Arduino dla moich potrzeb Astro

[rafalt73]

Ostatnio, nawet na naszym forum pojawia się  coraz to więcej różnego rodzaju rozwiązań opartych na platformie Arduino. Zainspirowany postami Jolo (część pomysłów i rozwiązań Jolo chcę wykorzystać tutaj) postanowiłem, choć trochę poznać możliwości tego systemu. Dla moich potrzeb mam w głowie taki projekt (prosty, ale od czegoś trzeba zacząć aby zrozumieć):

Zasilanie mojego setupu terenowego oparte jest o akumulator żelowy, przetwornicę prądu stałego (12VDC - 220VAC). Chcę aby mój projekt obejmował dwa elementy komunikujące się drogą radiową:

1. Pudełko pomiarowe zainstalowane przy akumulatorze do monitoringu stanu akumulatora. Zebrane dane mają być wysyłane radiowo
   • Pomiar napięcia
   • Pomiar natężenia pobieranego prądu
   • Zebrane dane trzeba przesłać drogą radiową do drugiego pudełka zainstalowanego na teleskopie
2. Pudełko sterujące zainstalowane na teleskopie z następującymi funkcjami:
   • Trzy wyjścia 12V w tym jedno PWM do sterowania opaską grzejną
   • Pomiar Temperatury i Wilgotności do sterowania grzałką (oszczędność energii ważne przy zasilaniu z akumulatora)
   • Jeno wyjście 12V z pomiarem prądu dla monitoringu pracy montażu
   • Wyświetlacz LCD z pomiarami (tem., wilgotność, napięcie i natężenie na akumulatorze

Na tym etapie uczę się kodu ale też przygotowałem pierwszy schemat poglądowy dla pudełka nr 1. Mam prośbę o sprawdzenie i sugestie

*Poniższy schemat poprawiony po uwadze DrOD z postu #2. W oryginale było zamiast A0 -> GND

 

 

[MrOD]

Ten dzielnik napięcia coś mi się wydaje że do pinu analogowego chciałbyś podłączyć a nie do gnd?

No i chyba lepiej go wstawić szeregowo za pomiarem natężenia.
Dobrze (głośno) myślę?

[rafalt73]

Oczywiście masz rację - pierwszy błąd w sztuce - dzielnik trzeba podłączyć do PIN'u analogowego. Czy miejsce "próbkowania" napięcia przed czy po pomiarze natężenia ma znaczenie? Wydaje mi się, że napięcie jest wszędzie to samo. Chyba im bliżej akumulatora tym lepiej bo bardziej wiarygodny pomiar?

Dzięki za wykrycie błędu

[jolo]

Czujniki prądu ACS mają znikomą rezystancję (to czujniki Halla, a nie boczniki oporowe), więc faktycznie ma to niewielkie znaczenie. A w tym konkretnym układzie chyba lepiej monitorować właśnie napięcie na akumulatorze, żeby śledzić jego rozładowanie na przykład. 

Co do czujnika prądu - nie myślałeś o zastosowaniu któregoś z ACS712? Są w wersjach 5, 10, 20 i 30A. Zastosowanie takiego na 50A oczywiście też się sprawdzi, ale po pierwsze jest on znacznie droższy od 712tek, a po drugie ucierpi na tym dokładność pomiaru na 10 bitowym przetworniku w Arduino. 

I jeszcze dzielnik napięcia - myślałeś już które napięcie odniesienia wybierzesz? Jeśli domyślne, to będzie to napięcie zasilania, czyli 5V i wtedy dzielnik 100/10 jest trochę za duży (znowu ucierpi dokładność pomiaru). Dla domyślnego napięcia referencyjnego 5V wystarczy np dzielnik 20/10. 

[rafalt73]

Dnia 3.12.2016 at 20:15, jolo napisał:

Co do czujnika prądu - nie myślałeś o zastosowaniu któregoś z ACS712? Są w wersjach 5, 10, 20 i 30A. Zastosowanie takiego na 50A oczywiście też się sprawdzi, ale po pierwsze jest on znacznie droższy od 712tek, a po drugie ucierpi na tym dokładność pomiaru na 10 bitowym przetworniku w Arduino. 

Faktycznie, ten wskazany przez Ciebie ACS712 będzie lepszy bo przede wszystkim bardziej dopasowany do zakresu pomiarowego (nie przekroczę raczej 10A). Przy okazji mam pytanie czy są jakieś uniwersalne płytki z pinami tak, aby można je było wczepić "na barana" w Arduino - zastanawiam się jak zainstalować moduł ACS712 ?

 

Dnia 3.12.2016 at 20:15, jolo napisał:

I jeszcze dzielnik napięcia - myślałeś już które napięcie odniesienia wybierzesz? Jeśli domyślne, to będzie to napięcie zasilania, czyli 5V i wtedy dzielnik 100/10 jest trochę za duży (znowu ucierpi dokładność pomiaru). Dla domyślnego napięcia referencyjnego 5V wystarczy np dzielnik 20/10. 

Dzielnik też zmodyfikuje. Przy zastosowaniu rezystorów 20 kohm i 10 kohm jak proponujesz, rzeczywiście zakres będzie bardziej dokładny i dopasowany do potrzeb. Dla napięcia wejściowego 12V sygnał pomiarowy będzie miał napięcie 4V (więc i tak jest spory zapas bezpieczeństwa do 5V)

Jak przyjdą zamówione rzeczy zacznę testy i pisanie kodu (głównie w oparciu o dostępne zasoby w internecie). Samo kodowanie nie jest takie trudne

Dzięki

 

[jolo]

3 minuty temu, rafalt73 napisał:

Faktycznie, ten wskazany przez Ciebie ACS712 będzie lepszy bo przede wszystkim bardziej dopasowany do zakresu pomiarowego (nie przekroczę raczej 10A). Przy okazji mam pytanie czy są jakieś uniwersalne płytki z pinami tak, aby można je było wczepić "na barana" w Arduino - zastanawiam się jak zainstalować moduł ACS712 ?

Hm, jeśli dobrze rozumiem o co Ci chodzi, to poszukaj pod hasłem "protoshield arduino", np https://botland.com.pl/arduino-shield-ekspandery-wyprowadzen/1768-arduino-protoshield-kit-sparkfun.html?search_query=protoshield&results=7 czy https://botland.com.pl/arduino-shield-ekspandery-wyprowadzen/3031-protoshield-z-plytka-stykowa-dla-arduino.html?search_query=protoshield&results=7

I mój błąd - nie ma ACS712tki na 10A Jest na 5, 20 i 30. 

[rafalt73]

6 minut temu, jolo napisał:

Hm, jeśli dobrze rozumiem o co Ci chodzi, to poszukaj pod hasłem "protoshield arduino", np https://botland.com.pl/arduino-shield-ekspandery-wyprowadzen/1768-arduino-protoshield-kit-sparkfun.html?search_query=protoshield&results=7 czy https://botland.com.pl/arduino-shield-ekspandery-wyprowadzen/3031-protoshield-z-plytka-stykowa-dla-arduino.html?search_query=protoshield&results=7

I mój błąd - nie ma ACS712tki na 10A Jest na 5, 20 i 30. 

Jolo, tak dokładnie o taką płytkę mi chodziło. Co do ASC712 to patrzyłem na tą 20A kosztuje 14,90 na allegro

Dzięki

[rafalt73]

Przygotowałem ostatni schemat pudełka do zamontowania na teleskopie do kontroli grzałek (z wykorzystaniem pomiaru temperatury) i napięć dla różnych potrzeb (13.5V dla ATIK383, 5V dla HUB USB i pozostałe 12V). Gorąca prośba o sprawdzenie. Wydaje mi się OK ale może bardziej zaawansowani koledzy coś znajdą albo zasugerują. Poniższy układ wyposażony jest w odbiornik radiowy, którego zadaniem będzie odbieranie danych (napięcie na zaciskach akumulatora i całkowity pobór prądu) ze skrzynki z komputerem i ruterem zasilanych z akumulatora.

ps. skorzystałem z niektórych rozwiązań i sugestii Jolo.

[jolo]

A tak na poważnie to spoko, powinno ruszyć. Warto sobie prototyp zbudować i przetestować na płytce stykowej z kabelkami. Dwie rzeczy mi wpadły w oko:

• przetwornica na 5V musi być step-down, ale to pewnie literówka
• sprawdź ile prądu będzie pobierał wybrany przez Ciebie LCD (chodzi o podświetlenie). Wbudowany w Arduino regulator 5V nie może być obciążany za dużym prądem. Jeśli zastosujesz jakąś wydajniejszą przetwornicę na 5V, to może warto zasilać Arduino i LCD z tej przetwornicy bezpośrednio napięciem 5V, a nie przez wejście RAW na które podasz 12V. 

[rafalt73]

Rysunek mnie rozbawił, tym bardziej że trochę już dziś siedzę przy kompie

Z przetwornicą nie powinno być problemu (sprawdzę jeszcze na wszelki wypadek), ale spostrzegłem teraz że pomiar natężenia powinien być chyba podłączony do wyjścia analogowego i nie wiem czy DHT22 czasem też nie?

[jolo]

A widzisz, jak najbardziej ACS ma wyjście analogowe i powinno być podłączone do Ax. Natomiast DHT22 ma wyjście cyfrowe - w necie są biblioteki do obsługi tego czujnika. 

[rafalt73]

Wyświetlacz LCD 4x16 pobiera 1.65 mA czyli będzie ok ciągnąc zasilanie z Arduino

[jolo]

Tak, zgadza się, ale to pobór prądu przez elektronikę. Podświetlenie będzie pobierało więcej, ale to będziesz musiał sam zmierzyć chyba jak dostaniesz wyświetlacz. 

[Pawcio]

rafalt73 a weź może "ciągnij" sposób podłączenia lcd z Astrohuba - jolo umieścił wcześniej schemat przy odrobinie negocjacji nie powinien poszczuć psami na zlocie Miałbyś regulację podświetlenia i kontrastu a i taki sposób wyświetlania (bez pośrednika na szynie I2C, który wprowadza opóźnienie, chociaż szybkość odświeżania nie jest tu krytyczna ) będzie chyba prostszy i szybszy...

[keram167]

Rafale, taka mała "kosmetyka obrazkowa" - zmień sobie symbol tranzystora IRLZ44N na:

  jako że jest to MOSFET ( HEXFET ) a nie  BIPOLARNY.

I jeszcze jedno: jaki w sumie planujesz wyświetlacz LCD ? Bo wspominasz o trzech - na schemacie masz: 4 x 20 oraz LCM1620 a w poście ID:12 ( z tabelką ) jest 4 x 16 ...

[rafalt73]

9 godzin temu, Pawcio napisał:

rafalt73 a weź może "ciągnij" sposób podłączenia lcd z Astrohuba - jolo umieścił wcześniej schemat przy odrobinie negocjacji nie powinien poszczuć psami na zlocie Miałbyś regulację podświetlenia i kontrastu a i taki sposób wyświetlania (bez pośrednika na szynie I2C, który wprowadza opóźnienie, chociaż szybkość odświeżania nie jest tu krytyczna ) będzie chyba prostszy i szybszy...

Pawcio, zamówienie już poszło na wyświetlacz LCD na magistrali I2C. Na konwerterze jest zainstalowany potencjometr (na stałe) do regulacji kontrastu więc ustawię go eksperymentalnie na określonej wartości tak, aby w  nocy nie świecił zbyt mocno. Innych rozwiązań na tym etapie trochę się obawiam bo do opanowania programowania jeszcze mi daleko. Mam apetyt na wiele rozwiązań....boje się jednak że jak rozbuduje swój projekt zbyt mocno to polegnę i nigdy go nie skończę (bo utknę gdzieś w liniach kodu)  Póki co moja konstrukcja to proste połączenia elektryczne oparte na gotowych modułach i prostym kodzie, który dziś potrafię przetłumaczyć na nasze 

5 godzin temu, keram167 napisał:

Rafale, taka mała "kosmetyka obrazkowa" - zmień sobie symbol tranzystora IRLZ44N na:

  jako że jest to MOSFET ( HEXFET ) a nie  BIPOLARNY.

I jeszcze jedno: jaki w sumie planujesz wyświetlacz LCD ? Bo wspominasz o trzech - na schemacie masz: 4 x 20 oraz LCM1620 a w poście ID:12 ( z tabelką ) jest 4 x 16 ...

Schemat miał być poglądowy żebym się nie pogubił w czasie montażu. Użyłem oznaczenia tranzystora takie jakie jedyne znam i na nim się nie pogubię przy identyfikacji Bazy, Kolektora i Emitera. Dzięki za wyłapanie tego elementu, ale chyba narażę się fachowcom i zostawię to bez zmian bo chyba nie mam już siły "przemalowywać" tego w PowerPoin .

Co do LCD to faktycznie wkradło się tu trochę bałaganu. Zamówiłem model Wyświetlacz 4x20 z konwerterem I2C LCM1602

[jolo]

1 godzinę temu, rafalt73 napisał:

Schemat miał być poglądowy żebym się nie pogubił w czasie montażu. Użyłem oznaczenia tranzystora takie jakie jedyne znam i na nim się nie pogubię przy identyfikacji Bazy, Kolektora i Emitera. Dzięki za wyłapanie tego elementu, ale chyba narażę się fachowcom i zostawię to bez zmian bo chyba nie mam już siły "przemalowywać" tego w PowerPoin .

Tak na szybko fajnie się buduje schematy w http://fritzing.org/home/ 

[keram167]

Wiem, że rysowanie schematów elektronicznych w programach typu Paint czy Powerpoint to DROGA PRZEZ MĘKĘ ale wierz mi, że później, na etapie montażu prototypu będziesz miał łatwiej ! Jeśli będzie miał prawidłowo rozrysowany schemat, z prawidłowym nazewnictwem nóżek tranzystora to unikniesz niepotrzebnego stresu i nerwów szukając podczas montażu "Bazy, Kolektora i Emitera" w tranzystorze MOSFET, bo ich tam nie znajdziesz ( jest Bramka - G, Dren - D i Źródło - S ) !

Elektronika niestety nie znosi nieporządku. Czasem wystarczy jeden nieprawidłowo podpięty - przysłowiowy - "drut" i z całości układu idzie "siwy dym"... A to powoduje nadwyrężenie stanu portfela - piszę z autopsji  - i zniechęcenie do dalszej pracy.

Dalej będę Cię namawiał na naniesienie poprawek w schemacie ! Może łatwiej Ci będzie rysować w sofcie do którego link zapodał Jolo ?

Trzymam kciuki za Twój projekt !

[rafalt73]

4 godziny temu, keram167 napisał:

Dalej będę Cię namawiał na naniesienie poprawek w schemacie ! Może łatwiej Ci będzie rysować w sofcie do którego link zapodał Jolo ?

Właśnie siedzę i "gryzę" temat. Soft...REWELACJA! W bazie danych jest też podstawowy tranzystor FET P-Channel (cokolwiek znaczy P-channel, ale oznaczenie na schemacie jest podobne do tego który pokazałaś w poście #15). Trochę się tym pobawię i spróbuję coś pokazać jak uda mi się zrobić nowy schemat. Program jest o tyle fajny, że dokonuje sprawdzeń połączeń elektrycznych i można przygotować projekt płytki drukowanej.

[jolo]

Podejrzewam, że jednak MOSFET z kanałem P będzie miał strzałeczkę odwrotnie, niż to co pokazał Marek  IRLZ44N to tranzystor polowy z kanałem N i ma symbol taki jak wkleił Marek. FETy z kanałem P mają strzałeczkę "na zewnątrz"  Takie łamigłówki elektroników 

[rafalt73]

Pierwsze koty za płoty! Dotarła dziś paczka z całą masą części. Finalnie, spośród dostępnych płyt Arduino wybrałem dwie Arduino UNO (pudełko główne na teleskopie - zasilanie / sterowanie) i Arduino Pro Mini 328 - mega maleńka płytka (połowa kciuka) do pomiaru napięcia i natężenia prądu pobieranego z akumulatora i przesyłania drogą radiową danych do pudełka głównego. Arduino Pro Mini 328 jest tak goła, że nie ma nawet pinów dla podłączenia kowertera USB-UART aby wprowadzić oprogramowanie. Tak, więc wykonałem też pierwsze mikro-luty i sprawdziłem czy to w ogóle działa - test blink. Działa !!!

 

[jolo]

Arduino Pro Mini jest ekstra, to mój ulubiony mikrus. A stosunek ceny do rozmiarów i możliwości jest bezkonkurencyjny  

[rafalt73]

Nie chcę nazbyt zaśmiecać tego wątku, ale pierwsze sukcesy muszę odtrąbić. Układ działa z nadajnikiem (odbiornika jeszcze nie zmontowałem ale nie ma błędu) i pomiarem temperatury co widać na monitorze portu szeregowego. Jedno mnie tylko zastanawia czy taki układ nie przeciąża Arduino Pro Mini 328? W dokumentacji jest napisane że nie można przekraczać 150mA a ja nie wiem ile to ciągnie. Czy można to zmierzyć poprzez wyciągnięcie pinów (pod napięciem) i włączenie w obwód multimetru?

[Pawcio]

Spokojnie, czujnik DHT22 w trakcie pomiaru max pobiera 1,5mA zgodnie z:
http://www.jarzebski.pl/arduino/czujniki-i-sensory/czujnik-wilgotnosci-i-temperatury-dht11-dht22.html

Ta Twoja zielona led to potwór w porównaniu z czujnikiem 1wire..

[rafalt73]

Pierwszy kawałek kodu zaimplementowany i działa - dotyczy pomiaru napięcia baterii 9V. Odczyt pokrywa się woltomierzem. Dzielnik napięcia 22k / 10k daje możliwość pomiaru do 16VDC czyli dla układu zasilanego z akumulatora jest ok i ma margines bezpieczeństwa

Wyniki na porcie szeregowym:

 

i kod, który będzie uzupełniany o kolejne elementy (pomiar temperatury, uruchamianie wentylatora w skrzyni żeby się nie przegrzał komputer  i radiowa wysyłka danych)

/*
Battery Box Control - 15.12.2016

- Voltege and current (12VDC) monitoring
- Temperature and Humidity monitoring
- Control of fan for computer overheat prevention
- Collecting parameters and data transmission by radio (433MHz transmitter)
- Data presentation in the monitor of serial port.
*/

//-------------------------------------------------------PIN asignment-------------------------------------------------------
int PIN_Voltage_measurement = 0; //PIN A0 - analog PIN for voltage measurement by means of voltage devider



//--------------------------------------Definition of variables for voltage measurement--------------------------------------
int Analog_V = 0; //Read an analog value
float V_out = 0.0; //Voltage reading on the analog output [V]
float V_in = 0.0; //Measured voltage [V]
float R1 = 22000.0; //The resistance of the resistor R1 [ohm]
float R2 = 10000.0; //The resistance of the resistor R2 [ohm]



void setup() {
	Serial.begin(9600);
	pinMode(PIN_Voltage_measurement, INPUT); // I/O on the PINs deffinition
}

void loop() {
	Analog_V = analogRead(PIN_Voltage_measurement); //Read an analog value from A0 PIN - voltage measurement
	VOLTAGE(Analog_V); //Calling the voltage function
}


void VOLTAGE(int V) { //VOLTAGE MEASUREMENT FUNCTION
V_out = (V * 5.0) / 1024;
V_in = V_out / (R2/(R1+R2));

Serial.println("-------------------");
Serial.print("Odczyt analogowy = ");
Serial.println(V);
Serial.print("V_out = ");
Serial.print(V_out);
Serial.print(" ; V_in = ");
Serial.println(V_in);

//protection against undesired reading
if (V_in<0.09) {
	V_in=0.0;
}
delay(10000);
}

 

[Pawcio]

Brawo! No to teraz się zacznie, zamiast szczuć sąsiadów teleskopem będziesz "rzeźbił" kod arduino Pomyślałeś o zastosowaniu do dzielnika napięcia napięcia rezystorów o mniejszej tolerancji - wzrośnie wtedy dokładność pomiaru napięcia a właściwie napięcie V_in  będzie bliższe  rzeczywistemu?

[rafalt73]

3 minuty temu, Pawcio napisał:

Brawo! No to teraz się zacznie, zamiast szczuć sąsiadów teleskopem będziesz "rzeźbił" kod arduino Pomyślałeś o zastosowaniu do dzielnika napięcia napięcia rezystorów o mniejszej tolerancji - wzrośnie wtedy dokładność pomiaru napięcia a właściwie napięcie V_in  będzie bliższe  rzeczywistemu?

Dzielnik napięcia złożyłem z rezystorów jakie miałem, nie zwracając uwagi na tolerancje....nawet nie wiedziałem że takowa istnieje. Na co powinienem w takim razie zwrócić uwagę? Jak mogę zaleźć (odczytać) tolerancję zastosowanych rezystorów?

[Pawcio]

Tolerancją odczytujesz posługując się kodem paskowym (dla rezystorów, które używasz) mówi o nim czwarty pasek kodu - z tego co widać na zdjęciu Twoje rezystory mają cztery paski więc nie jest tak źle, pytanie na jakiej dokładności pomiaru Ci zależy ..Poczytaj sobie np. http://piotrelekk.blogspot.com/p/blog-page_6055.html

[jolo]

No ekstra, pierwsze koty za płoty  

Rafał, pozwoliłem sobie wyedytować Twój post i dodać znacznik code do kodu. To ten:

Po kliknięciu wklejasz w okienko kod, wybierasz język C i wtedy jest całość trochę bardziej czytelna. 

[MrOD]

Tolerancjami aż tak bym się nie przejmował. Zastosowałem podobny kod jak rafał - uwzględnia dokładną rezystancje każdego z rezystorów. Można zmierzyć indywidualnie i w ten sposób rozwiązany jest problem.