Променливо захранване (Buck Converter): 4 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Захранването е съществено устройство, когато работите с електроника. Ако искате да знаете колко енергия консумира вашата верига, ще трябва да направите измервания на напрежение и ток и след това да ги умножите, за да получите енергия. Такава отнемаща време работа. Това става още по -трудно, ако искате непрекъснато да наблюдавате захранването за определен период от време. Е, нека вашият микроконтролер да свърши цялата упорита работа. В това видео ще видим как да направим евтино променливо захранване и ще научим как работи.

Да започваме

Стъпка 1: Buck Converter и неговата работа

Нека да разгледаме този модул, базиран на LM2596 IC, който дава променливо DC напрежение на своите изходни клеми. За да проуча дълбоко веригата, извадих мултицета си, поставих го в режим на непрекъснатост и започнах да изследвам, за да намеря какво е свързано с какво. След известно сондиране измислих схемата, както е показано. Това е Buck Converter, известен също като понижаващ конвертор. Промяната на потенциометъра дава всяко напрежение между 1,25 V и входното напрежение. Като разгледаме листа с данни на LM2596 можем да видим, че това е просто превключващо устройство с някои функции, които засега можем да пренебрегнем.

Така че за ясно разбиране, можем да заменим част от веригата с обикновен превключвател, както е показано на снимката.

Случай 1: Превключвателят е затворен (Тон)

Когато превключвателят е затворен, токът тече през товара. Това захранва индуктора, който съхранява енергия в магнитното си поле. Диодът е обратен и действа като отворена верига.

Случай 2: Превключвателят е отворен (Toff)

Когато превключвателят е отворен, магнитното поле на индуктора се срутва, което индуцира ЕДС и следователно токът протича през товара и диода, който сега е отклонен напред.

Работата на кондензатора е да намали съдържанието на пулсации в изходната форма на вълната. Това се прави отново и отново.

Токът, протичащ през товара, ще изглежда така, както е показано на снимката. Токът ще се повиши по време на Тон и ще спадне по време на Тоф. Правейки някои математически изчисления, можем да измислим формулата

Vout = α x Vin

където „α“е известен като работен цикъл, който е равен на Тон/Т. Тъй като α варира от 0 до 1, можем да видим, че изходното напрежение е частта от входното напрежение.

Стъпка 2: Неща, от които ще се нуждаете

1x Arduino по ваш избор (по -малък, толкова по -добре)

1x INA219 Монитор за захранване

1x LM2596 модул

1x LM7805 регулатор на напрежението

1x OLED дисплей (128 x 64)

1x DC захранващ контакт

2x клемни блокове

1x SPDT превключвател

1x 10k потенциометър (използвайте прецизен съд с 10 оборота, ако е възможно)

1x кутия за затваряне

Стъпка 3: Да преминем към компилацията

Стига с теорията. Нека съберем всички необходими компоненти и да изградим евтино малко захранване с помощта на този преобразувател. Схемата и кодът са приложени с настоящото. Уверете се, че сте инсталирали библиотеки SSD1306 и INA219 от Adafruit.

За да получа всички необходими измервания, отидох с INA219. Това е двупосочен монитор на мощността с I2C. Това мъничко устройство улеснява работата по измерване на тока.

Ще използваме само два пина на Arduino за I2C. Имах само Arduino Nano по време на създаването на проекта. Може да се използва по -малка алтернатива.

Разпаявах малкия потенциометър, който беше на печатната платка и го замених с 10k потенциометър, който беше прикрепен в предната част на кутията. Ако е възможно, използвайте прецизен потенциометър с десет оборота. Това ще ви помогне да направите фини корекции.

Малък 0,96 инчов 128x64 OLED дисплей се използва за показване на всички измервания от INA219.

И накрая, малък корпус, в който всичко може да се побере. Бъдете креативни в избора на оформление за компонентите, стига да е разумно.

Стъпка 4: Насладете се

Това е! Качете кода и започнете да играете с вашето малко устройство. Само не забравяйте, че максималният ток, който може да се извлече от преобразувателя, е 3А. Този тип модули нямат никаква защита срещу късо съединение.

Благодаря ви, че се придържате до края. Надявам се, че всички обичате този проект и научихте нещо ново днес. Кажете ми, ако направите такъв за себе си. Абонирайте се за канала ми в YouTube за още предстоящи проекти. Благодаря ти още веднъж!