Arduino yordamida tarmoq chastotasini o'lchash: 7 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

3 aprel kuni Hindiston Bosh vaziri Shri. Narendra Modi hindularni 5 aprel kuni kechki soat 9:00 da Hindistonning koronavirusga qarshi kurashini nishonlash uchun chiroqlarini o'chirishni va chiroqni (Diya) yoqishni so'radi. E'lon qilinganidan so'ng, ijtimoiy tarmoqlarda katta tartibsizlik paydo bo'ldi, buning natijasida elektr tarmog'ining ishlamay qolishi tufayli to'liq o'chiriladi.

Men, elektrotexnika talabasi bo'lganimdan, elektr tarmog'iga yukning keskin kamayishi ta'sirini ko'rishni xohlardim. Ta'sir qiladigan parametrlardan biri bu chastota. Shunday qilib, men uyimdagi elektr manbaidan kuchlanish chastotasini o'lchaydigan qurilma yasashga qaror qildim. E'tibor bering, bu kichik tajriba uchun o'lchangan qiymatning aniqligi muhim emas, chunki men faqat chastotadagi o'zgarishlarni kuzatmoqchi edim.

Ushbu yo'riqnomada men tezda qanday qilib tarmoq ishlamay qolishi mumkinligini tushuntiraman va keyin sizga chastotani qanday o'lchaganimni ko'rsataman.

1 -qadam: Nega xavotirlanish kerak?

Elektr tarmog'i ko'plab sabablarga ko'ra ishlamay qolishi mumkin, ulardan biri yukning keskin kamayishi. Men buni oddiy tushuntirishga harakat qilaman, shunda elektr ma'lumoti bo'lmagan odam buni tushunadi.

Chastotani nima? Bu AC to'lqinining bir soniyada necha marta takrorlanishidir. Hindistonda chastota 50 Gts ni tashkil etadi, ya'ni AC to'lqini bir soniyada 50 marta takrorlanadi.

Har qanday elektr stantsiyasida turbina mavjud bo'lib, u aylanadigan mexanik qurilma bo'lib, u suyuqlik oqimidan (bug ', suv, gaz va boshqalar) energiyani oladi va uni foydali ishga (mexanik energiyaga) aylantiradi. Bu turbina generatorga ulanadi (ulanadi). Keyin generator bu mexanik energiyani bizning uyimizda oladigan elektr energiyasiga aylantiradi.

Keling, bu tushuntirish uchun bug 'elektr stantsiyasini ko'rib chiqaylik. Bu erda turbinani aylantirish uchun yuqori bosimli bug 'ishlatiladi, u o'z navbatida generatorni aylantiradi va elektr energiyasi ishlab chiqariladi. Men generator qanday ishlashini muhokama qilmayman, lekin shuni esda tutingki, ishlab chiqarilgan kuchlanish chastotasi to'g'ridan -to'g'ri generatorning aylanish tezligiga bog'liq. Agar tezlik oshsa, chastota oshadi va aksincha. Aytaylik, generator hech qanday yukga ulanmagan. Jeneratör chastotasi 50 Gts bo'lgunga qadar turbinaga bug 'kirishini ko'paytirish orqali tezlashtiriladi. Jeneratör endi elektr energiyasini etkazib berishga tayyor. Jenerator yukga (yoki tarmoqqa) ulanishi bilan uning oqimi orqali oqim oqadi va uning tezligi pasayadi, shuning uchun chastota. Ammo tartibga solish standartlariga muvofiq, chastota ma'lum bir diapazonda bo'lishi kerak. Hindistonda bu +/- 3%, ya'ni 48,5 Gts dan 51,5 Gts gacha. Endi, tezlikni pasayishi tufayli kamaytirilgan chastotani qoplash uchun, bug 'kiritish chastotasi yana 50 Gts bo'lgunga qadar oshiriladi. Bu jarayon davom etmoqda. Yuk ko'tariladi, tezlik pasayadi, chastota kamayadi, bug 'kirishi oshadi va generator tezlikka keltiriladi. Bularning barchasi avtomatik ravishda hokim deb nomlangan qurilma yordamida amalga oshiriladi. U generatorning tezligini (yoki chastotasini) kuzatadi va shunga mos ravishda bug 'kirishini moslashtiradi. Qismning ko'p qismi mexanik bo'lgani uchun o'zgarishlarning kuchga kirishi uchun bir necha soniya (ya'ni yuqori vaqt doimiyligi) kerak bo'ladi.

Keling, generatorning barcha yuki to'satdan olib tashlanganini ko'rib chiqaylik. Jenerator odatdagi tezlikdan yuqori tezlikni oshiradi, chunki biz yukning o'rnini bosish uchun bug 'kiritishni ko'paytirgan edik. Gubernator bug 'kirishini sezishi va o'zgartirishidan oldin, generator shu qadar tez tezlashadiki, chastota uning yuqori chegarasini kesib o'tadi. Normativ standartlarga muvofiq bunga ruxsat berilmaganligi sababli, generator haddan tashqari chastota tufayli tarmoqdan chiqib ketadi (yoki uziladi).

Hindistonda bizda bitta millat - bitta tarmoq bor, demak, Hindistondagi barcha generatorlar bitta tarmoqqa ulangan. Bu mamlakatning istalgan burchagiga kuch yuborishga yordam beradi. Ammo bitta kamchilik bor. Mamlakatning biron bir burchagidagi katta xato boshqa qismlarga tez tarqalishi mumkin, natijada butun tarmoq uzilib qoladi. Shunday qilib, butun mamlakat kuchsiz qoladi!

2 -qadam: Reja

Reja - belgilangan chastotalarda kuchlanish chastotasini o'lchash.

230V AC-ni 15V AC-ga tushirish uchun markaziy transformator ishlatiladi.

RTC moduli haqiqiy vaqtni ko'rsatadi.

Ikkala ma'lumot ham (Vaqt va Chastotani) keyin Micro SD kartada ikkita alohida faylda saqlanadi. Sinov tugagandan so'ng, grafikni yaratish uchun ma'lumotlarni Excel varagiga import qilish mumkin.

Chastotani ko'rsatish uchun LCD displey ishlatiladi.

Ehtiyot bo'ling! Siz halokatli AC tarmoq voltaji bilan shug'ullanasiz. Agar nima qilayotganingizni bilsangizgina davom eting. Elektr ikkinchi imkoniyatni bermaydi

3 -qadam: Sizga kerak bo'lgan narsalar

1 marta Arduino Nano

1x 16x2 LCD displey

1x DS3231 real vaqtda soat moduli

1x Micro SD karta moduli

1x markaziy transformator (15V-0-15V)

2x 10k rezistor

1x 1k rezistor

1x 39k rezistor

1x 2N2222A NPN tranzistorli

1x 1N4007 diodi

4 -qadam: narsalarni birlashtirish

Qurilish sxemasi bu erda biriktirilgan. Men uni non taxtasida quraman, lekin siz uni perforator taxtasi yordamida doimiyroq qilishingiz yoki maxsus PCB yasashingiz mumkin.

Transformatoringiz uchun to'g'ri "R3" qiymatini tanlash:

R3 va R4 kuchlanish taqsimlagichini hosil qiladi va qiymatlar o'zgaruvchan tok kuchlanishining tepasi 5V dan oshmasligi uchun tanlanadi. Shunday qilib, agar siz boshqa reytingli boshqa transformatordan foydalanishni rejalashtirmoqchi bo'lsangiz, R3 ni ham o'zgartirishingiz kerak. Transformatorda berilgan kuchlanish ko'rsatkichlari RMSda ekanligini unutmang. Mening holatimda bu 15-0-15.

Buni tekshirish uchun multimetrdan foydalaning. O'lchangan kuchlanish asosan 15 V dan katta bo'ladi. Mening holatimda u 17,5 V atrofida edi. Maksimal qiymat 17,5 x sqrt (2) = 24,74 V bo'ladi. Bu kuchlanish 2N2222A tranzistorli eshik-emitentning maksimal kuchlanishidan (6V) ancha yuqori. R3 qiymatini yuqoridagi rasmda ko'rsatilgan kuchlanish bo'luvchi formulasidan foydalanib hisoblashimiz mumkin.

SD -karta moduli uchun ulanishlar:

Modul aloqa uchun SPIdan foydalanadi.

• MISO - D12
• MOSI dan D11gacha
• SC13 dan D13gacha
• CS/SS dan D10gacha (Chip tanlash uchun har qanday pinni ishlatishingiz mumkin)

SD -karta birinchi navbatda FAT sifatida formatlanganligiga ishonch hosil qiling.

RTC moduli uchun ulanishlar

Ushbu modul aloqa uchun I2C dan foydalanadi.

• SDA dan A4 gacha
• SCL - A5

LCD displey uchun ulanishlar

• RST - D9
• EN dan D8 gacha
• D4 dan D7 gacha
• D5 dan D6 gacha
• D6 dan D5 gacha
• D7 dan D4 gacha
• RG/GND

5 -qadam: Kodlash vaqti

Kod shu yerga biriktirilgan. Arduino IDE yordamida yuklab oling va oching. Yuklashdan oldin DS3231 kutubxonasini o'rnatganingizga ishonch hosil qiling. Men bu saytda foydali ma'lumotlarni topdim.

RTCni sozlash:

1. 2032 tipli tanga batareyasini joylashtiring.
2. Ko'rsatilgan misollardan DS3231_Serial_Easy -ni oching.
3. 3 qatorni o'chiring va rasmda ko'rsatilgandek vaqt va sanani kiriting.
4. Eskizni Arduino -ga yuklang va ketma -ket monitorni oching. Baud tezligini 115200 ga o'rnating. Siz har 1 soniyada yangilanadigan vaqtni ko'rishingiz kerak.
5. Endi Arduino -ni ajratib oling va bir necha soniyadan so'ng uni qayta ulang. Seriya monitoriga qarang. Bu real vaqtda ko'rsatilishi kerak.

Bajarildi! RTC tashkil etildi. Bu qadam sana va vaqtni belgilash uchun faqat bir marta bajarilishi kerak.

6 -qadam: ma'lumotlarni qayta ishlash

Sinov tugagandan so'ng, micro SD kartani moduldan chiqarib oling va kartani o'quvchi yordamida kompyuteringizga ulang. FREQ.txt va TIME.txt nomli ikkita matnli fayl bo'ladi.

Ushbu fayllardan tarkibni nusxalash va uni Excel varag'iga ikkita alohida ustunga joylashtirish (Vaqt va chastota).

Qo'shish> Chizma -ni bosing. Excel avtomatik ravishda varaqdagi ma'lumotlarni tekshirishi va grafikni tuzishi kerak.

Dalgalanmalar aniq ko'rinadigan bo'lishi uchun vertikal o'qning o'lchamini oshiring. Google jadvallarida sozlash> vertikal o'q> min. = 49.5 va Maks. = 50.5

7 -qadam: Natijalar

Kechqurun soat 21:00 (21:00) atrofida yuklar uzilib qolsa va 21:10 atrofida (21:10) yuklar qayta yoqilganda chastotaning engil o'sishini aniq ko'rishimiz mumkin. Tarmoqqa hech qanday zarar etkazilmaydi, chunki chastota bardoshlik diapazonida (+/- 3%), ya'ni 48,5 Gts dan 51,5 Gts gacha.

Hindiston hukumati davlat vaziri janob R K Singxning tvitlari men olgan natijalar juda aniq ekanligini tasdiqlaydi.

Oxirigacha yopishganingiz uchun tashakkur. Umid qilamanki, barchangiz ushbu loyihani yaxshi ko'rasiz va bugun yangi narsalarni bilib oldingiz. Agar siz o'zingiz uchun biror narsa qilsangiz, menga xabar bering. Yana shunday loyihalar uchun YouTube kanalimga obuna bo'ling.