ఆర్డునో ఉపయోగించి ట్రాన్స్ఫార్మర్లెస్ ఎసి వోల్టమీటర్ సర్క్యూట్

ఈ వ్యాసంలో ఆర్డునో ఉపయోగించి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లెస్ ఎసి వోల్టమీటర్‌ను ఎలా తయారు చేయాలో నేర్చుకుంటాము.

మేకింగ్ అనలాగ్ వోల్టమీటర్ టార్క్, స్పీడ్ వంటి భౌతిక పరిమాణాల గురించి మీకు మంచి జ్ఞానం ఉండాలి. వాటి ఆచరణాత్మక అనువర్తనాల విషయానికి వస్తే చాలా కష్టం.

ద్వారాఅంకిత్ నేగి

కానీ ఒక డిజిటల్ వోల్టమీటర్ తో పోలిస్తే అనలాగ్ వోల్టమీటర్ తయారు చేయవచ్చు త్వరగా మరియు అది కూడా చాలా తక్కువ ప్రయత్నంతో. ఇప్పుడు 4-5 లైన్ కోడ్‌ను ఉపయోగించి మైక్రోకంట్రోలర్ లేదా ఆర్డునో వంటి డెవలప్‌మెంట్ బోర్డ్‌ను ఉపయోగించి ఒక రోజు డిజిటల్ వోల్టమీటర్ తయారు చేయవచ్చు.

ఈ ఎసి వోల్టమీటర్ సర్క్యూట్ ఎందుకు భిన్నంగా ఉంటుంది?

మీరు గూగుల్‌కు వెళ్లి “ఎసి వోల్టమీటర్ ఉపయోగించి ఆర్డునో” అని శోధిస్తే మీకు ఇంటర్నెట్‌లో చాలా సర్క్యూట్లు కనిపిస్తాయి. కానీ దాదాపు అన్ని సర్క్యూట్లలో మీరు ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఉపయోగించబడుతోంది.

ఈ ప్రాజెక్ట్‌లోని సర్క్యూట్ అధిక వాట్ వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్ నుండి ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను మార్చడం ద్వారా ఈ సమస్యను పూర్తిగా పరిష్కరిస్తుంది. ఈ సర్క్యూట్‌ను నిమిషాల్లో చిన్న బ్రెడ్‌బోర్డ్‌లో సులభంగా తయారు చేయవచ్చు. అవసరమైన భాగాలు:

ఈ ప్రాజెక్ట్ చేయడానికి మీకు ఈ క్రింది భాగాలు అవసరం:

1. ఆర్డునో

2. 100 కే ఓం రెసిస్టర్ (2 వాట్)

3. 1 కే ఓం రెసిస్టర్ (2 వాట్)

4. 1N4007 డయోడ్

5. ఒక జెనర్ డయోడ్ 5 వోల్ట్లు

6. 1 uf కెపాసిటర్

7. వైర్లను కనెక్ట్ చేస్తోంది

సర్క్యూట్ డైగ్రామ్:

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రంలో చూపిన విధంగా కనెక్షన్‌లను చేయండి.

ఎ) 1 k ఓం రెసిస్టర్‌ను భూమికి అనుసంధానించాలని గుర్తుంచుకొని రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగించి వోల్టేజ్ డివైడర్‌ను తయారు చేయండి.

బి) అత్తి చూపిన విధంగా 1 k ఓం రెసిస్టర్ తర్వాత నేరుగా డయోడ్ యొక్క పి-టెర్మినల్‌ను కనెక్ట్ చేయండి. మరియు దాని n- టెర్మినల్ 1 uf కెపాసిటర్.

సి) కెపాసిటర్‌కు సమాంతరంగా జెనర్ డయోడ్‌ను కనెక్ట్ చేయడం మర్చిపోవద్దు (క్రింద వివరించబడింది)

డి) కెపాసిటర్ యొక్క పాజిటివ్ టెర్మినల్ నుండి ఆర్డునో యొక్క అనలాగ్ పిన్ A0 కి వైర్‌ను కనెక్ట్ చేయండి.

ఇ) ** ఆర్డునో యొక్క గ్రౌండ్ పిన్ను మొత్తం గ్రౌండ్‌కు కనెక్ట్ చేయండి లేకపోతే సర్క్యూట్ పనిచేయదు.

అర్దునో యొక్క లక్ష్యం ::

మీరు ఏదైనా మైక్రోకంట్రోలర్‌ను ఉపయోగించవచ్చు, కాని దాని సులభమైన IDE కారణంగా నేను ఆర్డునోను ఉపయోగించాను. ప్రాథమికంగా ఆర్డునో లేదా ఏదైనా మైక్రోకంట్రోలర్ యొక్క పని ఏమిటంటే 1 k ఓం రెసిస్టర్‌లో వోల్టేజ్‌ను అనలాగ్ ఇన్‌పుట్‌గా తీసుకొని ఆ విలువను మెయిన్‌లుగా మార్చడం a.c. సూత్రాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా వోల్టేజ్ విలువ (పని విభాగంలో వివరించబడింది). ఆర్డునో ఈ మెయిన్స్ విలువను సీరియల్ మానిటర్ లేదా ల్యాప్‌టాప్ స్క్రీన్‌లో ప్రింట్ చేస్తుంది.

వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్:

కాంపోనెంట్ విభాగంలో ఇప్పటికే చెప్పినట్లుగా, రెసిస్టర్లు (ఇది వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్‌ను తయారు చేస్తుంది) అధిక శక్తి రేటింగ్ కలిగి ఉండాలి, ఎందుకంటే మేము వాటిని నేరుగా మెయిన్స్ a.c సరఫరాకు కనెక్ట్ చేయబోతున్నాము.

అందువల్ల ఈ వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్ ట్రాన్స్ఫార్మర్ను భర్తీ చేస్తుంది. ఆర్డ్యునో అనలాగ్ ఇన్‌పుట్‌గా గరిష్టంగా 5v పడుతుంది కాబట్టి, వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్ మెయిన్స్ హై వోల్టేజ్‌ను తక్కువ వోల్టేజ్‌గా (5v కన్నా తక్కువ) విభజించడానికి ఉపయోగిస్తారు .మెయిన్స్ సరఫరా వోల్టేజ్ 350 వోల్ట్‌లు (r.m.s)

ఇది గరిష్ట లేదా గరిష్ట వోల్టేజ్ = 300 * 1.414 = 494.2 వోల్ట్‌లను ఇస్తుంది

కాబట్టి 1 k ఓం రెసిస్టర్ అంతటా పీక్ వోల్టేజ్ = (494.2 వోల్ట్స్ / 101 కె) * 1 కె = 4.9 వోల్ట్స్ (గరిష్టంగా)

గమనిక: * కానీ 350 r.m.s కు కూడా ఈ 4.9 వోల్ట్‌లు r.m.s కాదు అంటే ఆర్డ్యునో యొక్క అనలాగ్ పిన్‌పై రియాలిటీ వోల్టేజ్‌లో 4.9 v కన్నా తక్కువ ఉంటుంది.

అందువల్ల ఈ లెక్కల నుండి ఈ సర్క్యూట్ 385 r.m.s. చుట్టూ a.c వోల్టేజ్‌ను సురక్షితంగా కొలవగలదని గమనించవచ్చు.

ఎందుకు డయోడ్?

ఆర్డునో ప్రతికూల వోల్టేజ్‌ను ఇన్‌పుట్‌గా తీసుకోలేనందున, 1 k ఓం రెసిస్టర్‌లో ఇన్‌పుట్ a.c పాపం తరంగం యొక్క ప్రతికూల భాగాన్ని తొలగించడం చాలా ముఖ్యం. మరియు అలా చేయడానికి ఇది డయోడ్ ఉపయోగించి సరిదిద్దబడుతుంది. మంచి ఫలితాల కోసం మీరు బ్రిడ్జ్ రెక్టిఫైయర్‌ను కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

కెపాసిటర్ ఎందుకు?
సరిదిద్దబడిన తరువాత కూడా తరంగంలో అలలు ఉన్నాయి మరియు అలాంటి అలలను తొలగించడానికి, ఒక కెపాసిటర్ ఉపయోగించబడుతోంది. కెపాసిటర్ వోల్టేజ్‌ను ఆర్డునోకు తినే ముందు సున్నితంగా చేస్తుంది.

ఎందుకు జెనర్ డయోడ్

5 వోల్ట్ల కంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్ ఆర్డునోను దెబ్బతీస్తుంది. అందువల్ల దీనిని రక్షించడానికి, 5 v జెనర్ డయోడ్ ఉపయోగించబడుతుంది. A.c మెయిన్స్ వోల్టేజ్ 380 వోల్ట్‌లకు మించి పెరిగితే, అనలాగ్ పిన్‌పై 5 వోల్ట్ల కంటే ఎక్కువ ఉంటే, జెనర్ డయోడ్ విచ్ఛిన్నం అవుతుంది. ఆ విధంగా కెపాసిటర్‌ను భూమికి తగ్గించడం. ఇది arduino యొక్క భద్రతను నిర్ధారిస్తుంది.

కోడ్:

ఈ కోడ్‌ను మీ ఆర్డునోలో బర్న్ చేయండి:

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()
}

కోడ్ అర్థం చేసుకోవడం:

1. వేరియబుల్ x:

X అనేది కోడ్‌లో పేర్కొన్న విధంగా పిన్ A0 నుండి అందుకున్న ఇన్‌పుట్ అనలాగ్ విలువ (వోల్టేజ్) అనగా,

x = పిన్‌మోడ్ (A0, INPUT) // సెట్ పిన్ a0 ను ఇన్‌పుట్ పిన్‌గా సెట్ చేయండి

2. వేరియబుల్ మరియు:

ఈ ఫార్ములా y = (x * .380156) వద్దకు రావడానికి, మొదట మనం ఒక విధమైన లెక్కలు చేయాలి:

ఇక్కడ ఈ సర్క్యూట్ ఎల్లప్పుడూ కెపాసిటర్ మరియు డయోడ్ కారణంగా ఆర్డునో యొక్క పిన్ A0 పై వాస్తవ విలువ కంటే తక్కువ వోల్టేజ్‌ను అందిస్తుంది. అనగా అనలాగ్ పిన్‌పై వోల్టేజ్ ఎల్లప్పుడూ 1 k ఓం రెసిస్టర్‌లోని వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

అందువల్ల పిన్ A0 పై 5 వోల్ట్లు లేదా 1023 అనలాగ్ విలువను పొందే ఇన్పుట్ ఎసి వోల్టేజ్ యొక్క విలువను మనం కనుగొనాలి. హిట్ మరియు ట్రయల్ పద్ధతి ద్వారా, అనుకరణలో చూపిన విధంగా ఆ విలువ 550 వోల్ట్ల (శిఖరం) ఉంటుంది.

R.m.s లో 550 పీక్ వోల్ట్‌లు = 550 / 1.414 = 388.96 వోల్ట్‌లు r.m.s. అందువల్ల ఈ r.m.s విలువ కోసం మేము పిన్ A0 పై 5 వోల్ట్లను పొందుతాము. కాబట్టి ఈ సర్క్యూట్ గరిష్టంగా 389 వోల్ట్లను కొలవగలదు.

ఇప్పుడు పిన్ A0 --- 389 a.c వోల్ట్‌లు = y పై 1023 అనలాగ్ విలువ కోసం

ఇది ఏదైనా అనలాగ్ విలువ (x) y = (389/1023) * x a.c వోల్ట్‌లకు ఇస్తుంది

లేదా y = .38015 * x a.c వోల్ట్‌లు

సీరియల్ మానిటర్‌లో ముద్రించిన a.c విలువ కూడా 389 వోల్ట్‌లు అని మీరు అత్తి పండ్లలో స్పష్టంగా గమనించవచ్చు

అవసరమైన విలువలను తెరపై ముద్రించడం ::

అనుకరణ చిత్రంలో చూపిన విధంగా సీరియల్ మానిటర్‌లో రెండు విలువలు ముద్రించాల్సిన అవసరం ఉంది:

1. కోడ్‌లో పేర్కొన్న విధంగా అనలాగ్ పిన్ A0 అందుకున్న అనలాగ్ ఇన్‌పుట్ విలువ:

సీరియల్.ప్రింట్ ('అనలాగ్ ఇన్పుట్') // ముద్రించవలసిన సంబంధిత విలువకు పేరును పేర్కొనండి

సీరియల్.ప్రింట్ (x) // సీరియల్ మానిటర్‌లో ప్రింట్ ఇన్‌పుట్ అనలాగ్ విలువ

2. కోడ్‌లో పేర్కొన్న విధంగా మెయిన్స్ నుండి ఎసి వోల్టేజ్ యొక్క వాస్తవ విలువ:

సీరియల్.ప్రింట్ ('ఎసి వోల్టేజ్') // ముద్రించాల్సిన సంబంధిత విలువకు పేరును పేర్కొనండి

సీరియల్.ప్రింట్ (వై) // సీరియల్ మానిటర్‌లో ఎసి విలువను ప్రింట్ చేస్తుంది

అర్డునోను ఉపయోగిస్తున్న ఈ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌లెస్ ఎసి వోల్టమీటర్ యొక్క పని

1. వోల్టేజ్ డివైడర్ సర్క్యూట్ మెయిన్స్ ఎసి వోల్టేజ్‌ను తక్కువ వోల్టేజ్ విలువగా మారుస్తుంది.

2. సరిదిద్దబడిన తరువాత ఈ వోల్టేజ్ ఆర్డునో యొక్క అనలాగ్ పిన్ మరియు ఫార్ములా ఉపయోగించి తీసుకోబడుతుంది

y = 0.38015 * x a.c వోల్ట్‌లు వాస్తవ మెయిన్‌లుగా మార్చబడతాయి a.c విలువ వోల్టేజ్.

3. ఈ మార్చబడిన విలువ arduino IDE యొక్క సీరియల్ మానిటర్‌లో ముద్రించబడుతుంది.

అనుకరణ:

స్క్రీన్‌పై ముద్రించిన విలువ వాస్తవ a.c విలువకు ఎంత దగ్గరగా ఉందో చూడటానికి, a.c వోల్టేజ్‌ల యొక్క విభిన్న విలువల కోసం అనుకరణ నడుస్తుంది:

ఎ) 220 వోల్ట్లు లేదా 311 వ్యాప్తి

బి) 235 వోల్ట్లు లేదా 332.9 వ్యాప్తి

సి) 300 వోల్ట్లు లేదా 424.2

అందువల్ల కింది ఫలితాల నుండి 220 a.c సరఫరా కొరకు, arduino 217 వోల్ట్లను చూపిస్తుంది. మరియు ఈ a.c విలువ పెరిగేకొద్దీ, అనుకరణ ఫలితాలు మరింత ఖచ్చితమైనవి అవుతాయి, అది ఇన్పుట్ a.c విలువకు దగ్గరగా ఉంటుంది.