10 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

2 Схемы

При конструировании различных систем измерения и контроля может потребоваться измерить ток, протекающий по проводнику. Встроенными средствами аппаратной платформы Arduino низкое постоянное напряжение можно измерить без каких-либо проблем, а вот ток так просто измерить не получится. Одним из специальных датчиков, предназначенных решить данную проблему, является датчик тока ACS712, эти датчики бывают рассчитаны на различные максимальные значения измеряемого тока, в данном случае автор использовал датчик на 20А. Физически работа этого устройства основана на эффекте Холла. Данный эффект заключается в том, что носители электрического тока при движении вдоль проводника, помещенного в поперечное магнитное поле испытывают на себе действие силы Лоренца и отклоняются в сторону. Из за этого на боковых, по отношению к направлению тока, сторонах проводника возникает разность потенциалов, которую можно измерить [1-2]. Датчик приобретен здесь всего за 100 рублей:

Устройство поставляется в антистатическом пакете

На печатной плате устройства хорошо видна клеммная колодка для подключения контролируемой цепи.

Габариты платы датчика 31 х 13 х 12 мм, масса 3,1 г.

Усиливать или не усиливать?

Чаще всего разработчики систем стремятся сократить количество аналоговых сигнальных линий в надежде уменьшить влияние внешних шумов. (Цифровые сигналы в общем случае более устойчивы к влиянию помех). В прошлом длинные аналоговые линии приводили к необходимости последующей обработки сигнала в несколько стадий. Одна стадия, например, включала в себя усиление разностной составляющей сигнала без подавления синфазных помех, другая, наоборот, обеспечивала подавление помех без усиления. Применение биполярных и высоковольтных источников питания в аналоговых схемах помогало улучшить соотношение «сигнал-шум». Требования к сокращению длины аналоговых линий и использования низковольтного питания для аналоговых схем подстегнуло эволюцию архитектур усилителей для решения этих проблем.

На начальном этапе проектирования часто возникает вопрос: могут ли аналоговый датчик и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) работать напрямую – т.е. без предварительной обработки или усиления сигнала. Такое решение в некоторых случаях позволяет сэкономить не только место на печатной плате, но и потребляемую энергию. С другой стороны, применение инструментального усилителя перед подачей сигнала на АЦП может дать следующие преимущества:
1. Усиление сигнала непосредственно близ его источника улучшает общее отношение «сигнал-шум» в большинстве схем, особенно если датчик находится от АЦП на некотором расстоянии;
2. Входное сопротивление многих высокопроизводительных АЦП относительно невелико, что требует применения на входе АЦП усилителя с низким выходным сопротивлением для уменьшения потерь и искажений сигнала (в отсутствии усилителя резкие перепады сигнального тока или несогласование сопротивлений может внести существенные искажения в общую картину);
3. Внешний усилитель позволяет оптимизировать сигнал, например, при помощи фильтрации;
Применение инструментального усилителя (ИУ) для интерфейса между датчиком и АЦП может уменьшить общую стоимость системы (для не усиленного сигнала может потребоваться более дорогое АЦП с большим разрешением, особенно если необходимо сохранение высокого быстродействия).

Читать еще:  Рыбацкий чехол-тубус для удочек своими руками

Подключение датчик тока ACS712 к плате Arduino

Для подключения ACS712 к плате Arduino используют 3 провода:

  • VCC – питание (опорное напряжение 5В);
  • GND – земля;
  • OUT – сигнальный (подключается к аналоговому выводу контроллера Arduino).

Для измерения тока датчик подключается в разрыв цепи между источником питания и нагрузкой. Схема подключения к плате Arduino показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Подключение датчика тока ACS712 к плате Arduino.

Еще одна схема датчика тока

Если габариты датчика тока не имеют значения, для его изготовления можно применить выводные детали. Схема такого устройства показана на рис. 8, номиналы некоторых элементов изменены по причине их наличия. Чертёж печатной платы этого варианта устройства показан на рис. 9, а внешний вид смонтированной платы — на рис. 10.

Рис. 8. Схема датчика тока с измененными деталями.

Рис. 9. Печатная плата для схемы датчика тока.

Рис. 10. Внешний вид датчика тока.

Как настроить датчик тока на полетном контроллере квадрокоптера?

Правильная настройка датчика тока полетного контроллера просто необходима, так как от него зависит корректность отображения потребленной емкости аккумулятора во время полета квадрокоптера.

2 варианта настройки датчика тока на квадрокоптере.

Хочу рассказать вам о паре способов, как можно настроить датчик тока на полетном контроллере.

Во-первых, настройка датчика тока с помощью обычного мультиметра.

Для того, чтобы измерить потребляемый ток мультиметром, необходимо спаять вот такой переходник.

Состоит он из двух разъемов XT-60, автомобильного предохранителя на 10 ампер и трех кусков провода сечением не меньше 1,5 мм 2 .

Одним куском провода мы напрямую соединяем разъемы для аккумуляторов. Другие 2 куска припаиваем к разъемам, но оставляем разрыв. В этот разрыв припаиваем предохранитель. Он нам нужен для того, чтобы предотвратить порчу мультиметра. Большинство измерительных приборов, которые есть в продаже, имеют ограничение по измеряемому току в 10 А.

Ну вот и все готово для настройки датчика тока квадрокоптера.

Читать еще:  Делаем диванчик для веранды на даче своими руками

  1. Переводим измерительный прибор в режим измерения тока
  2. Подключаем его с помощью “крокодилов” в разрыв цепи
  3. Подключаем полетный контроллер к компьютеру и запускаем Betaflight configurator. Ну или INAV, в общем, зависит от прошивки контроллера.
  4. Подключаем аккумулятор к квадрокоптеру через собранный нами переходник.
  5. Переходим на вкладку управления моторами в конфигураторе (INAV или Betaflight). Даем немного оборотов без пропеллеров и сравниваем показания в конфигураторе и на мультиметре. Обязательно сравнивайте показания под нагрузкой (работающими моторами). Даже если вы выкрутите моторы на полную мощность (без пропеллеров), сила тока вряд ли превысит 10 ампер.
  6. Подбором множителя на вкладке Конфигурация добиваемся одинаковых значений силы тока. Значение множителя в 345, например, я подобрал для полетного контроллера-клона Omnibus F4 PRO на этом квадрокоптере. Скоро на сайте появится стать по сборке квадрокоптера на этом контроллере.

Второй способ настройки датчика тока полетного контроллера квадрокоптера. Экспериментальный.

Этот способ более затратный в плане времени, но если у вас нет мультиметра и лишних разъемов XT60, то он вполне имеет право на существование.

Итак, как настроить датчик тока без приборов? Ставите на квадрокоптер полностью заряженный аккумулятор. Летаете некоторое время, записываете значения потраченной емкости аккумулятора с OSD (оно напрямую зависит от потребляемой силы тока). Далее снимаете аккумулятор, ставите на зарядку и смотрите какое количество mAh “зальется” до полной зарядки.

Если значение с OSD зафиксировано, например, 500 mAh при делителе в настройках 250, а при зарядке вошло 340 mAh, то: 500/340 = 1,47. Новый делитель 250*1,47 = 367.

Проявление неисправности и возможные причины

Нарушения в работе ДХ можно обнаружить по следующим косвенным признакам:

  • Происходит резкое увеличение потребления топлива. Это связано с тем, что впрыск топливно-воздушной смеси производится более одного раза за один цикл вращения коленвала.
  • Проявление нестабильной работы двигателя. Автомобиль может начать «дергаться», происходит резкое замедление. В некоторых случаях не удается развить скорость более 50-60 км.ч. Двигатель «глохнет» в процессе работы.
  • Иногда выход из строя датчика может привести к фиксации коробки передач, без возможности ее переключения (в некоторых моделях импортных авто). Для исправления ситуации требуется перезапуск мотора. При регулярных подобных случаях можно уверенно констатировать выход из строят ДП.
  • Нередко поломка может проявиться в виде исчезновения искры зажигания, что, соответственно, повлечет за собой невозможность запуска мотора.
  • В системе самодиагностики могут наблюдаться регулярные сбои, например, загореться индикатор проверки двигателя, когда он на холостом ходу, а при повышении оборотов лампочка гаснет.

Совсем не обязательно, что перечисленные факторы вызваны выходом из строя ДП. Высока вероятность того, неисправность вызвана другими причинами, а именно:

  • попаданием мусора или других посторонних предметов на корпус ДП;
  • произошел обрыв сигнального провода;
  • в разъем ДП попала вода;
  • сигнальный провод замкнулся с «массой» или бортовой сетью;
  • порвалась экранирующая оболочка на всем жгуте или отдельных проводах;
  • повреждение проводов, подающих питание к ДП;
  • перепутана полярность напряжения, поступающего на датчик;
  • проблемы с высоковольтной цепью системы зажигания;
  • проблемы с блоком управления;
  • неправильно выставлен зазор между ДП и магнитопроводящей пластиной;
  • возможно, причина кроется в высокой амплитуде торцевого биения шестеренки распределительного вала.
Читать еще:  Гипсокартонная колонна с нишами своими руками

Подключение ACS712 к Arduino (схема)

Измерение напряжения (постоянного напряжения) с помощью Arduino очень просто. Если ваше требование состоит в том, чтобы измерять напряжение меньше или равное 5 В, то вы можете напрямую измерять с помощью аналоговых выводов Arduino. Если вам нужно измерить более 5 В, то вы можете использовать простую сеть делителя напряжения или модуль датчика напряжения.

Когда дело доходит до измерения тока, Arduino (или любой другой микроконтроллер) нуждается в помощи в виде специального датчика тока. Итак, сопряжение датчика тока ACS712 с Arduino помогает нам измерять ток с помощью Arduino. Поскольку ASC712 может использоваться для измерения переменного или постоянного тока, проект с Arduino может быть реализован для измерения того же.

Принципиальная схема подключения датчика тока ACS712 к Arduino показана на следующем рисунке.

Схема на микросхеме 711

ACS 711 – тот самый чип, благодаря которому удастся изготовить токовый датчик или ТД на основе ДХ (датчика Холла). ЧД такого датчика будет равен почти 100 кГц, что будет вполне эффективно для проведения измерений.

Микросхема этого типа имеет выход, который интегрируется с усилителем. Последний, в свою очередь, за счет своей оперативности способен увеличивать возможности схемы вплоть до 1 А/В.

Что касается питания, то напряжение на усилитель поступает за счет применения внутреннего источника 2-полярного типа. Это может быть вариант NSD10 либо какой-нибудь другой. Сама микросхема питается уже посредством стабилизатора, имеющего выход с напряжением 3,3 В.

Подключение PIR(датчика движения) к RaspberryPi.

В одном из своих постов я описывал как сделать умное зеркало. В комментариях поступило предложение подключить датчик движения. Опишу процесс подключения датчика,может быть кому-то будет полезна эта информация

Контакты на датчике:

В моем случае слева направо расположены контакты земли, управления и 5В. В датчиках разных производителей эти контакты могут быть расположены в другом месте или порядке.

Подключение датчика к GPIO:
GND-2 пин GPIO
OUT-11 пин GPIO
+5V-6 пин GPIO

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector