escritura digital(relé, Alto); Escritura digital(amarillo, Bajo); Escritura digital(verde, Bajo); } Si ( current_Volts > 220 ) { Pantalla de cristal líquido.Establecer cursor(0, 1); Pantalla de cristal líquido.Impresión(“Sobretensión”); Escritura digital(relé, Bajo); Escritura digital(amarillo, Alto); Escritura digital(verde, Bajo); } } } |
Prueba: Sistemas de protección contra subtensión y sobretensión
Después de cargar el código, el circuito está listo para la prueba. En condiciones normales, es decir, cuando el voltaje está entre 190V y 220V, la carga se enciende y el sistema continúa funcionando.
Si el voltaje excede los 220V, la carga se apagará y aparecerá un mensaje de sobrevoltaje en la pantalla LCD.
Cuando el voltaje cae por debajo de 190V, la carga se apaga y aparece un mensaje de bajo voltaje en la pantalla LCD.
Así es como se utilizan los sensores de voltaje Arduino y ZMPT101B para monitorear los parámetros de sobrevoltaje y subvoltaje.
Video Tutorial y Guía
Sistema de protección y monitoreo de sobretensión y subtensión de CA (con Arduino y ZMPT101B)
