Crie seu próprio medidor VAW em miniatura

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O circuito aqui apresentado pode medir tensão (V), corrente (A) e potência (W) em um OLED. Na verdade, são circuitos de voltímetro, amperímetro e wattímetro combinados em uma unidade. É uma ferramenta útil para testar circuitos, fontes de alimentação de mesa, carregadores de bateria, mini inversores e assim por diante.

Os problemas associados a um multímetro incluem a mudança de posição das sondas durante a medição de tensão e corrente, incapacidade de medir tensão e corrente simultaneamente, chances de multímetro ser danificado se a tensão for medida no modo de alta corrente e outros. Este circuito resolve todos esses problemas exibindo todos os valores medidos simultaneamente no OLED.

Circuito e trabalho

O diagrama do circuito do medidor VAW miniatura é mostrado na Fig. 1. Ele é construído em torno do regulador de tensão de 5V 7805 (IC1), do microcontrolador ATtiny85 (IC2), do módulo de detecção de corrente 30A ACS712, do display em miniatura (2,4cm ou 0,96 polegadas, em tamanho) OLED e alguns outros componentes.

Fig. 1: Diagrama do circuito do medidor VAW em miniatura
Fig. 1: Diagrama do circuito do medidor VAW em miniatura

O circuito pode medir tensão máxima de até 30V DC e corrente máxima de até 30A DC. Para evitar danos ao microcontrolador (MCU), as medições devem ser limitadas a 30V e 30A. Se o valor exceder 30V, o display exibirá OFLO, que indica estouro do parâmetro.

ATtiny85

O ATtiny85 é um MCU de oito pinos suficientemente poderoso para o projeto, com 8kB de flash, 512B de RAM, 512B EEPROM e 1MHz de freqüência padrão no coração do sistema. Ele mede continuamente a tensão e a corrente através de seus dois canais ADC. Os valores ADC são processados ​​e convertidos em tensão, corrente e valores de energia e, em seguida, exibidos no OLED.

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ACS712

O módulo de detecção de corrente usa o chip ACS712 da Allegro, que usa o efeito Hall para converter corrente em tensão. A saída do módulo é alimentada a um dos canais ADC do MCU. Um módulo 30A é usado para medir a corrente. A sensibilidade do módulo é 66mV / A (consulte a folha de dados do ACS712).

OLED

É um pequeno monitor medindo 2,4 cm com resolução de 128 × 64 pixels, fonte de 5V DC e conector I2C. Possui quatro pinos, dos quais um é para dados seriais (pino SDA), outro para relógio (pino SCL) e os dois restantes para fonte de alimentação.

Fig. 2: Tela OLED
Fig. 2: Tela OLED

Para mostrar o texto na tela, 64 linhas de pixels são divididas em oito linhas de texto com linhas de oito pixels em cada linha de texto. Para exibir texto com clareza, o código é definido para altura de dezesseis pixels e largura de oito pixels. Portanto, o OLED pode exibir texto em quatro linhas com tamanho de fonte 16 × 8.

A precisão do ACS712 pode variar ligeiramente de módulo para módulo. O fator de multiplicação é inicializado como 740 no programa de origem, obtido a partir de 66mV / A (conforme a folha de dados da Allegro). O valor pode variar no código fonte (vaw_meter.c), declarado como int MF = 740.

Em seguida, recompile o código usando o AVR studio e faça o upload do arquivo vaw_meter.hex no MCU.

Construção e testes

Depois de montar o circuito na PCB ou na placa de circuito impresso, grave vaw_meter.hex no ATUiny85 MCU usando qualquer programador AVR. Insira o ATtiny85 programado no soquete / base de oito pinos. Conecte o OLED (quatro pinos) ao circuito no conector CON2. Ligue a placa com bateria de 9V (Batt.1) através do interruptor S1.

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O indicador de energia LED1 estará aceso. O LED2 começará a piscar, indicando que a inicialização do programa está concluída e o circuito está pronto para uso. Agora, o OLED começará a exibir volts, amperes e watts após um pequeno atraso.

Em seguida, conecte a bateria de 12V (Batt.2) nos pinos de entrada DC. Ajuste VR1 para exibir a mesma voltagem no OLED. Conecte os fios de jumper J2 e J3 externamente à saída CC positiva e terra, respectivamente. J1 é opcional e deve ser conectado à entrada CC positiva apenas quando for usada uma fonte de alimentação de 8V a 20V DC.

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Conecte a lâmpada de 12V (usada em automóveis) como carga ou qualquer carga nos pinos de saída DC. O OLED exibe o consumo atual e de energia. Os símbolos + e – no display OLED prefixado em AMPS indicam a direção da corrente em relação aos terminais do módulo ACS712 (IP + e IP-), conforme mostrado no circuito.

Caso sejam usados ​​8V a 20V para medição, conecte J1 à entrada CC positiva para obter a fonte de alimentação do circuito a partir da bateria de 12V. Remova a bateria de 9V nesse caso.

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Fayaz Hassan é gerente da fábrica de aço Visakhapatnam, Andhra Pradesh. Seus interesses incluem projetos de MCU, mecatrônica e robótica

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