- Potřebné materiály:
- Jak to funguje:
- Připojení LCD s Arduino k zobrazení úrovně napětí:
- Budování obvodu proměnného napájení 0-24v 3A:
- Je třeba mít na paměti:
- Vylepšit:
Baterie se obvykle používají k napájení elektronického obvodu a projektů, protože jsou snadno dostupné a lze je snadno připojit. Ale rychle se vybily a pak potřebujeme nové baterie, také tyto baterie nemohou poskytnout vysoký proud pro pohon silného motoru. Tak, aby tyto problémy řešit, dnes navrhujeme vlastní proměnnou napájecí zdroj, který bude poskytovat regulovaného stejnosměrného napětí v rozsahu od 0 do 24 V s maximálním proudem do 3 A..
U většiny našich senzorů a motorů používáme napěťové úrovně jako 3,3 V, 5 V nebo 12V. Ale zatímco senzory vyžadují proud v miliampérech, motory jako servomotory nebo motory PMDC, které běží na 12V nebo více, vyžadují vysoký proud. Takže zde budujeme regulovaný napájecí zdroj proudu 3A s proměnným napětím mezi 0 až 24v. V praxi jsme však dostali až 22,2 V výstupu.
Zde se úroveň napětí reguluje pomocí potenciometru a hodnota napětí se zobrazuje na displeji z tekutých krystalů (LCD), který bude řízen Arduino Nano. Podívejte se také na naše předchozí napájecí obvody:
Potřebné materiály:
- Transformátor - 24V 3A
- Dot deska
- Regulátor vysokého proudu LM338K
- Diodový most 10A
- Arduino Nano
- LCD 16 * 2
- Rezistor 1k a 220 ohmů
- Kondenzátor 0,1 uF a 0,001 uF
- 7812 Regulátor napětí
- 5K variabilní hrnec (Radio Pot)
- Berg stick (Žena)
- Svorkovnice
Jak to funguje:
Regulovaný napájecí zdroj (RPS) je ten, který převede vaše síť AC do DC a reguluje ji na naši požadovanou úroveň napětí. Náš RPS používá transformátor 24V 3A sestupný, který je usměrněn do DC pomocí diodového můstku. Toto stejnosměrné napětí je regulováno na naši požadovanou úroveň pomocí LM338K a řízeno pomocí potenciometru. Arduino a LCD jsou napájeny nízkým proudovým regulátorem jmenovité napětí IC jako 7812. budu vysvětlovat krok obvodu za krokem, jak jsme se projít náš projekt.
Připojení LCD s Arduino k zobrazení úrovně napětí:
Začněme s LCD displejem. Pokud jste obeznámeni s rozhraním LCD s Arduino, můžete tuto část přeskočit a přímo přejít na další část, a pokud jste v Arduinu a LCD noví, nebude to problém, protože vás provedu kódy a připojeními. Arduino je sada mikrokontrolérů poháněných ATMEL, která vám pomůže při stavění projektů snadno. Existuje spousta variant, ale používáme Arduino Nano, protože je kompaktní a snadno se používá na dot desce
Mnoho lidí čelilo problémům s propojením LCD s Arduino, proto to zkusíme nejprve, aby to nezničilo náš projekt na poslední chvíli. Pro začátek jsem použil následující:
Tato Dot deska se bude používat pro celé naše obvody, k opravě Arduino Nano se doporučuje použít samičí berg stick, aby mohl být později znovu použit. Než budeme pokračovat v naší Dot desce, můžete také ověřit práci pomocí prkénka (doporučeno pro začátečníky). K dispozici je pěkný průvodce od společnosti AdaFruit pro LCD, který si můžete prohlédnout. Schémata pro Arduino a LCD jsou uvedena níže. Arduino UNO se zde používá pro schémata, ale nebojte se, že Arduino NANO a UNO mají stejné pinouts a fungují stejně.
Jakmile je připojení hotové, můžete přímo nahrát níže uvedený kód a zkontrolovat funkčnost LCD. Soubor záhlaví pro LCD je ve výchozím nastavení dán Arduino, nepoužívejte žádné explicitní záhlaví, protože mají tendenci dávat chyby.
#zahrnout
Tím by měl váš LCD displej fungovat, ale pokud problémy přetrvávají, zkuste následující:
1. Zkontrolujte definici pinů v programu.
2. Přímo uzemněte 3. pin (VEE) a 5. pin (RW) vašeho LCD.
3. Ujistěte se, že jsou piny LCD umístěny ve správném pořadí, některé LCD mají piny v jiném směru.
Jakmile program funguje, měl by vypadat asi takto. Pokud máte nějaké problémy, dejte nám vědět prostřednictvím komentářů. Pro napájení Arduina jsem zatím použil mini USB kabel, ale později ho napájíme pomocí regulátoru napětí. Připájel jsem je takto na tečkovanou desku
Naším cílem je, aby se tento RPS snadno používal a také aby náklady byly co nejnižší, proto jsem ho sestavil na dot desce, ale pokud můžete nabídnout desku plošných spojů (PCB), bude to skvělé, protože máme co s vysokými proudy.
Budování obvodu proměnného napájení 0-24v 3A:
Nyní, když je náš displej připraven, pojďme začít s ostatními obvody. Od této chvíle je vhodné postupovat se zvýšenou opatrností, protože jednáme přímo se střídavým proudem a vysokým proudem. Kontrolujte kontinuitu pomocí multimetru pokaždé, když napájíte obvod.
Transformátor, který používáme, je transformátor 24V 3A, který sníží naše napětí (220V v Indii) na 24V a dáme to přímo našemu můstkovému usměrňovači. Můstkový usměrňovač by vám měl poskytnout (root 2násobek vstupního napětí) 33,9 V, ale nebuďte překvapeni, když se dostanete kolem 27 - 30 Voltů. Důvodem je pokles napětí na každé diodě v našem můstkovém usměrňovači. Jakmile dosáhneme této fáze, pájíme to na naši tečkovanou desku a ověříme náš výstup a použijeme svorkovnici, abychom ji v případě potřeby použili jako neregulovaný zdroj konstanty.
Nyní pojďme řídit výstupní napětí pomocí regulátoru vysokého proudu, jako je LM338K, který bude většinou k dispozici v pouzdře z kovového těla, protože musí napájet vysoký proud. Schémata regulátoru proměnného napětí jsou uvedena níže.
Hodnotu R1 a R2 je třeba vypočítat pomocí výše uvedených vzorců pro určení výstupního napětí. Hodnoty rezistorů můžete také vypočítat pomocí této kalkulačky rezistorů LM317. V našem případě dostaneme R1 110 ohmů a R2 5K (POT).
Jakmile je náš regulovaný výstup připraven, musíme pouze zapnout Arduino, k tomu použijeme 7812 IC, protože Arduino bude spotřebovávat jen méně proudu. Vstupní napětí 7812 je náš usměrněný 24V DC výstup z usměrňovače. Výstup regulovaného 12V DC je dán Vin pinu Arduino Nano. Nepoužívejte 7805, protože maximální vstupní napětí 7805 je pouze 24V, zatímco 7812 vydrží až 24V. Také je zapotřebí chladič pro 7812, protože rozdíl napětí je velmi vysoká.
Celý obvod tohoto variabilního napájecího zdroje je uveden níže,
Postupujte podle schémat a podle toho pájejte komponenty. Jak je znázorněno na schématech, proměnné napětí 1,5 až 24 V je mapováno na 0-4,5 V pomocí obvodu děliče potenciálu, protože naše Arduino dokáže číst napětí pouze od 0-5. Toto proměnné napětí je připojeno k pinu A0, pomocí kterého je měřeno výstupní napětí RPS. Konečný kód pro Arduino Nano je uveden níže v části věnovaná kódu. Na konci také zkontrolujte ukázkové video.
Jakmile je pájecí práce hotová a kód je nahrán do Arduina, je náš regulovaný napájecí zdroj připraven k použití. Můžeme použít jakoukoli zátěž, která pracuje od 1,5 do 22 V s proudovým hodnocením maximálně 3A.
Je třeba mít na paměti:
1. Při pájení spojů buďte opatrní, neshoda nebo nedbalost snadno smaží vaše součásti.
2. Obyčejné pájky nemusí vydržet 3A, což nakonec povede k roztavení pájky a zkratu. Při připojování silnoproudých vodičů podle obrázku použijte silné měděné vodiče nebo použijte více olova.
3. Jakýkoli zkrat nebo slabé pájení snadno spálí vinutí transformátoru; proto před zapnutím obvodu zkontrolujte kontinuitu. Pro větší bezpečnost lze použít jistič nebo pojistku na vstupní straně.
4. Vysokonapěťové regulátory napětí se většinou dodávají v baleních s kovovými plechovkami, zatímco při použití na dotovací desce neumisťujte do jejich blízkosti žádné součásti, protože jejich tělo funguje jako výstup usměrněného napětí, což dále povede k zvlnění.
Drát také nepájejte na kovovou plechovku, místo toho použijte malý šroub, jak je znázorněno na obrázku níže. Pájky se nelepí na jeho tělo a zahřívání má za následek trvalé poškození regulátoru.
5. Nevynechávejte žádné filtrační kondenzátory ze schémat, poškodíte tím Arduino.
6. Nepřetěžujte transformátor o více než 3 A, zastavte se, když uslyšíte syčivý zvuk z transformátoru. Je dobré pracovat v rozsahu 0 - 2,5A.
7. Před připojením k Arduinu ověřte výstup svého 7812, během prvního pokusu zkontrolujte přehřátí. Pokud dojde k zahřátí, znamená to, že vaše Arduino spotřebovává více proudu, vyřešte tím podsvícením LCD.
Vylepšit:
Regulovaný napájecí zdroj (RPS), který je zveřejněn výše, má jen málo problémů s přesností kvůli šumu přítomnému ve výstupním signálu. Tento typ šumu je běžný v případech, kdy se používá ADC, jednoduchým řešením je použít dolní propust, jako je RC filtr. Jelikož naše oběžná Dot deska má ve svých stopách střídavý i stejnosměrný proud, bude šum vysoký než u ostatních obvodů. Proto se k odfiltrování šumu v našem signálu používá hodnota R = 5,2 K a C = 100uf.
K našemu obvodu je také přidán snímač proudu ACS712 pro měření výstupního proudu RPS. Níže uvedená schematická ukázka ukazuje, jak připojit senzor k desce Arduino.
Nové video ukazuje, jak se zlepšila přesnost: