Arduino का उपयोग कर ट्रांसफॉर्मर रहित एसी वोल्टमीटर सर्किट

इस लेख में हम सीखते हैं कि Arduino का उपयोग करके ट्रांसफार्मर रहित AC वोल्टमीटर कैसे बनाया जाता है।

निर्माण एक एनालॉग वाल्टमीटर यह एक आसान काम नहीं है क्योंकि एक निर्माण करने के लिए आपको टोक़, गति जैसी भौतिक मात्राओं का अच्छा ज्ञान होना चाहिए जो कि उनके व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए बहुत मुश्किल हो सकता है।

द्वाराअंकित नेगी

लेकिन ए डिजिटल वाल्टमीटर की तुलना में एनालॉग वाल्टमीटर बनाया जा सकता है जल्दी और वह भी बहुत कम प्रयास से। अब एक दिन के डिजिटल वाल्टमीटर को 4-5 लाइन कोड का उपयोग करके एक माइक्रोकंट्रोलर या डेवलपमेंट बोर्ड जैसे आर्डिनो का उपयोग करके बनाया जा सकता है।

यह एसी वोल्टमीटर सर्किट अलग क्यों है?

यदि आप Google पर जाते हैं और 'arduino का उपयोग करके AC वोल्टमीटर' खोजते हैं, तो आपको पूरे इंटरनेट में कई सर्किट मिलेंगे। लेकिन लगभग उन सभी सर्किट में आपको एक ट्रांसफार्मर इस्तेमाल होने वाला है।

इस परियोजना में सर्किट एक उच्च वाट वोल्टेज विभक्त सर्किट से ट्रांसफार्मर की जगह पूरी तरह से इस समस्या को हल करता है। इस सर्किट को आसानी से मिनटों के भीतर एक छोटे से ब्रेडबोर्ड पर बनाया जा सकता है।

इस परियोजना को बनाने के लिए आपको निम्नलिखित घटकों की आवश्यकता होगी:

1. अरुडुइनो

2. 100 k ओम रोकनेवाला (2 वाट)

3. इक ओम अवरोधक (2 वाट)

4.NN4007 डायोड

5. एक ज़ेनर डायोड 5 वोल्ट

6. 1 uf संधारित्र

7. तारों को जोड़ना

सर्किट आरेख:

सर्किट आरेख में दिखाए गए अनुसार कनेक्शन बनाएं।

ए) प्रतिरोधों का उपयोग करके एक वोल्टेज डिवाइडर बनाओ, यह ध्यान में रखते हुए कि 1 k ओम प्रतिरोध जमीन से जुड़ा होना चाहिए।

ख) डायोड के p- टर्मिनल को सीधे 1 k ओम रेज़र के बाद कनेक्ट करें जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। और इसके एन-टर्मिनल से 1 uf संधारित्र।

C) संधारित्र के समानांतर जेनर डायोड को जोड़ना न भूलें (नीचे समझाया गया है)

D) कैपेसिटर के पॉजिटिव टर्मिनल से Arduino के एनालॉग पिन A0 तक एक तार कनेक्ट करें।

ई) ** अरडिनो के ग्राउंड पिन को समग्र जमीन से जोड़ते हैं, अन्यथा सर्किट काम नहीं करेगा।

ARDUINO का उद्देश्य ::

वैसे आप किसी भी माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन मैंने इसके आसान आईडीई के कारण आर्डिनो का उपयोग किया है। मूल रूप से arduino या किसी भी माइक्रोकंट्रोलर के कार्य को एनालॉग इनपुट के रूप में 1 k ओम अवरोधक में वोल्टेज लेना है और उस मान को मुख्य a.c में बदलना है। एक सूत्र का उपयोग करके वोल्टेज मान (कार्य अनुभाग में समझाया गया है)। Arduino इस मुख्य मूल्य को सीरियल मॉनीटर या लैपटॉप स्क्रीन पर प्रिंट करता है।

वॉल्टेज डिविडर सर्किट:

जैसा कि पहले ही घटक अनुभाग में उल्लेख किया गया है, प्रतिरोध (जो एक वोल्टेज विभक्त सर्किट बनाता है) उच्च शक्ति रेटिंग का होना चाहिए क्योंकि हम उन्हें सीधे a.c आपूर्ति के लिए कनेक्ट करने जा रहे हैं।

और इसलिए यह वोल्टेज विभक्त सर्किट ट्रांसफार्मर को बदल देता है। चूंकि arduino एनालॉग इनपुट के रूप में अधिकतम 5v ले सकता है, वोल्टेज विभक्त सर्किट का उपयोग मेन हाई वोल्टेज को कम वोल्टेज (5v से कम) में विभाजित करने के लिए किया जाता है। यह धारणा बना लें कि मेन सप्लाई वोल्टेज 350 वोल्ट (r.m.s) है।

जो अधिकतम या शिखर वोल्टेज = 300 * 1.414 = 494.2 वोल्ट देता है

तो 1 k ओम रेज़र पर पीक वोल्टेज = (494.2volts / 101k) * 1k = 4.9volts (अधिकतम) है

नोट: * लेकिन 350 r.m.s के लिए भी यह 4.9 वोल्ट r.m.s नहीं है, जिसका अर्थ है कि arduino के एनालॉग पिन पर वास्तविकता वोल्टेज 4.9 v से कम होगा।

इसलिए इन गणनाओं से यह देखा गया है कि यह सर्किट 385 r.m. के आसपास a.c वोल्टेज को सुरक्षित रूप से माप सकता है।

क्यों जानते हैं?

चूंकि arduino नकारात्मक वोल्टेज को इनपुट के रूप में नहीं ले सकता है, इसलिए 1 k ओम रेज़र में इनपुट a.c पाप तरंग के नकारात्मक भाग को निकालना बहुत महत्वपूर्ण है। और ऐसा करने के लिए एक डायोड का उपयोग करके इसे ठीक किया जाता है। आप बेहतर परिणाम के लिए एक पुल सुधारक का भी उपयोग कर सकते हैं।

क्यों कैपिटल?
सुधार के बाद भी तरंग में तरंग मौजूद होते हैं और ऐसे तरंगों को हटाने के लिए, एक संधारित्र का उपयोग किया जा रहा है। संधारित्र को वोल्टेज को सुचारू करने से पहले उसे आर्डिनो में सुचारू किया जाता है।

क्यों ज़ेनर डायोड

5 वोल्ट से अधिक का वोल्टेज आर्डिनो को नुकसान पहुंचा सकता है। इसलिए इसे बचाने के लिए, 5 वी ज़ेनर डायोड का उपयोग किया जाता है। यदि a.c मेन्स वोल्टेज 380 वोल्ट से अधिक बढ़ जाता है यानी एनालॉग पिन पर 5 वोल्ट से अधिक, जेनर डायोड का टूटना होगा। इस प्रकार संधारित्र को जमीन में छोटा करना। यह आर्डिनो की सुरक्षा सुनिश्चित करता है।

कोड:

अपने कोडीन में इस कोड को जलाएं:

int x// initialise variable x
float y//initialise variable y
void setup()
{
pinMode(A0,INPUT) // set pin a0 as input pin
Serial.begin(9600)// begin serial communication between arduino and pc
}
void loop()
{
x=analogRead(A0)// read analog values from pin A0 across capacitor
y=(x*.380156)// converts analog value(x) into input ac supply value using this formula ( explained in woeking section)
Serial.print(' analaog input ' ) // specify name to the corresponding value to be printed
Serial.print(x) // print input analog value on serial monitor
Serial.print(' ac voltage ') // specify name to the corresponding value to be printed
Serial.print(y) // prints the ac value on Serial monitor
Serial.println()
}

समझ कोड:

1. चर x:

एक्स इनपुट पिन वैल्यू (वोल्टेज) प्राप्त पिन ए 0 से है जैसा कि कोड में निर्दिष्ट है अर्थात्।

x = pinMode (A0, INPUT) // इनपुट पिन के रूप में पिन a0 सेट करें

2. विविधता और:

इस सूत्र y = (x * .380156) पर आने के लिए, पहले हमें कुछ गणनाएँ करनी होंगी:

यहाँ यह सर्किट हमेशा कैपेसिटर और डायोड के कारण arduino के पिन A0 पर वास्तविक मान से कम वोल्टेज प्रदान करता है। जिसका मतलब है कि एनालॉग पिन पर वोल्टेज हमेशा 1 k ओम प्रतिरोध के पार वोल्टेज से कम होता है।

इसलिए हमें इनपुट एसी वोल्टेज के उस मूल्य का पता लगाना होगा जिस पर हमें पिन ए 0 पर 5 वोल्ट या 1023 एनालॉग वैल्यू मिलती है। हिट और ट्रायल विधि से, यह मान लगभग 550 वोल्ट (शिखर) है जैसा कि सिमुलेशन में दिखाया गया है।

R.m.s में 550 पीक वोल्ट = 550 / 1.414 = 388.96 वोल्ट r.m.s. इसलिए इस r.m.s मान के लिए हम पिन A0 पर 5 वोल्ट प्राप्त करते हैं। तो यह सर्किट अधिकतम 389 वोल्ट को माप सकता है।

अब पिन A0 --- 389 a.c वोल्ट = y पर 1023 अनुरूप मूल्य के लिए

जो किसी भी एनालॉग वैल्यू (x) y = (389/1023) * x a.c वोल्ट के लिए देता है

या y = .38015 * x a.c वोल्ट

आप स्पष्ट रूप से अंजीर में देख सकते हैं कि सीरियल मॉनीटर पर मुद्रित a.c मान भी 389 वोल्ट है

स्क्रीन पर आवश्यक मान मुद्रण ::

हमें सीरियल मॉनीटर पर दो मानों को मुद्रित करने की आवश्यकता है जैसा कि अनुकार चित्र में दिखाया गया है:

1. एनालॉग इनपुट मान कोड में निर्दिष्ट के रूप में एनालॉग पिन A0 द्वारा प्राप्त किया गया है:

Serial.print ('analaog input') // प्रिंट होने के लिए संबंधित मान को नाम निर्दिष्ट करें

सीरियल मॉनीटर पर Serial.print (x) // प्रिंट इनपुट एनालॉग वैल्यू

2. कोड से निर्दिष्ट अनुसार मेक से एसी वोल्टेज का वास्तविक मूल्य:

Serial.print ('एसी वोल्टेज') // मुद्रित होने वाले संबंधित मान को नाम निर्दिष्ट करें

Serial.print (y) // सीरियल मान पर एसी मूल्य प्रिंट करता है

इस ट्रांसफॉर्मर एसी वाल्टरमीटर का उपयोग एआरडीआईएनओ पर काम कर रहा है

1. वोल्टेज डिवाइडर सर्किट मैन्स एसी वोल्टेज को संगत लो वोल्टेज वैल्यू में परिवर्तित या स्टेप डाउन करता है।

2. इस वोल्टेज को सुधारने के बाद Arduino के एनालॉग पिन और सूत्र का उपयोग करके लिया जाता है

y = 0.38015 * x a.c वोल्ट वास्तविक मुख्य a.c मान वोल्टेज में परिवर्तित हो जाता है।

3. इस परिवर्तित मूल्य को तब arduino IDE के सीरियल मॉनिटर पर छापा जाता है।

गणना:

यह देखने के लिए कि वास्तविक a.c मान के लिए स्क्रीन पर मुद्रित मूल्य कितना नज़दीक है, सिमुलेशन a.c वोल्टेज के विभिन्न मूल्यों के लिए चलाया जाता है:

ए) 220 वोल्ट या 311 आयाम

बी) 235 वोल्ट या 332.9 आयाम

C) 300 वोल्ट या 424.2

इसलिए निम्न परिणामों से यह देखा गया है कि 220 a.c आपूर्ति के लिए, arduino 217 वोल्ट दिखाता है। और जैसे ही यह a.c मान बढ़ता है, सिमुलेशन के परिणाम अधिक सटीक हो जाते हैं जो इनपुट a.c मान के अधिक करीब होता है।