Furnizim me energji të ndryshueshme (Buck Converter): 4 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:22

Furnizimi me energji elektrike është një pajisje thelbësore kur punoni me pajisje elektronike. Nëse doni të dini se sa energji po konsumon qarku juaj, do t'ju duhet të bëni matje të tensionit dhe rrymës dhe pastaj t'i shumëzoni ato për të marrë energji. Një punë kaq e gjatë. Kjo bëhet edhe më e vështirë nëse doni të monitoroni vazhdimisht fuqinë gjatë një periudhe kohe. Epo, lëreni mikrokontrolluesin tuaj të bëjë të gjithë punën e vështirë. Në këtë video, ne do të shohim se si të bëjmë një furnizim me energji të lirë të ndryshueshme dhe të mësojmë funksionimin e tij.

Le të fillojmë

Hapi 1: Konvertuesi i Buck dhe funksionimi i tij

Le të hedhim një vështrim në këtë modul të bazuar në LM2596 IC i cili jep tension të ndryshueshëm DC në terminalet e tij të daljes. Për të studiuar qarkun thellë, nxora multimetrin tim, e vendosa në modalitetin e vazhdimësisë dhe fillova të hetoj për të gjetur se çfarë lidhet me çfarë. Pas disa sondazheve, arrita me qarkun siç tregohet. Ky është një Buck Converter, i njohur gjithashtu si një konvertues hap-poshtë. Ndryshimi i potenciometrit jep çdo tension midis 1.25V dhe tensionit të hyrjes. Duke hedhur një vështrim në fletën e të dhënave të LM2596 ne mund të shohim se është një pajisje e thjeshtë ndërrimi me disa veçori të cilat ne mund t'i injorojmë tani për tani.

Pra, për një kuptim të qartë, ne mund të zëvendësojmë një pjesë të qarkut me një ndërprerës të thjeshtë siç tregohet në figurë.

Rasti 1: Çelësi është i mbyllur (Ton)

Kur kaloni është i mbyllur, rryma rrjedh përmes ngarkesës. Kjo energjizon induktorin i cili ruan energjinë në fushën e tij magnetike. Dioda është e njëanshme e kundërt dhe vepron si një qark i hapur.

Rasti 2: Çelësi është i hapur (Toff)

Kur kaloni është i hapur, fusha magnetike e induktorit shembet e cila shkakton një emf dhe kështu rryma rrjedh përmes ngarkesës dhe diodës e cila tani është e njëanshme përpara.

Puna e kondensatorit është të zvogëlojë përmbajtjen e valëzimit në formën e valës së daljes. Kjo bëhet përsëri dhe përsëri.

Rryma që rrjedh përmes ngarkesës do të duket si në figurë. Rryma do të rritet gjatë Ton dhe do të bjerë gjatë Toff. Duke bërë disa matematikë, ne mund të dalim me formulën

Vout = α x Vin

ku ‘α’ njihet si cikli i punës i cili është i barabartë me Ton/T. Meqenëse α ndryshon nga 0 në 1, ne mund të shohim se tensioni i daljes është fraksioni i tensionit hyrës.

Hapi 2: Gjërat që do t'ju nevojiten

1x Arduino sipas zgjedhjes tuaj (më i vogël aq më mirë)

1x Monitor Power INA219

1x Modul LM2596

1x Rregullator i Tensionit LM7805

1x ekran OLED (128 x 64)

1 x Fole për rrymë DC

2x blloqe terminale

1x çelës SPDT

Potenciometër 1x 10k (Përdorni një tenxhere të saktë me 10 kthesa nëse është e mundur)

1x Kuti mbyllëse

Hapi 3: Le të shkojmë te Ndërtimi

Mjaft me teorinë. Le të mbledhim të gjithë përbërësit e kërkuar dhe të ndërtojmë një furnizim të lirë të lirë të energjisë duke përdorur këtë konvertues. Diagrami i qarkut dhe kodi janë bashkangjitur këtu. Sigurohuni që të instaloni bibliotekat SSD1306 dhe INA219 nga Adafruit.

Për të marrë të gjitha matjet e kërkuara, unë shkova me INA219. Ashtë një Monitor Dyfishtë i Fuqisë me I2C. Kjo pajisje e vogël e bën të lehtë punën e matjes së rrymës.

Ne do të përdorim vetëm dy kunja të Arduino për I2C. Unë kisha vetëm Arduino Nanon në kohën e bërjes së projektit. Mund të përdoret një alternativë më e vogël.

Unë shkriva potenciometrin e vogël që ishte në PCB dhe e zëvendësova me një potenciometër 10k i cili ishte ngjitur në pjesën e përparme të kutisë. Nëse është e mundur, përdorni potenciometër me saktësi dhjetë kthesa. Kjo do të ndihmojë në bërjen e rregullimeve të shkëlqyera.

Një ekran i vogël 0.96 inç 128x64 OLED përdoret për të shfaqur të gjitha matjet nga INA219.

Së fundi, një rrethim i vogël për të përshtatur gjithçka. Jini krijues në zgjedhjen e paraqitjes për përbërësit për aq kohë sa është e arsyeshme.

Hapi 4: Shijoni

Kjo eshte! Ngarko kodin dhe fillo të luash me pajisjen tënde të vogël. Vetëm mos harroni se rryma maksimale e cila mund të nxirret nga konverteri është 3A. Ky lloj moduli nuk ka ndonjë mbrojtje kundër qarkut të shkurtër.

Faleminderit që qëndruat deri në fund. Shpresoj se të gjithë ju pëlqen ky projekt dhe keni mësuar diçka të re sot. Më tregoni nëse e bëni një për veten tuaj. Regjistrohuni në kanalin tim në YouTube për më shumë projekte të ardhshme. Faleminderit edhe një herë!