基于Arduino的過流切斷電源電路

在這篇文章中，我們將構(gòu)建一個電池消除器/直流可變電源，如果流過負載的電流超過預設的閾值水平，它將自動切斷電源。

主要技術(shù)特點

所提出的使用Arduino的過流切斷電源電路具有16 X 2 LCD顯示屏，用于實時顯示電壓，電流，功耗和預設閾值電流限制。

作為電子愛好者，我們在可變電壓電源上測試我們的原型。我們大多數(shù)人都擁有一個便宜的可變電源，它可能既沒有電壓測量/電流測量功能，也沒有短路或內(nèi)置過流保護。

這是因為具有這些上述功能的電源可能會轟炸您的錢包，并且對于愛好使用來說會過度殺傷。

短路和過電流對于初學者到專業(yè)人士來說都是一個問題，初學者由于缺乏經(jīng)驗而更容易出現(xiàn)這種情況，他們可能會反轉(zhuǎn)電源的極性或以錯誤的方式連接組件等。

這些東西會導致流過電路的電流異常高，導致半導體和無源元件的熱失控，從而導致有價值的電子元件的破壞。在這些情況下，歐姆定律變成了敵人。

如果您從未短路或油炸電路，那么恭喜您！您是少數(shù)幾個在電子產(chǎn)品方面完美的人之一，或者您從不嘗試電子產(chǎn)品中的新事物。

擬議的電源項目可以保護電子元件免受這種油炸破壞，這對于普通的電子愛好者來說足夠便宜，并且對于略高于初學者水平的人來說也足夠容易建造一個。

設計

電源有 3 個電位計：一個用于調(diào)節(jié) LCD 顯示屏對比度，一個用于調(diào)節(jié) 1.2 V 至 15V 的輸出電壓，最后一個電位計用于設置 0 至 2000
mA 或 2 安培的電流限制。

LCD顯示屏將每秒更新四個參數(shù)：電壓，電流消耗，預設電流限制和負載功耗。

負載電流消耗將以毫安為單位顯示;預設的電流限制將以毫安為單位顯示，功耗將以毫瓦為單位顯示。

該電路分為3部分：電力電子，LCD顯示器連接和功率測量電路。

這3個階段可以幫助讀者更好地了解電路?，F(xiàn)在讓我們看看控制輸出電壓的電力電子部分。

示意圖：

12v-0-12v / 3A變壓器將用于降壓，6A4二極管將交流電轉(zhuǎn)換為直流電壓，2000uF電容器將平滑二極管的不穩(wěn)定直流電源。

LM 7809 固定 9V 穩(wěn)壓器可將非穩(wěn)壓直流轉(zhuǎn)換為穩(wěn)壓 9V 直流電源。9V 電源將為 Arduino 和繼電器供電。嘗試使用 DC 插孔作為
arduino 的輸入電源。

不要跳過那些為輸出電壓提供良好穩(wěn)定性的0.1uF陶瓷電容器。

LM 317 為要連接的負載提供可變輸出電壓。

您可以通過旋轉(zhuǎn) 4.7K 歐姆電位器來調(diào)節(jié)輸出電壓。

權(quán)力部分到此結(jié)束。

現(xiàn)在讓我們看看顯示連接：

連接詳細信息

這里沒有什么可解釋的，只需按照電路圖連接Arduino和LCD顯示屏即可。調(diào)整 10K 電位計以獲得更好的觀看對比度。

上圖顯示了上述四個參數(shù)的樣本讀數(shù)。

功率測量臺

現(xiàn)在，讓我們詳細看看功率測量電路。

功率測量電路由電壓表和電流表組成。Arduino 可以根據(jù)電路圖通過連接電阻網(wǎng)絡同時測量電壓和電流。

上述設計的繼電器連接細節(jié)：

四個并聯(lián)的 10 歐姆電阻器形成 2.5 歐姆分流電阻器，用于測量流過負載的電流。每個電阻應至少為 2 瓦。

10k 歐姆和 100k 歐姆電阻器可幫助 Arduino 測量負載電壓。這些電阻器可以是具有正常額定功率的電阻器。

提供 10K 歐姆電位計，用于調(diào)節(jié)輸出端的最大電流電平。如果流過負載的電流超過預設電流，則輸出電源將斷開。

您可以在顯示屏中看到預設級別，它將被稱為“LT”（限制）。

例如：如果將限制設置為200，它將提供電流直到199mA。如果電流消耗等于200 mA或更高，輸出將立即切斷。

輸出由 Arduino 引腳 #7 打開和關(guān)閉。當該引腳為高電平時，晶體管激勵繼電器，繼電器連接公共引腳和常開引腳，為負載傳導正電源。

二極管IN4007吸收繼電器線圈的高壓反電動勢，同時打開和關(guān)閉繼電器。

程序代碼：

//------------------Program Developed by R.GIRISH------------------//

#include 《LiquidCrystal.h》

#define input_1 A0

#define input_2 A1

#define input_3 A2

#define pot A3

LiquidCrystal lcd（12， 11， 5， 4， 3， 2）;

int Pout = 7;

int AnalogValue = 0;

int potValue = 0;

int PeakVoltage = 0;

int value = 0;

int power = 0;

float AverageVoltage = 0;

float input_A0 = 0;

float input_A1 = 0;

float output = 0;

float Resolution = 0.00488;

float vout = 0.0;

float vin = 0.0;

float R1 = 100000;

float R2 = 10000;

unsigned long sample = 0;

int threshold = 0;

void setup（）

{

lcd.begin（16，2）;

Serial.begin（9600）;

pinMode（input_3， INPUT）;

pinMode（Pout， OUTPUT）;

pinMode（pot， INPUT）;

digitalWrite（Pout， HIGH）;

}

void loop（）

{

PeakVoltage = 0;

value = analogRead（input_3）;

vout = （value * 5.0） / 1024;

vin = vout / （R2/（R1+R2））;

if （vin 《 0.10）

{

vin = 0.0;

}

for（sample = 0; sample 《 5000; sample ++）

{

AnalogValue = analogRead（input_1）;

if（PeakVoltage 《 AnalogValue）

{

PeakVoltage = AnalogValue;

}

else

{

delayMicroseconds（10）;

}

}

input_A0 = PeakVoltage * Resolution;

PeakVoltage = 0;

for（sample = 0; sample 《 5000; sample ++）

{

AnalogValue = analogRead（input_2）;

if（PeakVoltage 《 AnalogValue）

{

PeakVoltage = AnalogValue;

}

else

{

delayMicroseconds（10）;

}

}

potValue = analogRead（pot）;

threshold = map（potValue， 0， 1023， 0， 2000）;

input_A1 = PeakVoltage * Resolution;

output = （input_A0 - input_A1） * 100;

output = output * 4;

power = output * vin;

while（output 》= threshold || analogRead（input_1） 》= 1010）

{

digitalWrite（Pout， LOW）;

while（true）

{

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Power Supply is”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“Disconnected.”）;

delay（1500）;

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Press Reset the”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“Button.”）;

delay（1500）;

}

}

while（output 》= threshold || analogRead（input_2） 》= 1010）

{

digitalWrite（Pout， LOW）;

while（true）

{

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Power Supply is”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“Disconnected.”）;

delay（1500）;

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“Press Reset the”）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“Button.”）;

delay（1500）;

}

}

lcd.clear（）;

lcd.setCursor（0，0）;

lcd.print（“V=”）;

lcd.print（vin）;

lcd.setCursor（9，0）;

lcd.print（“LT=”）;

lcd.print（threshold）;

lcd.setCursor（0，1）;

lcd.print（“I=”）;

lcd.print（output）;

lcd.setCursor（9，1）;

lcd.print（“P=”）;

lcd.print（power）;

Serial.print（“Volatge Level at A0 = ”）;

Serial.println（analogRead（input_1））;

Serial.print（“Volatge Level at A1 = ”）;

Serial.println（analogRead（input_2））;

Serial.print（“Voltage Level at A2 = ”）;

Serial.println（analogRead（input_3））;

Serial.println（“------------------------------”）;

}