Kaip naudoti DC į DC Buck keitiklį LM2596: 8 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Ši pamoka parodys, kaip naudoti „LM2596 Buck Converter“, norint įjungti įrenginius, kuriems reikalinga skirtinga įtampa. Mes parodysime, kurios baterijos yra geriausios su keitikliu ir kaip gauti daugiau nei vieną išvestį iš keitiklio (netiesiogiai).

Mes paaiškinsime, kodėl pasirinkome šį keitiklį ir kokiems projektams galime jį naudoti.

Prieš pradedant darbą, tik nedidelė pastaba: dirbdami su robotika ir elektronika, nepamirškite energijos paskirstymo svarbos.

Tai yra pirmoji mūsų pamoka iš mūsų serijos apie energijos paskirstymą, manome, kad į energijos skirstymą dažnai nekreipiama dėmesio ir kad tai yra didelė priežastis, kodėl daugelis žmonių iš pradžių praranda susidomėjimą robotika, pavyzdžiui, sudegina savo komponentus ir nenori pirkti Tikimės, kad ši serija apie energijos paskirstymą padės jums suprasti, kaip geriau dirbti su elektra.

Priedai:

1. LM2596 DC į DC keitiklis
2. 9 V šarminė baterija
3. Arduino Uno
4. Trumpieji laidai
5. 2S Li-Po arba Li-Ion baterija
6. 2A arba 3A saugiklis
7. Servo variklis SG90
8. Maža duonos lenta

1 žingsnis: „Pinout“apžvalga

Čia galite pamatyti, kaip atrodo LM2596 nuolatinės srovės keitiklio modulis. Galite pastebėti, kad LM2596 yra IC, o modulis yra grandinės konstrukcija aplink IC, kad jis veiktų kaip reguliuojamas keitiklis.

„LM2596“modulio kontaktas yra labai paprastas:

IN+ Čia mes prijungiame raudoną laidą iš akumuliatoriaus (arba maitinimo šaltinio), tai VCC arba VIN (4,5V - 40V)

IN- Čia mes prijungiame juodą laidą iš akumuliatoriaus (arba maitinimo šaltinio), tai yra įžemintas, GND arba V-

OUT+ Čia mes prijungiame teigiamą maitinimo skirstymo grandinės įtampą arba įjungtą komponentą

OUT- Čia mes prijungiame maitinimo skirstymo grandinės įžeminimą arba komponentą, maitinamą

2 žingsnis: išvesties reguliavimas

Tai yra „Buck“keitiklis, reiškiantis, kad jis ims aukštesnę įtampą ir pavers ją žemesne. Norėdami sureguliuoti įtampą, turime atlikti kelis veiksmus.

1. Prijunkite keitiklį prie akumuliatoriaus ar kito maitinimo šaltinio. Žinokite, kiek įtampos įvedėte į keitiklį.
2. Nustatykite multimetrą, kad nuskaitytų įtampą, ir prijunkite prie jo keitiklio išvestį. Dabar jau galite matyti išėjimo įtampą.
3. Sureguliuokite žoliapjovę (čia 20k omų) mažu atsuktuvu, kol įtampa bus nustatyta į norimą išvestį. Nesivaržykite pasukti žoliapjovės į abi puses, kad pajustumėte, kaip su juo dirbti. Kartais, kai pirmą kartą naudojate keitiklį, turėsite sukti žoliapjovės varžtą 5-10 pilnų apskritimų, kad jis veiktų. Žaisk su juo, kol pajusite jausmą.
4. Dabar, kai įtampa yra tinkamai sureguliuota, vietoj multimetro prijunkite įrenginį/modulį, kurį norite maitinti.

Kituose kituose žingsniuose norėtume parodyti keletą pavyzdžių, kaip sukurti tam tikrą įtampą ir kada naudoti šią įtampą. Šie čia parodyti veiksmai nuo šiol yra susiję su visais pavyzdžiais.

3 žingsnis: dabartinis įvertinimas

Dabartinis IC LM2596 įvertinimas yra 3 amperai (pastovi srovė), tačiau jei iš tikrųjų ilgą laiką jį ištrauksite 2 ar daugiau amperų, jis įkais ir sudegs. Kaip ir dauguma čia esančių įrenginių, mes taip pat turime užtikrinti pakankamą aušinimą, kad jis veiktų ilgai ir patikimai.

Čia norėtume padaryti analogiją su kompiuteriais ir procesoriais, kaip daugelis iš jūsų jau žinote, jūsų kompiuteris įkaista ir sugenda, kad pagerintume jų našumą, turime pagerinti jų aušinimą, galime pakeisti aušinimą geresniu pasyviu arba oro aušintuvas ar dar geresnis aušinimas skysčiu, tai tas pats su kiekvienu elektroniniu komponentu, pavyzdžiui, IC. Taigi, norėdami jį pagerinti, ant jo klijuojame nedidelį aušintuvą (šilumokaitį) ir tai pasyviai paskirsto šilumą iš IC į aplinkinį orą.

Aukščiau esančiame paveikslėlyje parodytos dvi LM2596 modulio versijos.

Pirmoji versija yra be aušintuvo ir mes ją naudosime, jei pastovi srovė yra mažesnė nei 1,5 amperų.

Antroji versija yra su aušintuvu ir mes ją naudosime, jei pastovi srovė yra didesnė nei 1,5 amperų.

4 žingsnis: apsauga nuo didelės srovės

Kitas dalykas, kurį reikia paminėti dirbant su galios moduliais, tokiais kaip keitikliai, yra tai, kad jie perdegs, jei srovė bus per didelė. Manau, kad tai jau supratote iš aukščiau pateikto žingsnio, bet kaip apsaugoti IC nuo didelės srovės?

Čia norėtume pristatyti kitą komponentą - saugiklį. Šiuo konkrečiu atveju mūsų keitikliui reikia apsaugos nuo 2 ar 3 amperų. Taigi, paimkime 2 amperų saugiklį ir prijunkite jį pagal aukščiau pateiktus vaizdus. Tai užtikrins reikiamą mūsų IC apsaugą.

Saugiklio viduje yra plona viela, pagaminta iš medžiagos, kuri tirpsta esant žemai temperatūrai, vielos storis kruopščiai sureguliuojamas gamybos metu, kad srovė viršytų 2 amperus. Tai sustabdys srovės srautą ir didelė srovė negalės patekti į keitiklį. Žinoma, tai reiškia, kad turėsime pakeisti saugiklį (nes jis dabar ištirpo) ir pataisyti grandinę, kuri bandė pritraukti per daug srovės.

Jei norite daugiau sužinoti apie saugiklius, skaitykite mūsų vadovėlį apie juos, kai juos išleidžiame.

5 žingsnis: 6 V variklio ir 5 V valdiklio maitinimas iš vieno šaltinio

Štai pavyzdys, apimantis viską, kas paminėta aukščiau. Mes apibendrinsime viską, atlikdami elektros instaliacijos veiksmus:

1. Prijunkite 2S Li-Po (7,4 V) bateriją prie 2A saugiklio. Tai apsaugos mūsų pagrindinę grandinę nuo didelės srovės.
2. Nustatykite 6 V įtampą, kai multimetras yra prijungtas prie išvesties.
3. Prijunkite įžeminimą ir VCC iš akumuliatoriaus su keitiklio įvesties gnybtais.
4. Prijunkite teigiamą išvestį prie „Arduino“VIN ir raudonos vielos prie „micro servo SG90“.
5. Prijunkite neigiamą išvestį prie „Arduino“GND ir rudos vielos prie mikro servo SG90.

Čia mes sureguliavome įtampą iki 6 V ir įjungėme „Arduino Uno“ir SG90. Priežastis, kodėl turėtume tai padaryti, užuot naudoję „Arduino Uno“5 V išėjimą SG90 įkrauti, yra pastovi keitiklio išvestis, taip pat ribota išėjimo srovė, gaunama iš „Arduino“, taip pat visada norime atskirti variklio galia iš grandinės galios. Čia paskutinis dalykas iš tikrųjų nepasiekiamas, nes šiam varikliui tai nereikalinga, tačiau keitiklis suteikia mums galimybę tai padaryti.

Norėdami geriau suprasti, kodėl geriau maitinti komponentus tokiu būdu ir atskirti variklius nuo valdiklių, skaitykite mūsų pamoką apie baterijas, kai ji bus išleista.

6 veiksmas: 5 V ir 3,3 V įrenginių maitinimas iš vieno šaltinio

Šiame pavyzdyje parodyta, kaip naudojant LM2596 maitinti du įrenginius, kurių įtampa yra dviejų tipų. Laidai gali būti aiškiai matomi iš paveikslėlių. Tai, ką mes čia padarėme, paaiškinta toliau pateiktuose veiksmuose.

1. Prijunkite 9 V šarminę bateriją (galite nusipirkti bet kurioje vietinėje parduotuvėje) prie keitiklio įvesties.
2. Nustatykite 5 V įtampą ir prijunkite išvestį prie duonos lentos.
3. Prijunkite „Arduino“5V prie teigiamo duonos lentos gnybto ir prijunkite „Arduino“ir „Breadboard“pagrindus.
4. Antrasis čia maitinamas įrenginys yra belaidis siųstuvas/imtuvas nrf24, jam reikia 3,3 V, paprastai galite jį maitinti tiesiai iš „Arduino“, tačiau iš „Arduino“gaunama srovė paprastai yra per silpna, kad būtų galima perduoti stabilų radijo signalą, todėl naudosime savo keitiklį jį įjungti.
5. Norėdami tai padaryti, turime naudoti įtampos skirstytuvą, kad įtampa sumažėtų nuo 5 V iki 3,3 V. Tai daroma prijungus keitiklio +5 V prie 2 kΩ rezistoriaus ir 1 k omo rezistoriaus prie žemės. Gnybtų įtampa, kur jie liečiasi, dabar yra sumažinta iki 3,3 V, kurią naudojame įkrovimui nrf24.

Jei norite daugiau sužinoti apie rezistorius ir įtampos skirstytuvus, skaitykite mūsų vadovėlį apie tai, kai jis bus išleistas.

7 žingsnis: Išvada

Norėtume apibendrinti tai, ką čia parodėme.

• Naudokite LM2596, norėdami konvertuoti įtampą iš aukštos (4,5 - 40) į žemą
• Prieš prijungdami kitus įrenginius/modulius, visada naudokite multimetrą, kad patikrintumėte išėjimo įtampos lygį
• Naudokite LM2596 be radiatoriaus (aušintuvo) 1,5 amperų ar mažesniam greičiui ir su radiatoriumi iki 3 amperų
• Naudokite 2 amperų arba 3 amperų saugiklį, kad apsaugotumėte LM2596, jei maitinate variklius, traukiančius nenuspėjamas sroves
• Naudodami keitiklius, savo grandinėms tiekiate stabilią įtampą su pakankama srove, kurią galite naudoti patikimai valdydami variklius, tokiu būdu akumuliatorių įtampa laikui bėgant nesumažės.

8 žingsnis: papildomi dalykai

Šiame vadove naudotus modelius galite atsisiųsti iš mūsų „GrabCAD“paskyros:

„GrabCAD Robottronic“modeliai

Galite pamatyti kitas mūsų instrukcijas apie „Instructables“:

Instrukcijos „Robottronic“

Taip pat galite patikrinti „YouTube“kanalą, kuris vis dar pradedamas:

„Youtube Robottronic“