- Wymagane materiały:
- Jak to działa:
- Łączenie LCD z Arduino w celu wyświetlania poziomu napięcia:
- Budynek 0-24v 3A zmienny obwód zasilania:
- O czym należy pamiętać:
- Aktualizacja:
Baterie są zwykle używane do zasilania obwodu elektronicznego i projektów, ponieważ są łatwo dostępne i można je łatwo podłączyć. Ale szybko się wyczerpały i potrzebujemy nowych baterii, również te baterie nie są w stanie zapewnić dużego prądu do napędzania mocnego silnika. Aby rozwiązać te problemy, dzisiaj projektujemy własny zasilacz o zmiennej wydajności, który zapewni regulowane napięcie stałe w zakresie od 0 do 24 V z maksymalnym prądem do 3 amperów.
W przypadku większości naszych czujników i silników stosujemy poziomy napięcia, takie jak 3,3 V, 5 V lub 12 V. Ale podczas gdy czujniki wymagają prądu w miliamperach, silniki takie jak serwomotory lub silniki PMDC, które działają na 12 V lub więcej, wymagają wysokiego prądu. Dlatego budujemy tutaj zasilacz regulowany o prądzie 3A z napięciem zmiennym od 0 do 24v. Jednak w praktyce uzyskaliśmy do 22,2v mocy wyjściowej.
Tutaj poziom napięcia jest kontrolowany za pomocą potencjometru, a wartość napięcia jest wyświetlana na wyświetlaczu ciekłokrystalicznym (LCD), który będzie sterowany przez Arduino Nano. Sprawdź również nasze poprzednie obwody zasilania:
Wymagane materiały:
- Transformator - 24V 3A
- Tablica z kropkami
- Regulator napięcia wysokiego prądu LM338K
- Mostek diodowy 10A
- Arduino Nano
- LCD 16 * 2
- Rezystor 1k i 220 omów
- Kondensator 0,1 uF i 0,001 uF
- 7812 Regulator napięcia
- 5K zmienny Pot (Radio Pot)
- Berg stick (kobieta)
- Blok zacisków
Jak to działa:
Regulowany Zasilacz (RPS) to taki, który konwertuje zasilania sieciowego do DC i reguluje je do naszej wymaganego poziomu napięcia. Nasz RPS wykorzystuje transformator obniżający napięcie 24 V 3 A, który jest prostowany na prąd stały za pomocą mostka diodowego. To napięcie DC jest regulowane do naszego wymaganego poziomu za pomocą LM338K i kontrolowane za pomocą potencjometru. Arduino i LCD są zasilane niskim regulatora prądu Napięcie znamionowe IC jak 7812. opiszę krok po kroku jak obwód idziemy przez naszego projektu.
Łączenie LCD z Arduino w celu wyświetlania poziomu napięcia:
Zacznijmy od wyświetlacza LCD. Jeśli znasz interfejs LCD z Arduino, możesz pominąć tę część i bezpośrednio przejść do następnej sekcji, a jeśli jesteś nowy w Arduino i LCD, nie będzie to problem, ponieważ poprowadzę Cię kodami i połączeniami. Arduino to zestaw mikrokontrolera zasilany przez ATMEL, który pomoże Ci w łatwym budowaniu projektów. Dostępnych jest wiele wariantów, ale używamy Arduino Nano, ponieważ jest kompaktowy i łatwy w użyciu na tablicy kropkowej
Wiele osób miało problemy z połączeniem LCD z Arduino, dlatego najpierw próbujemy, aby nie zrujnowało to naszego projektu w ostatniej chwili. Na początek użyłem następujących:
Ta płytka Dot będzie używana w całym naszym obwodzie, zaleca się użycie żeńskiego patyka do mocowania Arduino Nano, aby można go było później ponownie wykorzystać. Możesz również sprawdzić działanie za pomocą płytki prototypowej (zalecanej dla początkujących), zanim przejdziemy do naszej tablicy Dot. Jest fajny poradnik AdaFruit dla LCD, możesz to sprawdzić. Schematy dla Arduino i LCD podano poniżej. Arduino UNO jest tutaj używane do tworzenia schematów, ale nie martw się, że Arduino NANO i UNO mają te same wyprowadzenia i działają tak samo.
Po zakończeniu połączenia możesz przesłać poniższy kod bezpośrednio, aby sprawdzić działanie LCD. Plik nagłówkowy dla LCD jest domyślnie podawany przez Arduino, nie używaj żadnych jawnych nagłówków, ponieważ zwykle powodują błędy.
#zawierać
Powinno to sprawić, że wyświetlacz LCD zadziała, ale jeśli nadal masz problemy, spróbuj wykonać następujące czynności:
1. Sprawdź definicję kołków w programie.
2. Bezpośrednio uziemić 3. pin (VEE) i 5. pin (RW) twojego LCD.
3. Upewnij się, że styki wyświetlacza LCD są umieszczone we właściwej kolejności, niektóre wyświetlacze LCD mają styki w innym kierunku.
Gdy program zadziała, powinien wyglądać mniej więcej tak. Jeśli masz jakiekolwiek problemy, daj nam znać w komentarzach. Na razie użyłem kabla mini USB do zasilania Arduino, ale później będziemy go zasilać za pomocą regulatora napięcia. Przylutowałem je do tablicy kropkowej w ten sposób
Naszym celem jest uczynienie tego RPS łatwym w użyciu, a także utrzymanie kosztu na jak najniższym poziomie, dlatego zmontowałem go na płytce punktowej, ale jeśli możesz zaoferować płytkę drukowaną (PCB), będzie świetnie, ponieważ mamy do czynienia z wysokimi prądami.
Budynek 0-24v 3A zmienny obwód zasilania:
Teraz, gdy nasz wyświetlacz jest gotowy, zacznijmy od innych obwodów. Od teraz należy zachować szczególną ostrożność, ponieważ mamy do czynienia bezpośrednio z siecią prądu przemiennego i dużym prądem. Sprawdź ciągłość za pomocą multimetru za każdym razem przed zasileniem obwodu.
Stosowany przez nas transformator to 24 V 3 A, co obniży nasze napięcie (220 V w Indiach) do 24 V i przekażemy je bezpośrednio do naszego prostownika mostkowego. Mostek prostowniczy powinien dawać (root 2 razy napięcie wejściowe) 33,9 V, ale nie zdziw się, jeśli uzyskasz około 27-30 woltów. Dzieje się tak z powodu spadku napięcia na każdej diodzie w naszym prostowniku mostkowym. Gdy osiągniemy ten etap, przylutujemy go do naszej płytki z kropkami i zweryfikujemy nasze wyjście i użyjemy bloku zacisków, aby w razie potrzeby użyć go jako nieregulowanego stałego źródła.
Teraz kontrolujmy napięcie wyjściowe za pomocą regulatora wysokiego prądu, takiego jak LM338K, będzie on głównie dostępny w metalowej obudowie, ponieważ musi dostarczać duży prąd. Schematy regulatora zmiennego napięcia przedstawiono poniżej.
Wartość R1 i R2 należy obliczyć przy użyciu powyższych wzorów w celu określenia napięcia wyjściowego. Możesz również obliczyć wartości rezystorów za pomocą tego kalkulatora rezystora LM317. W naszym przypadku R1 ma wartość 110 omów, a R2 jako 5K (POT).
Gdy nasze wyjście regulowane będzie gotowe, musimy tylko włączyć Arduino, aby to zrobić, użyjemy układu scalonego 7812, ponieważ Arduino będzie zużywać tylko mniej prądu. Napięcie wejściowe 7812 to nasze wyprostowane wyjście 24 V DC z prostownika. Wyjście regulowanego napięcia stałego 12V jest podawane na pin Vin Arduino Nano. Nie używaj 7805, ponieważ maksymalne napięcie wejściowe 7805 wynosi tylko 24 V, podczas gdy 7812 może wytrzymać do 24 V. 7812 wymaga również radiatora, ponieważ napięcie różnicowe jest bardzo wysokie.
Cały obwód tego zmiennego zasilacza pokazano poniżej,
Postępuj zgodnie ze schematem i odpowiednio przylutuj komponenty. Jak pokazano na schematach, zmienne napięcie od 1,5 do 24 V jest mapowane na 0-4,5 V za pomocą obwodu dzielnika potencjału, ponieważ nasze Arduino może odczytywać tylko napięcia z zakresu 0-5. To zmienne napięcie jest podłączone do styku A0, za pomocą którego mierzone jest napięcie wyjściowe RPS. Ostateczny kod dla Arduino Nano jest podany poniżej w sekcji Kod. Sprawdź również wideo demonstracyjne na końcu.
Po zakończeniu lutowania i przesłaniu kodu do Arduino nasz regulowany zasilacz jest gotowy do użycia. Możemy zastosować dowolne obciążenie pracujące w zakresie od 1,5 do 22 V z prądem znamionowym maksymalnie 3A.
O czym należy pamiętać:
1. Zachowaj ostrożność podczas lutowania połączeń, wszelkie niedopasowania lub nieostrożność mogą łatwo usmażyć elementy.
2. Zwykłe lutowie mogą nie wytrzymać 3A, co w końcu doprowadzi do stopienia lutu i spowoduje zwarcie. Użyj grubych miedzianych przewodów lub użyj więcej przewodów podczas podłączania torów wysokoprądowych, jak pokazano na rysunku.
3. Każde zwarcie lub słabe lutowanie z łatwością spali uzwojenia transformatora; stąd sprawdź ciągłość przed włączeniem obwodu. Dla dodatkowego bezpieczeństwa można zastosować wyłącznik MCB lub bezpiecznik po stronie wejściowej.
4. Wysokoprądowe regulatory napięcia są najczęściej dostarczane w metalowych puszkach, podczas gdy ich używanie na tablicy kropkowej nie umieszcza komponentów blisko nich, ponieważ ich korpus działa jako wyjście wyprostowanego napięcia, co dodatkowo spowoduje tętnienia.
Nie lutuj również drutu do metalowej puszki, zamiast tego użyj małej śruby, jak pokazano na poniższym rysunku. Luty nie przyklejają się do korpusu, a nagrzewanie powoduje trwałe uszkodzenie Regulatora.
5. Nie pomijaj żadnych kondensatorów filtrujących ze schematów, spowoduje to uszkodzenie Arduino.
6. Nie przeciążaj transformatora więcej niż 3A, zatrzymaj się, gdy usłyszysz syczący dźwięk z transformatora. Dobrze jest pracować w zakresach 0 - 2,5A.
7. Sprawdź wyjście 7812 przed podłączeniem go do Arduino, sprawdź, czy nie przegrzewa się podczas pierwszej próby. Jeśli nastąpi nagrzewanie, oznacza to, że Arduino zużywa więcej prądu, zmniejsz podświetlenie wyświetlacza LCD, aby rozwiązać ten problem.
Aktualizacja:
Zamieszczony powyżej zasilacz regulowany (RPS) ma niewiele problemów z dokładnością ze względu na szum występujący w sygnale wyjściowym. Ten rodzaj szumu jest powszechny w przypadkach, gdy używany jest ADC, prostym rozwiązaniem jest użycie filtra dolnoprzepustowego, takiego jak filtr RC. Ponieważ nasza płytka z obwodami kropek ma zarówno AC, jak i DC na swoich ścieżkach, szum będzie wysoki niż w innych obwodach. Stąd wartość R = 5,2K i C = 100uf jest używana do odfiltrowania szumu w naszym sygnale.
Do naszego obwodu dodano również czujnik prądu ACS712, który mierzy prąd wyjściowy RPS. Poniższy schizmatyk pokazuje, jak podłączyć czujnik do płytki Arduino.
Nowy film pokazuje, jak poprawiła się dokładność: