Variabilno napajanje (pretvornik Buck): 4 koraki (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Napajanje je bistvena naprava pri delu z elektroniko. Če želite vedeti, koliko energije porabi vaše vezje, boste morali izmeriti napetost in tok ter jih nato pomnožiti, da dobite moč. Tako zamudno delo. To postane še težje, če želite v daljšem časovnem obdobju stalno spremljati moč. No, naj vaš mikrokrmilnik opravi vse težko delo. V tem videu bomo videli, kako narediti poceni spremenljiv napajalnik in se naučili njegovega delovanja.

Začnimo

1. korak: Pretvornik dolarjev in njegovo delovanje

Oglejmo si ta modul, ki temelji na LM2596 IC, ki daje spremenljivo enosmerno napetost na svojih izhodnih sponkah. Za poglobljeno preučevanje vezja sem vzel multimeter, ga dal v neprekinjeni način in začel preizkušati, da bi ugotovil, kaj je povezano s čim. Po nekaj sondiranja sem prišel do vezja, kot je prikazano. To je pretvornik dolarjev, znan tudi kot pretvornik za zniževanje. Spreminjanje potenciometra daje napetost med 1,25 V in vhodno napetostjo. Če pogledamo podatkovni list LM2596, lahko vidimo, da gre za preprosto preklopno napravo z nekaterimi funkcijami, ki jih za zdaj lahko zanemarimo.

Za jasno razumevanje lahko del vezja zamenjamo s preprostim stikalom, kot je prikazano na sliki.

Primer 1: Stikalo je zaprto (Ton)

Ko je stikalo zaprto, tok teče skozi obremenitev. To napaja induktor, ki shranjuje energijo v svojem magnetnem polju. Dioda je obrnjena in deluje kot odprto vezje.

Primer 2: Stikalo je odprto (Toff)

Ko je stikalo odprto, se magnetno polje induktorja zruši, kar povzroči emf in zato tok teče skozi obremenitev in diodo, ki je zdaj naprej pristranska.

Naloga kondenzatorja je zmanjšati vsebnost valov v izhodni valovni obliki. To se počne vedno znova.

Tok, ki teče skozi obremenitev, bo videti, kot je prikazano na sliki. Tok bo naraščal med Tonom in padel med Toffom. Z nekaj matematike lahko pridemo do formule

Vout = α x Vin

kjer je „α“znan kot obratovalni cikel, ki je enak Ton/T. Ker se α spreminja od 0 do 1, lahko vidimo, da je izhodna napetost del vhodne napetosti.

Korak: Stvari, ki jih boste potrebovali

1x Arduino po vaši izbiri (manjši, bolje)

1x monitor napajanja INA219

1x modul LM2596

1x regulator napetosti LM7805

1x OLED zaslon (128 x 64)

1x enosmerna vtičnica

2x priključni bloki

1x stikalo SPDT

1x 10k potenciometer (po možnosti uporabite lonec za 10 obratov)

1x škatla za ohišje

3. korak: Pojdimo na gradnjo

Dovolj teorije. Zberemo vse potrebne komponente in izdelamo poceni malo napajalnika s tem pretvornikom. Shema vezja in koda sta priložena. Namestite knjižnice SSD1306 in INA219 podjetja Adafruit.

Za vse potrebne meritve sem šel z INA219. To je dvosmerni monitor moči z I2C. Ta majhna naprava olajša merjenje toka.

Za I2C bomo uporabljali samo dva zatiča Arduina. V času nastanka projekta sem imel samo Arduino Nano. Lahko se uporabi manjša alternativa.

Razpakiral sem majhen potenciometer, ki je bil na tiskanem vezju, in ga zamenjal z 10k potenciometrom, ki je bil pritrjen na sprednji strani škatle. Če je mogoče, uporabite natančni potenciometer z desetimi zavoji. To bo pomagalo pri natančnih prilagoditvah.

Majhen 0,96 -palčni OLED zaslon 128x64 se uporablja za prikaz vseh meritev iz INA219.

Končno, majhno ohišje, v katerega se lahko vse prilega. Bodite ustvarjalni pri izbiri postavitve komponent, dokler je to smiselno.

4. korak: Uživajte

To je to! Naložite kodo in se začnite igrati s svojo majhno napravo. Ne pozabite, da je največji tok, ki ga lahko črpate iz pretvornika, 3A. Ta vrsta modulov nima zaščite pred kratkim stikom.

Hvala, ker ste vztrajali do konca. Upam, da vam je vsem všeč ta projekt in ste se danes naučili kaj novega. Sporočite mi, če ga naredite sami. Naročite se na moj YouTube kanal za več prihajajočih projektov. Še enkrat hvala!