Muuttuva virtalähde (Buck -muunnin): 4 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Virtalähde on välttämätön laite, kun työskentelet elektroniikan kanssa. Jos haluat tietää, kuinka paljon virtaa piirisi kuluttaa, sinun on otettava jännite- ja virtamittaukset ja kerrottava ne sitten saadaksesi virtaa. Tällainen aikaa vievä työ. Tästä tulee vielä vaikeampaa, jos haluat valvoa virtaa jatkuvasti tietyn ajan. Anna mikrokontrollerisi tehdä kaikki kova työ. Tässä videossa näemme kuinka tehdä halpa muuttuva virtalähde ja opimme sen toimimaan.

Aloitetaan

Vaihe 1: Buck -muunnin ja sen toiminta

Katsotaanpa tätä moduulia, joka perustuu LM2596 IC: hen, joka antaa vaihtelevan DC -jännitteen sen lähtöliittimissä. Jotta voisin tutkia piiriä syvästi, otin esiin yleismittarini, laitoin sen jatkuvuustilaan ja aloin tutkia etsimään, mikä liittyy mihinkään. Jonkin koetuksen jälkeen keksin piirin kuvan mukaisesti. Tämä on Buck-muunnin, joka tunnetaan myös nimellä alennusmuunnin. Potentiometrin vaihtaminen antaa jännitteen 1,25 V ja tulojännitteen välillä. Katsomalla LM2596: n tietolomaketta voimme nähdä, että se on yksinkertainen kytkentälaite, jolla on joitain ominaisuuksia, jotka voimme jättää huomiotta.

Joten selkeän ymmärryksen vuoksi voimme korvata jonkin piirin osan yksinkertaisella kytkimellä, kuten kuvassa.

Tapaus 1: Kytkin on kiinni (tonni)

Kun kytkin on kiinni, virta kulkee kuorman läpi. Tämä aktivoi induktorin, joka varastoi energiaa magneettikenttään. Diodi on käänteisesti esijännitetty ja toimii avoimena piirinä.

Tapaus 2: Kytkin on auki (Toff)

Kun kytkin on auki, induktorin magneettikenttä romahtaa, mikä indusoi emf: n ja siten virta kulkee kuorman ja diodin läpi, joka on nyt esijännitetty.

Kondensaattorin tehtävänä on vähentää aallonmuotoisen aaltoilun sisältöä. Tämä tehdään uudestaan ja uudestaan.

Kuorman läpi virtaava virta näyttää kuvan mukaiselta. Virta nousee Tonin aikana ja laskee Toffin aikana. Kun teemme matematiikkaa, voimme keksiä kaavan

Vout = α x Vin

jossa "α" tunnetaan käyttöjaksona, joka on yhtä suuri kuin Ton/T. Koska α vaihtelee välillä 0 - 1, voimme nähdä, että lähtöjännite on murto -osa syöttöjännitteestä.

Vaihe 2: Tarvitsemasi asiat

1x valitsemasi Arduino (pienempi sen parempi)

1x INA219 -tehomonitori

1x LM2596 -moduuli

1x LM7805 jännitesäädin

1x OLED -näyttö (128 x 64)

1x DC -pistorasia

2x riviliittimet

1x SPDT -kytkin

1x 10k potentiometri (käytä tarkkaa 10 -kierrosta, jos mahdollista)

1x kotelorasia

Vaihe 3: Mennään rakentamiseen

Teoria riittää. Keräämme kaikki tarvittavat komponentit ja rakennamme halvan pienen virtalähteen tämän muuntimen avulla. Kytkentäkaavio ja koodi on liitetty tähän. Varmista, että asennat Adafruitin SSD1306- ja INA219 -kirjastot.

Saadaksesi kaikki tarvittavat mittaukset, menin INA219: n kanssa. Se on kaksisuuntainen tehomonitori, jossa on I2C. Tämä pieni laite tekee virran mittaamisesta helppoa.

Käytämme vain kahta Arduinon nastaa I2C: lle. Minulla oli vain Arduino Nano projektin tekohetkellä. Pienempää vaihtoehtoa voidaan käyttää.

Irrotin pienen PCI: n potentiometrin ja korvasin sen 10k potentiometrillä, joka kiinnitettiin laatikon etuosaan. Jos mahdollista, käytä kymmenen kierroksen tarkkaa potentiometriä. Tämä auttaa hienosäätöjen tekemisessä.

Pientä 0,96 tuuman 128 x 64 OLED -näyttöä käytetään kaikkien INA219: n mittausten näyttämiseen.

Lopuksi pieni kotelo, johon kaikki mahtuu. Ole luova valitsemalla komponenttien asettelu niin kauan kuin se on järkevää.

Vaihe 4: Nauti

Se siitä! Lataa koodi ja aloita pelaaminen pienellä laitteellasi. Muista vain, että enimmäisvirta, joka voidaan vetää muuntimesta, on 3A. Tämän tyyppisellä moduulilla ei ole suojaa oikosulkua vastaan.

Kiitos jaksamisesta loppuun asti. Toivottavasti te kaikki rakastatte tätä projektia ja opitte jotain uutta tänään. Kerro minulle, jos teet sellaisen itsellesi. Tilaa YouTube -kanavani, niin saat lisää tulevia projekteja. Kiitos vielä kerran!