Muutuv toiteallikas (Buck Converter): 4 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Elektroonikaga töötamisel on toiteallikas hädavajalik seade. Kui soovite teada, kui palju voolu teie vooluahel tarbib, peate mõõtma pinget ja voolu ning seejärel korrutama need, et saada energiat. Selline aeganõudev töö. See muutub veelgi keerulisemaks, kui soovite pidevalt teatud aja jooksul toiteallikat jälgida. Noh, las teie mikrokontroller teeb kogu raske töö. Selles videos näeme, kuidas teha odavat muutuvat toiteallikat ja õppida selle toimimist.

Alustame

Samm: Buck Converter ja selle töö

Vaatame seda moodulit, mis põhineb LM2596 IC -l, mis annab väljundklemmides muutuva alalispinge. Vooluringi põhjalikuks uurimiseks võtsin multimeetri välja, panin selle järjepidevusrežiimi ja hakkasin uurima, et leida, mis on millega ühendatud. Pärast mõningast sondeerimist mõtlesin skeemi välja nagu näidatud. See on Bucki muundur, mida tuntakse ka astmelt muundajana. Potentsiomeetri muutmine annab pinge vahemikus 1,25 V ja sisendpinge. Vaadates LM2596 andmelehte, näeme, et see on lihtne lülitusseade, millel on mõned funktsioonid, mida me praegu eirata saame.

Nii et selge arusaamise huvides võime mõne ahela osa asendada lihtsa lülitiga, nagu pildil näidatud.

Juhtum 1: lüliti on suletud (tonn)

Kui lüliti on suletud, voolab koormus läbi voolu. See annab energiat induktiivpoolile, mis salvestab energiat oma magnetvälja. Diood on pöördpingega ja toimib avatud ahelana.

Juhtum 2: lüliti on avatud (Toff)

Kui lüliti on avatud, kukub induktiivpooli magnetväli kokku, mis indutseerib emf ja seega voolab vool läbi koormuse ja dioodi, mis on nüüd ettepoole suunatud.

Kondensaatori ülesanne on vähendada väljundi lainekuju pulsatsioonisisaldust. Seda tehakse ikka ja jälle.

Koormust läbiv vool näeb välja selline, nagu pildil näidatud. Vool tõuseb Toni ajal ja langeb Toffi ajal. Mõningaid matemaatikaid tehes saame välja mõelda valemi

Vout = α x Vin

kus „α” on tuntud kui töötsükkel, mis on võrdne tonni/T. Kuna α varieerub vahemikus 0 kuni 1, näeme, et väljundpinge on osa sisendpingest.

Samm: asjad, mida vajate

1x teie valitud Arduino (mida väiksem, seda parem)

1x INA219 võimsusmonitor

1x LM2596 moodul

1x LM7805 pingeregulaator

1x OLED -ekraan (128 x 64)

1x alalisvoolu pistikupesa

2x klemmliistud

1x SPDT lüliti

1x 10k potentsiomeeter (võimaluse korral kasutage 10 -pöördelist potti)

1x ümbriskarp

3. samm: asume ehitama

Aitab teooriast. Kogume kokku kõik vajalikud komponendid ja ehitame selle muunduri abil odava väikese toiteallika. Siin on lisatud skeem ja kood. Veenduge, et installite Adafruit'i teegid SSD1306 ja INA219.

Kõigi vajalike mõõtmiste saamiseks läksin INA219 -ga. See on kahesuunaline võimsusmonitor koos I2C -ga. See väike seade muudab voolu mõõtmise lihtsaks.

Kasutame I2C jaoks vaid kahte Arduino tihvti. Mul oli projekti tegemise ajal ainult Arduino Nano. Võib kasutada väiksemat alternatiivi.

Lahendasin PCB -l oleva pisikese potentsiomeetri ja asendasin selle 10k potentsiomeetriga, mis oli karbi esiküljel. Kui võimalik, kasutage kümne pöördega täpset potentsiomeetrit. See aitab teha peeneid kohandusi.

Kõigi INA219 mõõtmiste kuvamiseks kasutatakse väikest 0,96 -tollist 128x64 OLED -ekraani.

Lõpuks väike ümbris, kuhu kõik mahub. Olge loominguline komponentide paigutuse valimisel seni, kuni see on mõistlik.

Samm: nautige

See on kõik! Laadige kood üles ja hakake oma väikese seadmega mängima. Pidage meeles, et maksimaalne vool, mida muundurist saab tõmmata, on 3A. Seda tüüpi moodul ei kaitse lühise eest.

Aitäh, et lõpuni vastu pidasid. Loodan, et teile kõigile meeldib see projekt ja õppisite täna midagi uut. Andke mulle teada, kui teete selle endale. Tellige minu YouTube'i kanal eelseisvate projektide jaoks. Aitäh veelkord!