En esta publicación vamos a construir un eliminador de batería / fuente de alimentación variable de CC que cortará automáticamente el suministro, si el flujo de corriente a través de la carga excede el nivel de umbral preestablecido.
Por Girish Radhakrishanan
Principales características técnicas
El circuito de suministro de energía de corte de sobrecorriente propuesto que usa Arduino tiene una pantalla LCD de 16 X 2, que se usa para mostrar el voltaje, la corriente, el consumo de energía y el límite de corriente de umbral preestablecido en tiempo real.
Siendo un entusiasta de la electrónica, probamos nuestros prototipos en una fuente de alimentación de voltaje variable. La mayoría de nosotros posee una fuente de alimentación variable económica que puede no tener ni la función de medición de voltaje / medición de corriente ni protección contra cortocircuitos o sobrecorriente incorporada.
Eso es porque la fuente de alimentación con estas características mencionadas puede bombardear su billetera y estará exagerada para el uso como aficionado.
El cortocircuito y el flujo excesivo de corriente son un problema para los principiantes hasta los profesionales y los principiantes son propensos a esto con mayor frecuencia debido a su inexperiencia, pueden invertir la polaridad de la fuente de alimentación o conectar los componentes de manera incorrecta, etc.
Estas cosas pueden hacer que el flujo de corriente a través del circuito sea inusualmente alto, lo que da como resultado una fuga térmica en los semiconductores y componentes pasivos que da como resultado la destrucción de valiosos componentes electrónicos. En estos casos, la ley de ohm se convierte en un enemigo.
Si nunca hiciste un cortocircuito o un circuito frito, ¡felicidades! Eres una de las pocas personas que son perfectas en electrónica o nunca pruebas algo nuevo en electrónica.
El proyecto de suministro de energía propuesto puede proteger los componentes electrónicos de tal destrucción por fritura, que será lo suficientemente barato para un aficionado a la electrónica promedio y lo suficientemente fácil para construir uno para quien está ligeramente por encima del nivel de principiante.
El diseño
La fuente de alimentación tiene 3 potenciómetros: uno para ajustar el contraste de la pantalla LCD, otro para ajustar el voltaje de salida en el rango de 1.2 V a 15V y el último potenciómetro se usa para configurar el límite de corriente en el rango de 0 a 2000 mA o 2 Ampere.
La pantalla LCD lo actualizará con cuatro parámetros cada segundo: el voltaje, el consumo de corriente, el límite de corriente preestablecido y el consumo de energía de la carga.
El consumo de corriente a través de la carga se mostrará en miliamperios, el límite de corriente preestablecido se mostrará en miliamperios y el consumo de energía se mostrará en milivatios.
El circuito se divide en 3 partes: la electrónica de potencia, la conexión de la pantalla LCD y el circuito de medición de potencia.
Estas 3 etapas pueden ayudar a los lectores a comprender mejor el circuito. Ahora veamos la sección de electrónica de potencia que controla el voltaje de salida.
Diagrama esquemático:
El transformador 12v-0-12v / 3A se utilizará para reducir el voltaje, los diodos 6A4 convertirán el voltaje de CA en voltaje de CC y el capacitor de 2000uF suavizará el suministro de CC entrecortado de los diodos.
El regulador fijo de 9 V LM 7809 convertirá la CC no regulada en una fuente de alimentación CC de 9 V regulada. La fuente de 9V alimentará el Arduino y el relé. Intente usar un conector DC para el suministro de entrada de arduino.
No omita esos capacitores cerámicos de 0.1uF que brindan una buena estabilidad para el voltaje de salida.
El LM 317 proporciona voltaje de salida variable para la carga que se va a conectar.
Puede ajustar el voltaje de salida girando el potenciómetro de 4.7K ohmios.
Con eso concluye la sección de potencia.
Ahora veamos la conexión de la pantalla:
Detalles de conexión
No hay mucho que explicar aquí, simplemente conecte el Arduino y la pantalla LCD según el diagrama del circuito. Ajuste el potenciómetro de 10K para obtener un mejor contraste de visualización.
La pantalla anterior muestra las lecturas de muestra para los cuatro parámetros mencionados.
Etapa de medición de potencia
Ahora, veamos el circuito de medición de potencia en detalle.
El circuito de medición de potencia se compone de voltímetro y amperímetro. El Arduino puede medir voltaje y corriente simultáneamente conectando la red de resistencias según el diagrama del circuito.
Detalles de conexión de relé para el diseño anterior:
Las cuatro resistencias de 10 ohmios en paralelo que forman una resistencia de derivación de 2,5 ohmios que se utilizará para medir el flujo de corriente a través de la carga. Las resistencias deben tener al menos 2 vatios cada una.
Las resistencias de 10k ohmios y 100k ohmios ayudan al Arduino a medir el voltaje en la carga. Estas resistencias pueden tener una potencia nominal normal.
Si desea saber más sobre el funcionamiento del amperímetro y voltímetro basados en Arduino, consulte estos dos enlaces:
Voltímetro: https://homemade-circuits.com/2016/09/how-to-make-dc-voltmeter-using-arduino.html
Amperímetro: https://homemade-circuits.com/2017/08/arduino-dc-digital-ammeter.html
El potenciómetro de 10K ohmios se proporciona para ajustar el nivel máximo de corriente en la salida. Si el flujo de corriente a través de la carga excede la corriente preestablecida, se desconectará el suministro de salida.
Puede ver el nivel preestablecido en la pantalla, se mencionará como 'LT' (límite).
Por ejemplo, digamos: si establece el límite en 200, dará una corriente de hasta 199 mA. Si el consumo de corriente es igual a 200 mA o superior, la salida se cortará inmediatamente.
La salida se enciende y apaga mediante el pin # 7 de Arduino. Cuando este pin está alto, el transistor energiza el relé que conecta los pines comunes y normalmente abiertos, que conduce el suministro positivo para la carga.
El diodo IN4007 absorbe la EMF de alto voltaje de la bobina del relé mientras enciende y apaga el relé.
Código de programa:
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A estas alturas, habrá adquirido los conocimientos suficientes para construir una fuente de alimentación que le proteja valiosos componentes y módulos electrónicos.
Si tiene alguna pregunta específica con respecto a este circuito de suministro de energía de corte por sobrecorriente que usa Arduino, no dude en preguntar en la sección de comentarios, puede recibir una respuesta rápida.
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