基于Arduino的过流切断电源电路

在这篇文章中，我们将构建一个电池消除器/直流可变电源，如果流过负载的电流超过预设的阈值水平，它将自动切断电源。

主要技术特点

所提出的使用Arduino的过流切断电源电路具有16 X 2 LCD显示屏，用于实时显示电压，电流，功耗和预设阈值电流限制。

作为电子爱好者，我们在可变电压电源上测试我们的原型。我们大多数人都拥有一个便宜的可变电源，它可能既没有电压测量/电流测量功能，也没有短路或内置过流保护。

这是因为具有这些上述功能的电源可能会轰炸您的钱包，并且对于爱好使用来说会过度杀伤。

短路和过电流对于初学者到专业人士来说都是一个问题，初学者由于缺乏经验而更容易出现这种情况，他们可能会反转电源的极性或以错误的方式连接组件等。

这些东西会导致流过电路的电流异常高，导致半导体和无源元件的热失控，从而导致有价值的电子元件的破坏。在这些情况下，欧姆定律变成了敌人。

如果您从未短路或油炸电路，那么恭喜您！您是少数几个在电子产品方面完美的人之一，或者您从不尝试电子产品中的新事物。

拟议的电源项目可以保护电子元件免受这种油炸破坏，这对于普通的电子爱好者来说足够便宜，并且对于略高于初学者水平的人来说也足够容易建造一个。

设计

电源有 3 个电位计：一个用于调节 LCD 显示屏对比度，一个用于调节 1.2 V 至 15V 的输出电压，最后一个电位计用于设置 0 至 2000
mA 或 2 安培的电流限制。

LCD显示屏将每秒更新四个参数：电压，电流消耗，预设电流限制和负载功耗。

负载电流消耗将以毫安为单位显示;预设的电流限制将以毫安为单位显示，功耗将以毫瓦为单位显示。

该电路分为3部分：电力电子，LCD显示器连接和功率测量电路。

这3个阶段可以帮助读者更好地了解电路。现在让我们看看控制输出电压的电力电子部分。

示意图：

12v-0-12v / 3A变压器将用于降压，6A4二极管将交流电转换为直流电压，2000uF电容器将平滑二极管的不稳定直流电源。

LM 7809 固定 9V 稳压器可将非稳压直流转换为稳压 9V 直流电源。9V 电源将为 Arduino 和继电器供电。尝试使用 DC 插孔作为
arduino 的输入电源。

不要跳过那些为输出电压提供良好稳定性的0.1uF陶瓷电容器。

LM 317 为要连接的负载提供可变输出电压。

您可以通过旋转 4.7K 欧姆电位器来调节输出电压。

权力部分到此结束。

现在让我们看看显示连接：

连接详细信息

这里没有什么可解释的，只需按照电路图连接Arduino和LCD显示屏即可。调整 10K 电位计以获得更好的观看对比度。

上图显示了上述四个参数的样本读数。

功率测量台

现在，让我们详细看看功率测量电路。

功率测量电路由电压表和电流表组成。Arduino 可以根据电路图通过连接电阻网络同时测量电压和电流。

上述设计的继电器连接细节：

四个并联的 10 欧姆电阻器形成 2.5 欧姆分流电阻器，用于测量流过负载的电流。每个电阻应至少为 2 瓦。

10k 欧姆和 100k 欧姆电阻器可帮助 Arduino 测量负载电压。这些电阻器可以是具有正常额定功率的电阻器。

提供 10K 欧姆电位计，用于调节输出端的最大电流电平。如果流过负载的电流超过预设电流，则输出电源将断开。

您可以在显示屏中看到预设级别，它将被称为“LT”（限制）。

例如：如果将限制设置为200，它将提供电流直到199mA。如果电流消耗等于200 mA或更高，输出将立即切断。

输出由 Arduino 引脚 #7 打开和关闭。当该引脚为高电平时，晶体管激励继电器，继电器连接公共引脚和常开引脚，为负载传导正电源。

二极管IN4007吸收继电器线圈的高压反电动势，同时打开和关闭继电器。

程序代码：

//------------------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（“------------------------------”）;

}