उच्च / कम वोल्टेज का पता लगाने और संरक्षण सर्किट का उपयोग करके माइक्रो माइक्रोकंट्रोलर

हम अक्सर अपने घर में बिजली की आपूर्ति में वोल्टेज में उतार-चढ़ाव देखते हैं, जिससे हमारे घर के एसी उपकरणों में खराबी हो सकती है। आज हम कम लागत वाले उच्च और निम्न वोल्टेज संरक्षण सर्किट का निर्माण कर रहे हैं, जो उच्च या निम्न वोल्टेज के मामले में उपकरणों को बिजली की आपूर्ति में कटौती करेगा। यह 16x2 एलसीडी पर एक अलर्ट संदेश भी दिखाएगा। इस प्रोजेक्ट में, हमने PIC माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग इनपुट वोल्टेज को संदर्भ वोल्टेज से तुलना करने और उसके अनुसार कार्रवाई करने के लिए किया है।

हमने पीसीबी पर इस सर्किट को बनाया है और इसी उद्देश्य के लिए पीसीबी पर एक अतिरिक्त सर्किट जोड़ा है, लेकिन इस बार op-amp LM358 (माइक्रोकंट्रोलर के बिना) का उपयोग कर। प्रदर्शन उद्देश्य के लिए, हमने लो वोल्टेज की सीमा 150 वी और हाई वोल्टेज सीमा को 200 वी चुना है। इस परियोजना में, हमने कट ऑफ के लिए किसी भी रिले का उपयोग नहीं किया है, हमने बस एलसीडी का उपयोग करके यह प्रदर्शित किया है, इस लेख के अंत में वीडियो देखें। लेकिन उपयोगकर्ता इस सर्किट के साथ एक रिले संलग्न कर सकता है और इसे PIC के GPIO के साथ जोड़ सकता है।

आगे हमारे अन्य पीसीबी प्रोजेक्ट्स को यहां देखें।

आवश्यक घटक:

1. PIC माइक्रोकंट्रोलर PIC18F2520
2. पीसीबी (ईजीईडीए से ऑर्डर किया गया)
3. आईसी LM358
4. 3 पिन टर्मिनल कनेक्टर (वैकल्पिक)
5. 16x2 एलसीडी
6. BC547 ट्रांजिस्टर
7. 1k रोकनेवाला
8. 2k2 रोकनेवाला
9. 30K अवरोध एसएमडी
10. 10k SMD
11. कैपेसिटर- 0.1uf, 10uF, 1000uF
12. 28 पिन आईसी आधार
13. नर / मादा बरगद
14. 7805 वोल्टेज नियामक- 7805, 7812
15. Pickit2 प्रोग्रामर
16. एलईडी
17. जेनर डायोड- 5.1v, 7.5v, 9.2v
18. ट्रांसफार्मर 12-0-12
19. 12 मेगाहर्ट्ज क्रिस्टल
20. 33pF संधारित्र
21. वोल्टेज नियामक (प्रशंसक गति नियामक)

कार्य स्पष्टीकरण:

इस हाई और लो वोल्टेज कट ऑफ सर्किट में, हमने ट्रांसफार्मर, ब्रिज रेक्टिफायर और वोल्टेज डिवाइडर सर्किट की मदद से PIC माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करके एसी वोल्टेज को पढ़ा है और 16x2 एलसीडी पर प्रदर्शित किया है। तब हमने एसी वोल्टेज की पूर्वनिर्धारित सीमा के साथ तुलना की है और तदनुसार एलसीडी पर अलर्ट संदेश प्रदर्शित किया है। जैसे अगर वोल्टेज 150v से कम है तो हमने "लो वोल्टेज" दिखाया है और अगर वोल्टेज 200v से ऊपर है तो हमने एलसीडी पर "हाई वोल्टेज" टेक्स्ट दिखाया है। हम इस परियोजना के अंत में दिए गए PIC कोड में उन सीमाओं को बदल सकते हैं। यहां हमने वीडियो में प्रदर्शन उद्देश्य के लिए आने वाले वोल्टेज को बढ़ाने और घटाने के लिए फैन रेगुलेटर का उपयोग किया है।

इस सर्किट में, हमने किसी भी माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग किए बिना एक सरल अंडर और ओवर वोल्टेज संरक्षण सर्किट भी जोड़ा है । इस सरल सर्किट में हमने इनपुट और संदर्भ वोल्टेज की तुलना करने के लिए LM358 तुलनित्र का उपयोग किया है। इसलिए यहां इस परियोजना में हमारे पास तीन विकल्प हैं:

1. ट्रांसफार्मर, ब्रिज रेक्टिफायर, वोल्टेज डिवाइडर सर्किट और PIC माइक्रोकंट्रोलर की मदद से AC वोल्टेज को मापें और तुलना करें।
2. ट्रांसफार्मर, रेक्टिफायर और तुलनित्र LM358 (माइक्रोकंट्रोलर के बिना) की मदद से LM358 का उपयोग करके ओवर और अंडर वोल्टेज का पता लगाना
3. एक तुलनित्र LM358 का उपयोग करके वोल्टेज के तहत पता लगाएँ और कोड द्वारा कार्रवाई करने के लिए PIC माइक्रोकंट्रोलर को इसका आउटपुट खिलाएं।

यहां हमने इस परियोजना के पहले विकल्प का प्रदर्शन किया है। जिसमें हमने AC इनपुट वोल्टेज को नीचे ला दिया है और फिर एक ब्रिज रेक्टिफायर का उपयोग करके डीसी में परिवर्तित कर दिया है और फिर इस डीसी वोल्टेज को 5v पर मैप किया है और फिर अंत में तुलना और प्रदर्शन के लिए इस वोल्टेज को PIC माइक्रोकंट्रोलर को खिलाया है।

PIC माइक्रोकंट्रोलर में हमने इस मैप किए गए डीसी वोल्टेज को पढ़ा है और उस मैप किए गए मूल्य के आधार पर हमने आने वाले एसी वोल्टेज को दिए गए सूत्र की मदद से गणना की है:

volt = ((adcValue * 240) / 1023)

जहां adcValue PIC नियंत्रक ADC पिन पर बराबर डीसी इनपुट वोल्टेज मान है और वोल्ट लागू AC वोल्टेज है। यहां हमने 240v को अधिकतम इनपुट वोल्टेज के रूप में लिया है।

या वैकल्पिक रूप से हम समतुल्य डीसी इनपुट मान की मैपिंग के लिए दी गई विधि का उपयोग कर सकते हैं।

वोल्ट = मानचित्र (adcVlaue, 530, 895, 100, 240)

जहां adcValue PIC नियंत्रक ADC पिन पर बराबर डीसी इनपुट वोल्टेज मान है, 530 न्यूनतम डीसी वोल्टेज समकक्ष है और 895 अधिकतम डीसी वोल्टेज बराबर मूल्य है। और 100v न्यूनतम मानचित्रण वोल्टेज है और 240v अधिकतम मानचित्रण वोल्टेज है।

PIC ADC पिन पर 10mV DC इनपुट 2.046 ADC के बराबर मूल्य के बराबर है। इसलिए यहां हमने 530 को न्यूनतम मूल्य के साधन के रूप में चुना है, PIC के ADC पिन पर वोल्टेज होगा:

((530 / 2.046) * 10) / 1000) वोल्ट

2.6v जिसे 100VAC का न्यूनतम मूल्य मैप किया जाएगा

(अधिकतम सीमा के लिए एक ही गणना)।

मैप फ़ंक्शन की जाँच करें अंत में PIC प्रोग्राम कोड में दिया गया है। वोल्टेज डिवाइडर सर्किट के बारे में अधिक जानें और ADC का उपयोग करके यहां वोल्टेज की मैपिंग करें।

इस परियोजना का काम करना आसान है। इस परियोजना में, हमने इसे प्रदर्शित करने के लिए एक एसी वोल्टेज प्रशंसक नियामक का उपयोग किया है। हमने ट्रांसफार्मर के इनपुट के लिए प्रशंसक नियामक संलग्न किया है। और फिर इसके प्रतिरोध को बढ़ाने या कम करने से हमें वांछित वोल्टेज आउटपुट मिला।

कोड में, हमने हाई वोल्टेज और लो वोल्टेज का पता लगाने के लिए अधिकतम और न्यूनतम वोल्टेज मान तय किए हैं। हमने 200v को ओवरवॉल्टेज लिमिट के रूप में और 150V को लो वोल्टेज की सीमा के रूप में तय किया है। अब सर्किट को पावर करने के बाद, हम एलसीडी पर एसी इनपुट वोल्टेज देख सकते हैं। जब इनपुट वोल्टेज बढ़ता है तो हम एलसीडी पर वोल्टेज परिवर्तन देख सकते हैं और यदि वोल्टेज वोल्टेज की सीमा से अधिक हो जाता है तो एलसीडी हमें "हाई वोल्टेज अलर्ट" द्वारा सचेत करेगा और यदि वोल्टेज वोल्टेज सीमा से कम हो जाता है तो एलसीडी हमें दिखा कर चेतावनी देगा " कम वोल्टेज चेतावनी संदेश। इस तरह इसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक सर्किट ब्रेकर के रूप में भी किया जा सकता है ।

हम कम या उच्च वोल्टेज पर किसी भी एसी उपकरण को ऑटो कटऑफ में संलग्न करने के लिए एक रिले जोड़ सकते हैं। हमें बस एलर्ट अलर्ट संदेश के नीचे उपकरण को बंद करने के लिए कोड की एक पंक्ति जोड़ने की आवश्यकता है। एसी उपकरणों के साथ रिले का उपयोग करने के लिए यहां देखें।

सर्किट स्पष्टीकरण:

में उच्च और निम्न वोल्टेज संरक्षण सर्किट, हम एक LM358 op-amp जो पीआईसी माइक्रोकंट्रोलर के 2 और 3 नंबर पिन से जुड़े दो outputs है इस्तेमाल किया है। और वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग वोल्टेज को विभाजित करने के लिए किया जाता है और पीआईसी माइक्रोकंट्रोलर के 4 वें नंबर पिन पर इसके आउटपुट को जोड़ता है। एलसीडी 4-बिट मोड में PIC के PORTB पर जुड़ा हुआ है। RS और EN सीधे B0 और B1 से जुड़े हैं और डेटा पिन D4, D5, D6 और D7of LCD क्रमशः B2, B3, B4 और B5 से जुड़े हैं। इस परियोजना में, हमने दो वोल्टेज नियामक का उपयोग किया है: माइक्रोकंट्रोलर आपूर्ति के लिए 7805 और LM358 सर्किट के लिए 7812। और एसी वोल्टेज को कम करने के लिए 12v-0-12v स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर का भी उपयोग किया जाता है। बाकी घटकों को नीचे दिए गए सर्किट आरेख में दिखाया गया है।

प्रोग्रामिंग स्पष्टीकरण:

इस परियोजना का प्रोग्रामिंग हिस्सा आसान है। इस कोड में, हमें बस वोल्टेज डिवाइडर सर्किट से आने वाले मैप 5-5 v वोल्टेज का उपयोग करके एसी वोल्टेज की गणना करने की आवश्यकता है और फिर इसकी पूर्वनिर्धारित मूल्यों के साथ तुलना करें। आप इस प्रोजेक्ट के बाद पूरा PIC कोड चेक कर सकते हैं।

सबसे पहले, कोड में, हमने एक हेडर शामिल किया है और PIC माइक्रोकंट्रोलर कॉन्फ़िगर बिट्स को कॉन्फ़िगर किया है। यदि आप PIC कोडिंग के लिए नए हैं तो यहां PIC Microcontroller और इसके कॉन्फ़िगरेशन बिट्स सीखें।

फिर हम एलसीडी ड्राइविंग की तरह है, के लिए कुछ fucntions का इस्तेमाल किया है () शून्य lcdbegin एलसीडी, आरंभ के लिए शून्य lcdcmd (चार ch) , एलसीडी के लिए एक आदेश भेजने के लिए शून्य lcdwrite (चार ch) एलसीडी और को डाटा भेजने के लिए शून्य lcdprint (चार * str) एलसीडी को स्ट्रिंग भेजने के लिए। नीचे दिए गए कोड में सभी कार्यों की जाँच करें।

नीचे दिए गए फ़ंक्शन का उपयोग मानों को मैप करने के लिए किया जाता है:

लंबा नक्शा (लंबा x, long in_min, long_max, long out_min, long out_max) {वापसी (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min; }

दिए गए int analogRead (int ch) फ़ंक्शन का उपयोग ADC को आरंभ करने और पढ़ने के लिए किया जाता है:

int analogRead (इंट च) {int adcData = 0; if (ch == 0) ADCON0 = 0x03; // adc चैनल 0 और अगर (ch == 1) ADCON0 = 0x0b; // चुनें adc चैनल 1 और अगर (ch == 2) ADCON0 = 0x0b; // select adc चैनल 2 ADCON1 = 0b00001100; // ADC ADCON2 = 0b10001010 के अनुरूप I / p 0,1 और 2 चैनल का चयन करें; // eqisation समय कैप कैप धारण करते समय (GODONE == 1); // प्रारंभ रूपांतरण एडीसी मान adcData = (ADRESL) + (ADRESH << 8); // स्टोर 10-बिट आउटपुट ADON = 0; // adc ऑफ रिटर्न adcData; }

एडीसी के नमूने प्राप्त करने और उनमें से औसत की गणना करने और फिर वोल्टेज की गणना करने के लिए दिए गए लाइनों का उपयोग किया जाता है:

जबकि (1) {लंबे समय तक विशेषण = 0; int volt = 0; for (int i = 0; i <100; i ++) // नमूने लेना {adcValue + = analogRead (2); देरी (1); } adcValue / = 100; #if विधि == 1 वोल्ट = (((फ्लोट) adcValue * 240.0) / 1023.0); #else volt = map (adcValue, 530, 895, 100, 240); #endif स्प्रिंटफ (परिणाम, "% d", वोल्ट);

और अंत में दिए गए फ़ंक्शन का उपयोग परिणामी कार्रवाई करने के लिए किया जाता है:

if (volt> 200) {lcdcmd (1); एलसीडीडप्रिंट ("उच्च वोल्टेज"); lcdcmd (192); एलसीडीप्रिंट ("अलर्ट"); देरी (1000); } और अगर (वोल्ट <150) {lcdcmd (1); एलसीडीप्रिंट ("लो वोल्टेज"); lcdcmd (192); एलसीडीप्रिंट ("अलर्ट"); देरी (1000); }

EasyEDA का उपयोग कर सर्किट और पीसीबी डिजाइन:

इस उच्च और कम वोल्टेज डिटेक्टर सर्किट को डिजाइन करने के लिए, हमने ईजीईडीए नामक ऑनलाइन ईडीए उपकरण चुना है। हमने पहले कई बार ईजीईडीए का उपयोग किया है और अन्य पीसीबी फैब्रिकेटर की तुलना में इसका उपयोग करना बहुत सुविधाजनक है। यहां हमारे सभी पीसीबी प्रोजेक्ट देखें। ईजीएडीए योजनाबद्ध कैप्चर, सर्किट सिमुलेशन और पीसीबी डिजाइन के लिए केवल एक स्टॉप समाधान नहीं है, वे कम लागत वाले पीसीबी प्रोटोटाइप और कंपोनेंट्स सोर्सिंग सेवा भी प्रदान करते हैं। उन्होंने हाल ही में अपनी कंपोनेंट सोर्सिंग सर्विस शुरू की है, जहाँ उनके पास इलेक्ट्रॉनिक कंपोनेंट्स का बड़ा स्टॉक है और यूज़र्स अपने ज़रूरी कंपोनेंट्स को PCB ऑर्डर के साथ ऑर्डर कर सकते हैं।

अपने सर्किट और PCB को डिज़ाइन करते समय, आप अपने सर्किट और PCB डिज़ाइन को भी सार्वजनिक कर सकते हैं ताकि अन्य उपयोगकर्ता उन्हें कॉपी या एडिट कर सकें और वहां से लाभ उठा सकें, हमने इस उच्च और निम्न वोल्टेज के लिए अपने पूरे सर्किट और PCB लेआउट को भी सार्वजनिक कर दिया है संरक्षण सर्किट, नीचे दिए गए लिंक की जाँच करें:

easyeda.com/circuitdigest/HIGH_LOW_Voltage_Detector-4dc240b0fde140719c2401096e2410e6

नीचे ईज़ीईडीए से पीसीबी लेआउट की शीर्ष परत का स्नैपशॉट है, आप परत के 'विंडो' फॉर्म को चुनकर पीसीबी के किसी भी लेयर (टॉप, बॉटम, टॉप्सिल्क, बॉटम्सिल्क आदि) को देख सकते हैं।

आप EasyEDA का उपयोग करके पीसीबी के फोटो दृश्य की जांच भी कर सकते हैं:

ऑनलाइन पीसीबी की गणना और आदेश:

PCB के डिजाइन को पूरा करने के बाद, आप ऊपर फैब्रिकेशन आउटपुट के आइकन पर क्लिक कर सकते हैं । फिर आप अपने PCB की Gerber फाइलों को डाउनलोड करने और उन्हें किसी भी निर्माता को भेजने के लिए पेज PCB ऑर्डर पर पहुंचेंगे, इसे EasyEDA में सीधे ऑर्डर करना बहुत आसान (और सस्ता) है। यहां आप उन पीसीबी की संख्या का चयन कर सकते हैं जिन्हें आप ऑर्डर करना चाहते हैं, आपको कितने तांबे की परतों की जरूरत है, पीसीबी की मोटाई, तांबे का वजन और यहां तक ​​कि पीसीबी का रंग भी। आपके द्वारा सभी विकल्पों का चयन करने के बाद, "कार्ट में सहेजें" पर क्लिक करें और अपना ऑर्डर पूरा करें, फिर आपको कुछ दिनों बाद अपने PCB मिल जाएंगे। उपयोगकर्ता Gerber फ़ाइल का उपयोग करके PCB बनाने के लिए अपने स्थानीय PCB विक्रेता के साथ भी जा सकता है।

ईज़ीईडीए की डिलीवरी बहुत तेज़ है और पीसीबी के आदेश देने के कुछ दिनों के बाद मुझे पीसीबी के नमूने मिले:

नीचे पीसीबी पर घटकों को टांका लगाने के बाद की तस्वीरें हैं:

यह हम आसानी से अपने घर के लिए कम-उच्च वोल्टेज संरक्षण सर्किट का निर्माण कर सकते हैं। इसके अलावा, आपको केवल वोल्टेज के उतार-चढ़ाव से बचाने के लिए, इसमें किसी भी एसी उपकरण को जोड़ने के लिए एक रिले जोड़ने की आवश्यकता है । बस रिले को किसी भी सामान्य प्रयोजन पिन ऑफ़ PIC MCU से कनेक्ट करें और उस पिन को हाई और लो करने के लिए एलसीडी अलर्ट मैसेज कोड के साथ कोड लिखें।