Kako uporabljati pretvornik enosmernega v enosmerni tok LM2596: 8 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Ta vadnica bo pokazala, kako z pretvornikom Buck LM2596 za napajanje naprav, ki potrebujejo različne napetosti. Pokazali bomo, katere vrste baterij so najboljše za uporabo s pretvornikom in kako iz pretvornika pridobiti več kot en izhod (posredno).

Pojasnili bomo, zakaj smo izbrali ta pretvornik in za kakšne projekte ga lahko uporabimo.

Preden začnemo, le majhna opomba: pri delu z robotiko in elektroniko ne pozabite na pomen distribucije energije.

To je naša prva vadnica v naši seriji o distribuciji energije, verjamemo, da je distribucija energije pogosto spregledana in da je to velik razlog, zakaj mnogi ljudje na začetku izgubijo zanimanje za robotiko, na primer zažgejo svoje komponente in ne želijo kupiti upamo, da vam bo ta serija o distribuciji energije pomagala razumeti, kako bolje delati z električno energijo.

Zaloge:

1. LM2596 Pretvornik v enosmerni tok
2. 9V alkalna baterija
3. Arduino Uno
4. Mostične žice
5. 2S Li-Po ali Li-Ion baterija
6. 2A ali 3A varovalka
7. Servo motor SG90
8. Majhna deska

1. korak: Pregled Pinout

Tukaj si lahko ogledate, kako izgleda pretvorniški modul LM2596 DC v DC. Opazite lahko, da je LM2596 IC, modul pa vezje, zgrajeno okoli IC, da deluje kot nastavljiv pretvornik.

Pinout za modul LM2596 je zelo preprost:

IN+ Tukaj priključimo rdečo žico iz baterije (ali vira napajanja), to je VCC ali VIN (4,5 V - 40 V)

IN- Tukaj priključimo črno žico iz baterije (ali vira napajanja), to je ozemljitev, GND ali V--

OUT+ Tu priključimo pozitivno napetost razdelilnega tokokroga ali komponento, ki se napaja

OUT- Tukaj priključimo ozemljitev distribucijskega tokokroga ali komponento, ki se napaja

2. korak: Prilagodite izhod

To je pretvornik dolarjev, kar pomeni, da bo vzel višjo napetost in jo pretvoril v nižjo napetost. Za nastavitev napetosti moramo narediti nekaj korakov.

1. Pretvornik priključite na baterijo ali drug vir napajanja. Vedite, koliko napetosti ste vnesli v pretvornik.
2. Multimeter nastavite tako, da odčita napetost in nanj priključite izhod pretvornika. Zdaj že vidite napetost na izhodu.
3. Trimer (tukaj 20k Ohm) nastavite z drobnim izvijačem, dokler se napetost ne nastavi na želeno moč. Trimer lahko obrnete v obe smeri, da dobite občutek, kako z njim delati. Včasih boste morali pri prvi uporabi pretvornika zavrtite prirezovalni vijak za 5-10 polnih krogov, da bo deloval. Igrajte se z njim, dokler ne dobite občutka.
4. Zdaj, ko je napetost ustrezno nastavljena, namesto multimetra priključite napravo/modul, ki ga želite napajati.

V naslednjih nekaj korakih vam želimo pokazati nekaj primerov, kako ustvariti določene napetosti in kdaj uporabiti te napetosti. Ti koraki, prikazani tukaj, se odslej nanašajo na vse primere.

3. korak: Trenutna ocena

Trenutna ocena IC LM2596 je 3 ampere (stalen tok), če pa skozi njo dejansko vlečete 2 ali več amperov za daljše časovno obdobje, se bo segrela in izgorela. Kot pri večini drugih naprav moramo tudi tukaj zagotoviti zadostno hlajenje, da bo delovalo dolgo in zanesljivo.

Tu bi radi izvedli analogijo z osebnimi računalniki in procesorji, kar večina od vas že ve, segrevanje in zrušitev vašega računalnika, da izboljšamo njihovo delovanje, moramo izboljšati njihovo hlajenje, lahko pa hlajenje nadomestimo z boljšim pasivnim ali zračnim hladilnika ali še bolje uvesti s tekočim hlajenjem, enako je z vsemi elektronskimi komponentami, kot so IC. Za njegovo izboljšanje bomo nanj prilepili majhen hladilnik (toplotni izmenjevalec) in to bo pasivno razdelilo toploto iz IC v okoliški zrak.

Na zgornji sliki sta prikazani dve različici modula LM2596.

Prva različica je brez hladilnika in jo bomo uporabili, če je stalni tok pod 1,5 ampera.

Druga različica je s hladilnikom in jo bomo uporabili, če je stalni tok nad 1,5 ampera.

4. korak: Zaščita pred visokim tokom

Pri delu z napajalnimi moduli, kot so pretvorniki, je treba omeniti še to, da bodo izgoreli, če bo tok previsok. Verjamem, da ste to že razumeli iz zgornjega koraka, toda kako zaščititi IC pred velikim tokom?

Tu bi radi predstavili še eno komponento varovalko. V tem posebnem primeru naš pretvornik potrebuje zaščito pred 2 ali 3 amperi. Torej bomo vzeli, recimo varovalko 2 Amp in jo povezali v skladu s slikami zgoraj. To bo zagotovilo potrebno zaščito za naš IC.

V notranjosti varovalke je tanka žica iz materiala, ki se topi pri nizkih temperaturah, pri izdelavi pa se debelina žice skrbno prilagodi, tako da se žica lahko zlomi (ali razpne), če tok preseže 2 ampera. To bo ustavilo tok in visok tok ne bo mogel priti do pretvornika. Seveda to pomeni, da bomo morali zamenjati varovalko (ker se je zdaj stopila) in popraviti vezje, ki je poskušalo črpati preveč toka.

Če želite izvedeti več o varovalkah, si oglejte našo vadnico o njih, ko jo sprostimo.

5. korak: Napajanje motorja 6V in krmilnika 5V iz enega vira

Tukaj je primer, ki vključuje vse zgoraj omenjeno. Vse bomo povzeli s koraki ožičenja:

1. Priključite 2S Li-Po (7,4V) baterijo z varovalko 2A. To bo zaščitilo naše glavno vezje pred visokim tokom.
2. Z multimeterom, priključenim na izhodu, nastavite napetost na 6V.
3. Ozemljitev in VCC iz akumulatorja povežite z vhodnimi priključki pretvornika.
4. Pozitivni izhod povežite z VIN na Arduinu in z rdečo žico na mikro servo SG90.
5. Negativni izhod povežite z GND na Arduinu in rjavo žico na mikro servo SG90.

Tu smo napetost prilagodili na 6V in vklopili Arduino Uno in SG90. Razlog, zakaj bi to storili, namesto da bi za polnjenje SG90 uporabili izhod 5 V Arduino Uno, je enakomeren izhod, ki ga daje pretvornik, in omejen izhodni tok, ki prihaja iz Arduina, in vedno želimo ločiti moč motorja iz moči vezja. Tu zadnja stvar dejansko ni dosežena, ker za ta motor ni potrebna, vendar nam pretvornik to omogoča.

Če želite izvedeti več o tem, zakaj je bolje na ta način napajati komponente in ločiti motorje od krmilnikov, si oglejte našo vadnico o baterijah, ko se sprosti.

6. korak: Napajanje naprav 5V in 3.3V iz enega vira

Ta primer prikazuje, kako z LM2596 napajati dve napravi z dvema različnima vrstama napetosti. Ožičenje je jasno razvidno iz slik. Kaj smo storili tukaj, je razloženo v spodnjih korakih.

1. 9V alkalno baterijo (kupite jo lahko v kateri koli lokalni trgovini) priključite na vhod pretvornika.
2. Prilagodite napetost na 5V in priključite izhod na ploščo.
3. Priključite 5V Arduino na pozitivni priključek na plošči in povežite ozemlja Arduina in Breadboard.
4. Druga naprava, ki se napaja tukaj, je brezžični oddajnik/sprejemnik nrf24, ki potrebuje 3.3 V, običajno ga lahko napajate neposredno iz Arduina, vendar je tok, ki prihaja iz Arduina, običajno prešibak za prenos stabilnega radijskega signala, zato bomo uporabili naš pretvornik za napajanje.
5. Za to moramo uporabiti razdelilnik napetosti za zmanjšanje napetosti s 5 V na 3,3 V. To naredite tako, da priključite +5V pretvornika na 2k ohmski upor in 1k ohmski upor na tla. Končna napetost, kjer se dotaknejo, je zdaj zmanjšana na 3,3 V, ki jo uporabljamo za polnjenje nrf24.

Če želite izvedeti več o uporih in delilnikih napetosti, poiščite našo vadnico o tem, ko bo izšla.

7. korak: Zaključek

Radi bi povzeli vse, kar smo tukaj pokazali.

• Uporabite LM2596 za pretvorbo napetosti iz visoke (4,5 - 40) v nizko
• Pred priključitvijo drugih naprav/modulov vedno uporabite multimeter za preverjanje napetosti na izhodu
• Uporabite LM2596 brez hladilnika (hladilnika) za 1,5 ampera ali manj in s hladilnikom za do 3 ampere
• Uporabite varovalko z 2 ali 3 amp za zaščito LM2596, če napajate motorje, ki črpajo nepredvidljive tokove
• S pretvorniki zagotavljate stabilno napetost svojim vezjem z zadostnim tokom, ki ga lahko uporabite za zanesljivo krmiljenje motorjev, na ta način ne boste imeli zmanjšanega obnašanja s padcem napetosti akumulatorjev sčasoma

8. korak: Dodatne stvari

Modele, ki smo jih uporabili v tej vadnici, lahko prenesete iz našega računa GrabCAD:

GrabCAD Robottronic modeli

Druge vadnice si lahko ogledate na strani Instructables:

Robottronic z navodili

Prav tako lahko preverite kanal Youtube, ki se še začenja:

Youtube Robottronic