Elektor Lab Notes 13: Energiemeter, acculaders, temperatuurmeting en meer
Bekijk de nieuwste aflevering van Elektor Lab Notes. We behandelen enkele van de nieuwste projecten waar we aan werken, waaronder de ESP32 Energy Meter, het AmpVolt DC-meetproject, acculaders, temperatuurmeting en meer.
Welkom terug bij Elektor Lab Notes! Elke paar weken plaatsen onze ingenieurs en drukbezette redacteuren een paar lab notities en updates over nieuwe doe-het-zelfelektronicaprojecten, nieuws uit de industrie en handige tips voor ingenieurs. Deze keer presenteren we updates over het ESP32 Energy Meter Project, het AmpVolt Project, een paar opmerkingen over temperatuurmeting en meer. Deel uw mening in het discussiegedeelte onderaan deze pagina. U kunt uw eigen lab notities posten en ons laten weten waar u aan werkt op uw elektronicawerkplek!
Saad Imtiaz (Senior ingenieur, Elektor)
ESP32 Energy Meter Update: De nieuwste versie van de ESP32 Energy Meter PCB is nu onderweg naar productie. Deze versie heeft aanzienlijke verbeteringen, met meer mogelijkheden en een verfijnder ontwerp dan dat van het prototype. Ik schrijf een artikel over dit project om nieuwe informatie en ideeën te delen. Voor degenen die reikhalzend uitkijken naar het volledige verhaal, houd Elektor Magazine in de gaten voor de gedetailleerde onthulling.
AmpVolt Project nadert voltooiing: Nu het AmpVolt project dichter bij voltooiing komt, klinkt vooral het bekende gezegde dat het werk van een ingenieur nooit echt klaar is. De komst en het succesvol testen van de PCB zijn belangrijke prestaties. De initiële testcode is geïmplementeerd en vormt een solide basis voor verdere ontwikkeling. Maar onze zoektocht naar nauwkeurigheid gaat verder nu we in kalibratiemodus gaan. Het doel is om de nauwkeurigheid van de module te verbeteren en ervoor te zorgen dat hij aan onze hoge normen en verwachtingen voldoet.
Jean-François Simon (Ingenieur, Elektor)
Thermokoppel temperatuurregistratie
Als onderdeel van een review van soldeerapparatuur moest ik een temperatuurstijging registreren tussen 20 °C en 350 °C ongeveer. Om zo'n temperatuurbereik te bestrijken bestaan er verschillende mogelijkheden, waarvan de gebruikelijkste het gebruik van een thermokoppel van het type K is. Om het thermokoppel met een PC te verbinden, kan men een multimeter gebruiken die zulke thermokoppels accepteert, mits deze een PC-aansluiting heeft; je kunt dan de metingen vastleggen met de software die door de fabrikant van de multimeter wordt meegeleverd, of met Sigrok, of zelfs met Python.
Helaas heeft de multimeter die ik heb (Uni-T UT61D) wel een PC-aansluiting, maar geen thermokoppelingang; en de andere thermokoppel-compatibele instrumenten die ik heb (Voltcraft K101, Aneng AN8009) hebben geen PC-aansluiting. Ik moest dus een andere oplossing vinden. Ik koos voor een Arduino Pro Mini, een FTDI-module en een MAX6675 module.
Verrassend genoeg zijn deze modules algemeen verkrijgbaar op Chinese websites voor ongeveer 2 euro, en voor die prijs krijgt men ook een thermokoppel en soms wat jumper draden. Echter, ongeacht de distributeur, de prijs van de MAX6675 ligt rond de 10 euro, zelfs in relatief grote hoeveelheden. Ik denk dat het veilig is om te zeggen dat deze modules zijn uitgerust met klonen. Maar wel functionele klonen, althans meestal. Ik heb mensen horen klagen over het ontvangen van dergelijke modules die defect waren. Men krijgt waarvoor men betaalt, dus als u een print ontwerpt die temperatuur moet meten met een thermokoppel, voor professioneel gebruik, dan kan ik niet aanbevelen om daarvoor op AliExpress te vertrouwen, en in plaats daarvan verwijzen naar een leverancier die in de bovenstaande link wordt genoemd.
De MAX6675 heeft een conversietijd van 0,17 s (typisch) tot 0,22 s (max.). Laten we aannemen dat de kloon vergelijkbare specificaties heeft. Loggen kan dus met een frequentie van maximaal ongeveer 5 Hz. Merk op dat het thermokoppel zelf een reactietijd heeft. In dit geval heb ik te maken met een "geparelde" thermokoppel met een diameter van 0,35 mm, dat dus een reactietijd zal hebben van ongeveer 0,75 s. De opgenomen curve zal 0,75 s achterlopen op de "echte" waarde, maar ik ben alleen geïnteresseerd in vergelijkende metingen, dus dit hoeft geen probleem te zijn.
Als we het signaal willen opnemen bij een frequentie hoger dan ongeveer 5 Hz, moeten we een andere strategie toepassen. Omdat het ontwerp van een analoog frontend complex is, is het het beste om een direct beschikbaar IC te kiezen. In de MAX-serie heeft de MAX31855 een conversietijd van maximaal 0,1 s en zijn broer, de MAX31856, biedt superieure prestaties op het gebied van precisie en filtering. Niet te verwarren met de MAX31865, die is ontworpen voor RTD-sensoren. Aan de kant van Microchip biedt de MCP9600 ook goede prestaties, maar in een QFN-behuizing die niet erg eenvoudig met de hand te solderen is.
Hier is een voorbeeld van een curve die is verkregen met de MAX6675 + FTDI + RealTerm in Capture-modus en vervolgens is weergegeven in Excel:
Chip van de maand
Bij het zoeken naar oplossingen voor het opladen van lithium-accu's waren de zoekresultaten verzadigd met inhoud waarin de TP4056 werd genoemd. Na wat verder zoeken vond ik de LTC4056 van Linear Technology (nu Analog Devices). Verrassend genoeg, gezien hun respectievelijke namen, zijn dit geen directe equivalenten!
De pinouts zijn ook volledig anders. Als men de LTC4056 datasheet vergelijkt met die van de TP4056, zal men de uitstekende kwaliteit van de eerste waarderen. Het bestaat uit zestien zeer gedetailleerde pagina's, waarin elk onderdeel van de component duidelijk wordt uitgelegd. Er wordt advies gegeven over hoe men de component het beste kan gebruiken en er worden verschillende toepassingsdiagrammen gegeven. Het is een waar kunstwerk! Tot slot is het gedeelte “Related Parts” aan het einde ook erg interessant.
Ik was op zoek naar een manier om een accu op te laden met 4 V of 4,1 V in plaats van de gebruikelijke 4,2 V, om de levensduur te verlengen. De meeste speciale laad-IC's gebruiken 4,2 V zonder de mogelijkheid om deze instelling te veranderen. Ik was het wiel opnieuw aan het uitvinden door te proberen een stroomlimiet te implementeren op een lineaire regelaar, op zoek naar de beste manier om een nauwkeurige 4 V spanning te verkrijgen. Toen ontdekte ik de LTC4064 in de sectie "Related Parts ". Probleem opgelost, bedankt Linear/Analog Devices! En voor u, welke "Chip van de Maand" heeft de dag gered? Vertel het ons in de commentaren.
5G in Europa en wereldwijd: Wat ligt er om de hoek?
Er komen kleine schakelingen aan voor de augustus zomerspecial: Blijf op de hoogte!
Italiaanse nieuwsbrief voor eind maart.
…en, waarom niet, wat laboratoriumtests voor het artikel "Pimp My Car Battery Charger" op EK Zomerspecial!
Jens Nickel (hoofdredacteur, Elektor Magazine)
Wi-Fi-afstandsbediening voor audioversterkers: Ik heb al heel wat verteld over mijn nieuwste hobbyproject, waar ik samen met een vriend aan heb gewerkt. Ik heb nu ook een projectpagina aangemaakt op het Elektor Labs platform. Daar kunt u meer te weten komen over de geschiedenis en achtergrond van het project, inclusief de eerste inzichten in de modules die we hebben gebruikt en hun bedrading. Omdat we geen betaalbare modules konden vinden voor de externe ADC, die we gebruiken om de actuele positie van de gemotoriseerde potentiometer te controleren, besloten we onze eigen print te ontwerpen. Het is een eenvoudige print met slechts een paar connectoren, maar het bood mij (een beginner op dit gebied) waardevolle praktijkervaring met KiCad, evenals een algemene introductie in PCB-ontwerp en productie. Ik heb drie prints besteld bij Aisler en wacht met spanning op hun komst.
KiCad voor bedradingsschema's: Ik heb een bedradingsschema gemaakt voor onze modules. Interessant genoeg ontdekte ik dat KiCad ook geschikt is voor deze taak. Ik heb circuitsymbolen ontworpen voor de modules, rechthoeken toegevoegd om de connectoren voor te stellen en de breedte en kleur van de draden aangepast. Hoewel het visueel misschien niet zo aantrekkelijk is als Fritzing, voldoet het naar mijn mening goed aan zijn doel.
Chip voor audioversterker: Daarnaast heb ik in verband met dit project, onderzoek gedaan naar de Mini klasse D Monoversterker die we momenteel gebruiken. Na het evalueren van verschillende opties hebben we dit model gekozen omdat het voldoende vermogen levert wanneer het gevoed wordt door 36 V van een 10S3P fietsaccu. Hoewel specificaties als "300 W" met de nodige voorzichtigheid moeten worden benaderd, hebben mijn tests aangetoond dat het werkelijke verbruik ongeveer 40 W is bij luidsprekers van 4 ohm wanneer het hoorbare clippen begint. Geloof me, dit betekent "extreem luid"! In gesloten ruimtes bestaat er een reëel risico op het veroorzaken van tinnitus en buiten kan het de aandacht trekken over een weide van 500 meter en verder. Mijn nieuwsgierigheid leidde me vandaag naar de chips die in onze versterker worden gebruikt. Ik ontdekte dat onze versterker in wezen een TPA3255 chip van Texas Instruments bevat, naast een paar condensatoren en spoelen en vele SMD passieve componenten, die ik gekscherend "vogelvoer" noem. Ik was onder de indruk van de integratie en flexibiliteit van deze TI chip, en hoe gedetailleerd de ondersteuning is voor het maken van je eigen versterker. Het is de moeite waard om op te merken dat er genoeg betaalbare prints met deze chip beschikbaar zijn op Alibaba. Misschien bestellen we er binnenkort eentje voor rond de 20 dollar om te zien hoe deze zich gedraagt.
Inschrijven
Schrijf u in voor tag alert e-mails over Power & Energy!
C. J. Abate (directeur inhoud en techniek)
Het jaar 2024 gaat snel. Hier zijn een paar notities vanuit mijn bureau:
Embedded & AI: Bekijk onze nieuwe webpagina gewijd aan alles wat met embedded en AI heeft te maken. Ons uitgebreide archief biedt een schat aan doe-het-zelfprojecten, diepgaande technische tutorials, boeiende interviews en instructievideo's. Alle inhoud wordt zorgvuldig geselecteerd en regelmatig bijgewerkt om ervoor te zorgen dat u voorop blijft lopen op het gebied van snel evoluerende embedded en AI-technologieën. Ontdek de intrigerende wereld van embedded ontwikkeling, met projecten die worden aangedreven door microcontrollers en MCU's. Ontrafel de mysteries van embedded programmeren en machine-learning in het dagelijks leven. We duiken in gespecialiseerde gebieden zoals embedded vision en beveiliging, waar innovatie en praktisch nut elkaar ontmoeten. De nieuwe pagina is meer dan een bron: het is uw toegangspoort tot het dynamische universum van embedded systemen en AI.
De Embdded & AI pagina
Elektor Mag: De Maart/April editie van Elektor Mag is uit. Het nummer richt zich op een reeks belangrijke onderwerpen: machine-learning met de Jetson Nano; objectdetectie en machine vision; een inleiding tot FPGA's; BLE met MAUI; objecten tellen met Edge Impulse; en nog veel meer.
maart/april 2024 inhoudsopgave
STM32 draadloze innovatie ontwerpwedstrijd genomineerden: Op 8 maart hebben Elektor en ST de genomineerden voor de ontwerpwedstrijd bekendgemaakt. De projecten zijn: Zigbee Environmental Measurement Center for Indoor Plants or Greenhouse; The Electric Meter that Matters; BLE Ski & Snowboard Performance Evaluation Platform; Connected and Democratic Air Conditioning IR Remote; en The Open-Source Multifunctionele Variometer voor Paragliding. De top drie winnaars werden bekend gemaakt op 10 april, tijdens Embedded World 2024.
Elektor @ EW: Bent u van plan om embedded world 2024 bij te wonen van 9 tot 11 april in Neurenberg, Duitsland? Bezoek dan de ingenieurs en redacteuren van Elektor op stand 5-181. Als u er niet persoonlijk bij kunt zijn, zullen we Elektor Lab Talk livestreamen op woensdag 10 april. Doe mee!
Project Uitdaging: Op zoek naar een nieuwe uitdaging? Deze maand lanceerde Elektor de Elektor Labs 2024 Project Contest. Bekijk de regels en doe mee!
Discussie (0 opmerking(en))