Как да използвате DC към DC конвертор на долар LM2596: 8 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Този урок ще покаже как да използвате LM2596 Buck Converter за захранване на устройства, изискващи различно напрежение. Ще покажем кои са най -добрите видове батерии за използване с конвертора и как да получите повече от един изход от преобразувателя (косвено).

Ще обясним защо сме избрали този конвертор и за какви проекти можем да го използваме.

Само малка бележка, преди да започнем: Когато работите с роботика и електроника, моля, не пренебрегвайте значението на разпределението на мощността.

Това е първият ни урок в нашата поредица за разпределение на енергия, ние вярваме, че разпределението на захранването често се пренебрегва и че това е голяма причина, поради която много хора губят интерес към роботиката в началото, например изгарят своите компоненти и не желаят да купуват нови компоненти от страха да ги изгорим отново, надяваме се, че тази поредица за разпределение на захранването ще ви помогне да разберете как да работите по -добре с електричество.

Консумативи:

1. LM2596 DC към DC преобразувател
2. 9V алкална батерия
3. Arduino Uno
4. Джъмперни проводници
5. 2S Li-Po или Li-Ion батерия
6. Предпазител 2A или 3A
7. Серво мотор SG90
8. Малка дъска

Стъпка 1: Преглед на пиновете

Тук можете да видите как изглежда LM2596 DC към DC конверторен модул. Можете да забележите, че LM2596 е IC, а модулът е изградена схема около IC, за да работи като регулируем преобразувател.

Разпечатката за модул LM2596 е много проста:

IN+ Тук свързваме червения проводник от батерията (или източника на захранване), това е VCC или VIN (4.5V - 40V)

IN- Тук свързваме черния проводник от батерията (или източника на захранване), това е земя, GND или V--

OUT+ Тук свързваме положителното напрежение на веригата за разпределение на захранването или компонент, захранван

OUT- Тук свързваме масата на веригата за разпределение на захранването или компонент, захранван

Стъпка 2: Регулиране на изхода

Това е доларов конвертор, което означава, че ще отнеме по -високо напрежение и ще го преобразува в по -ниско напрежение. За да регулираме напрежението, трябва да направим няколко стъпки.

1. Свържете преобразувателя с батерията или друг източник на захранване. Знайте колко напрежение сте въвели в конвертора.
2. Настройте мултицета да отчита напрежението и свържете изхода на преобразувателя към него. Сега вече можете да видите напрежението на изхода.
3. Регулирайте тримера (тук 20k Ohm) с малка отвертка, докато напрежението се настрои на желания изход. Чувствайте се свободни да завъртите тримера в двете посоки, за да получите усещането как да работите с него. Понякога, когато използвате преобразувателя за първи път, ще трябва да завъртите тримерния винт с 5-10 пълни кръга, за да работи. Играйте с него, докато не почувствате.
4. Сега, когато напрежението е подходящо настроено, вместо мултицета свържете устройството/модула, който искате да захранвате.

В следващите няколко стъпки бихме искали да ви покажем няколко примера за това как да се произвеждат определени напрежения и кога да се използват тези напрежения. Тези стъпки, показани тук, оттук нататък се подразбират върху всички примери.

Стъпка 3: Текущ рейтинг

Текущият рейтинг на IC LM2596 е 3 ампера (постоянен ток), но ако действително издърпате през него 2 или повече ампера за дълъг период от време, той ще се нагрее и ще изгори. Както при повечето устройства тук, ние също трябва да осигурим достатъчно охлаждане, за да работи дълго и надеждно.

Тук бихме искали да направим аналогия с компютрите и процесорите, както повечето от вас вече знаят, нагряването и сривът на вашия компютър, за да подобрим тяхната производителност, трябва да подобрим охлаждането им, можем да заменим охлаждането с по -добро пасивно или въздушно охладител или въведете още по -добре с течно охлаждане, същото е с всеки електронен компонент като IC. Така че, за да го подобрим, ще залепим малък охладител (топлообменник) върху него и това ще разпредели пасивно топлината от IC към околния въздух.

Изображението по -горе показва две версии на модула LM2596.

Първата версия е без охладителя и ще я използваме, ако постоянният ток е под 1,5 ампера.

Втората версия е с охладителя и ще я използваме, ако постоянният ток е над 1,5 ампера.

Стъпка 4: Защита от висок ток

Друго нещо, което трябва да се спомене при работа с захранващи модули като преобразуватели е, че те ще изгорят, ако токът стане твърде висок. Вярвам, че вече сте разбрали това от стъпката по -горе, но как да защитим ИС от високия ток?

Тук бихме искали да представим друг компонент Fuse. В този конкретен случай нашият преобразувател се нуждае от защита от 2 или 3 ампера. Така че ще вземем, да речем 2 ампера предпазител и ще го свържем според изображенията по -горе. Това ще осигури необходимата защита за нашата ИС.

Вътре в предпазителя има тънка жица, изработена от материал, който се топи при ниски температури, дебелината на телта се регулира внимателно по време на производството, така че телта ще се счупи (или разпаи), ако токът надвиши 2 ампера. Това ще спре текущия поток и високият ток няма да може да дойде до преобразувателя. Разбира се, това означава, че ще трябва да сменим предпазителя (тъй като сега е разтопен) и да коригираме веригата, която се опита да изтегли твърде много ток.

Ако искате да научите повече за предпазителите, моля, вижте нашия урок за тях, когато го пуснем.

Стъпка 5: Захранване на 6V мотор и 5V контролер от един източник

Ето един пример, който включва всичко, споменато по -горе. Ще обобщим всичко със стъпките на окабеляване:

1. Свържете 2S Li-Po (7.4V) батерия с 2A предпазител. Това ще предпази основната ни верига от силен ток.
2. Настройте напрежението до 6V с мултицет, свързан към изхода.
3. Свържете земята и VCC от батерията с входните клеми на преобразувателя.
4. Свържете положителния изход с VIN на Arduino и с червения проводник на микро серво SG90.
5. Свържете отрицателния изход с GND на Arduino и кафявия проводник на микро серво SG90.

Тук сме регулирали напрежението до 6V и захранвахме Arduino Uno и SG90. Причината, поради която бихме направили това, вместо да използваме 5V изхода на Arduino Uno за зареждане на SG90, е постоянният изход, даден от преобразувателя, както и ограниченият изходен ток, идващ от Arduino, а също така винаги искаме да отделим мощност на двигателя от захранването на веригата. Тук последното нещо всъщност не е постигнато, защото не е необходимо за този двигател, но преобразувателят ни дава възможност да направим това.

За да разберете повече защо е по -добре да захранвате компонентите по този начин и да отделите двигателите от контролерите, моля, вижте нашия урок за батериите, когато бъде пуснат.

Стъпка 6: Захранване на 5V и 3.3V устройства от един източник

Този пример показва как да използвате LM2596 за захранване на две устройства с два различни типа напрежения. Окабеляването може да се види ясно от изображенията. Това, което направихме тук, е обяснено в стъпките по -долу.

1. Свържете 9V алкална батерия (може да се купи във всеки местен магазин) към входа на преобразувателя.
2. Настройте напрежението на 5V и свържете изхода към макета.
3. Свържете 5V на Arduino към положителния извод на макета и свържете основите на Arduino и Breadboard.
4. Второто захранвано тук устройство е безжичен предавател/приемник nrf24, той изисква 3.3V, обикновено можете да го захранвате директно от Arduino, но токът, идващ от Arduino, обикновено е твърде слаб, за да предава стабилен радиосигнал, така че ще използваме нашия преобразувател да го захранва.
5. За да направим това, трябва да използваме делител на напрежение, за да намалим напрежението от 5V на 3.3V. Това става чрез свързване на +5V на преобразувателя към 2k Ohm резистор и 1k Ohm резистор към земята. Напрежението на терминала, където те докосват, сега е намалено до 3.3V, което използваме за зареждане на nrf24.

Ако искате да научите повече за резисторите и разделителите на напрежението, моля, вижте нашия урок за това, когато бъде пуснат.

Стъпка 7: Заключение

Бихме искали да обобщим това, което показахме тук.

• Използвайте LM2596, за да преобразувате напрежението от високо (4,5 - 40) към ниско
• Винаги използвайте мултицет, за да проверите нивото на напрежение на изхода, преди да свържете други устройства/модули
• Използвайте LM2596 без радиатор (охладител) за 1,5 ампера или по -ниска и с радиатор за до 3 ампера
• Използвайте предпазител от 2 или 3 ампера, за да защитите LM2596, ако захранвате двигатели, извличащи непредсказуеми токове
• Използвайки преобразуватели, вие осигурявате стабилно напрежение на веригите си с достатъчен ток, който можете да използвате за надеждно управление на двигателите, по този начин няма да имате намалено поведение при спад на напрежението на батериите с течение на времето

Стъпка 8: Допълнителни неща

Можете да изтеглите моделите, които сме използвали в този урок от нашия акаунт в GrabCAD:

Robtronic модели на GrabCAD

Можете да видите другите ни уроци на Instructables:

Robottronic с инструкции

Можете също да проверите канала на Youtube, който все още е в процес на стартиране:

Youtube Robottronic