Kintamas maitinimo šaltinis („Buck Converter“): 4 žingsniai (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Maitinimo šaltinis yra būtinas prietaisas dirbant su elektronika. Jei norite sužinoti, kiek energijos sunaudoja jūsų grandinė, turėsite išmatuoti įtampą ir srovę, tada padauginti juos, kad gautumėte galią. Toks daug laiko reikalaujantis darbas. Tai tampa dar sunkiau, jei norite nuolat stebėti maitinimą tam tikrą laiką. Na, leiskite savo mikrovaldikliui atlikti visą sunkų darbą. Šiame vaizdo įraše pamatysime, kaip padaryti pigų kintamą maitinimo šaltinį ir sužinosime, kaip jis veikia.

Pradėkime

1 žingsnis: „Buck Converter“ir jo veikimas

Pažvelkime į šį modulį, pagrįstą LM2596 IC, kurio išėjimo gnybtuose yra kintama nuolatinė įtampa. Norėdami giliai ištirti grandinę, išėmiau multimetrą, įjungiau tęstinumo režimą ir pradėjau tyrinėti, kas su kuo prijungta. Po šiek tiek zondavimo aš sugalvojau grandinę, kaip parodyta. Tai „Buck Converter“, taip pat žinomas kaip „down-down“konverteris. Keičiant potenciometrą, gaunama bet kokia įtampa tarp 1,25 V ir įėjimo įtampos. Pažvelgę į LM2596 duomenų lapą matome, kad tai yra paprastas perjungimo įrenginys, turintis tam tikrų funkcijų, į kurias kol kas galime nekreipti dėmesio.

Taigi, norėdami aiškiai suprasti, kai kurią grandinės dalį galime pakeisti paprastu jungikliu, kaip parodyta paveikslėlyje.

1 atvejis: jungiklis uždarytas (tonas)

Kai jungiklis uždarytas, srovė teka per apkrovą. Tai įjungia induktorių, kuris kaupia energiją magnetiniame lauke. Diodas yra atvirkštinis ir veikia kaip atvira grandinė.

2 atvejis: jungiklis atidarytas (išjungtas)

Kai jungiklis yra atidarytas, induktoriaus magnetinis laukas žlunga, sukeldamas emf, taigi srovė teka per apkrovą ir diodą, kuris dabar yra nukreiptas į priekį.

Kondensatoriaus užduotis yra sumažinti pulsavimo turinį išėjimo bangos formoje. Tai daroma vėl ir vėl.

Srovė, tekanti per apkrovą, atrodys taip, kaip parodyta paveikslėlyje. Srovė pakils Tono metu ir sumažės Tofo metu. Atlikdami tam tikrą matematiką, galime sugalvoti formulę

Vout = α x Vin

kur „α“yra žinomas kaip darbo ciklas, lygus tonai/T. Kadangi α svyruoja nuo 0 iki 1, matome, kad išėjimo įtampa yra įėjimo įtampos dalis.

2 žingsnis: reikalingi dalykai

1x jūsų pasirinktas „Arduino“(kuo mažesnis, tuo geriau)

1x INA219 maitinimo monitorius

1x LM2596 modulis

1x įtampos reguliatorius LM7805

1x OLED ekranas (128 x 64)

1x nuolatinės srovės maitinimo lizdas

2x gnybtų blokai

1x SPDT jungiklis

1x 10 k potenciometras (jei įmanoma, naudokite tikslų 10 apsisukimų puodą)

1x korpuso dėžutė

3 žingsnis: pradėkime kurti

Užteks teorijos. Surinkime visus reikalingus komponentus ir naudodami šį keitiklį sukonstruosime pigų mažą maitinimo šaltinį. Pridedama schema ir kodas. Įsitikinkite, kad įdiegėte „Adafruit“SSD1306 ir INA219 bibliotekas.

Norėdami gauti visus reikiamus matavimus, aš nuėjau su INA219. Tai dvikryptis galios monitorius su I2C. Šis mažas prietaisas palengvina srovės matavimą.

„I2C“naudosime tik du „Arduino“kaiščius. Projekto metu turėjau tik „Arduino Nano“. Galima naudoti mažesnę alternatyvą.

Išjungiau mažą potenciometrą, esantį ant PCB, ir pakeičiau jį 10k potenciometru, kuris buvo pritvirtintas dėžutės priekyje. Jei įmanoma, naudokite dešimties posūkių tikslumo potenciometrą. Tai padės atlikti tikslius koregavimus.

Visiems INA219 matavimams rodyti naudojamas mažas 0,96 colio 128x64 OLED ekranas.

Galiausiai, nedidelis gaubtas, kad viskas tilptų. Būkite kūrybingi pasirinkdami komponentų išdėstymą, kol tai yra protinga.

4 žingsnis: mėgaukitės

Viskas! Įkelkite kodą ir pradėkite žaisti su savo mažu įrenginiu. Tiesiog nepamirškite, kad didžiausia srovė, kurią galima ištraukti iš keitiklio, yra 3A. Šio tipo moduliai neturi jokios apsaugos nuo trumpojo jungimo.

Ačiū, kad laikėtės iki galo. Tikiuosi, kad jums visiems patinka šis projektas ir šiandien sužinojote kažką naujo. Praneškite man, jei padarysite vieną sau. Prenumeruokite mano „YouTube“kanalą, kad gautumėte daugiau būsimų projektų. Dar kartą ačiū!