Spisu treści:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-13 06:58
Zasilacz jest niezbędnym urządzeniem podczas pracy z elektroniką. Jeśli chcesz wiedzieć, ile energii zużywa twój obwód, musisz wykonać pomiary napięcia i prądu, a następnie pomnożyć je, aby uzyskać moc. Taka czasochłonna praca. Staje się to jeszcze trudniejsze, jeśli chcesz stale monitorować moc przez pewien czas. Cóż, niech twój mikrokontroler wykona całą ciężką pracę. W tym filmie zobaczymy, jak wykonać tani zasilacz o zmiennej mocy i nauczymy się, jak działa.
Zacznijmy
Krok 1: Konwerter Buck i jego działanie
Rzućmy okiem na ten moduł oparty na układzie scalonym LM2596, który daje zmienne napięcie DC na swoich zaciskach wyjściowych. Aby dogłębnie zbadać obwód, wyjąłem multimetr, przestawiłem go w tryb ciągłości i zacząłem sprawdzać, co jest z czym połączone. Po pewnym sondowaniu wymyśliłem obwód, jak pokazano. Jest to konwerter Buck, znany również jako konwerter obniżający. Zmiana potencjometru daje dowolne napięcie pomiędzy 1,25V a napięciem wejściowym. Patrząc na arkusz danych LM2596, widzimy, że jest to proste urządzenie przełączające z niektórymi funkcjami, które możemy na razie zignorować.
Tak więc dla lepszego zrozumienia możemy zastąpić część obwodu prostym przełącznikiem, jak pokazano na rysunku.
Przypadek 1: Przełącznik jest zamknięty (Ton)
Gdy przełącznik jest zamknięty, prąd przepływa przez obciążenie. To pobudza cewkę indukcyjną, która przechowuje energię w swoim polu magnetycznym. Dioda jest spolaryzowana zaporowo i działa jako obwód otwarty.
Przypadek 2: Przełącznik jest otwarty (Toff)
Gdy przełącznik jest otwarty, pole magnetyczne cewki indukcyjnej zapada się, co indukuje emf, a zatem prąd przepływa przez obciążenie i diodę, która jest teraz spolaryzowana do przodu.
Zadaniem kondensatora jest zmniejszenie zawartości tętnień w przebiegu wyjściowym. Odbywa się to raz za razem.
Prąd płynący przez obciążenie będzie wyglądał tak, jak pokazano na rysunku. Prąd wzrośnie podczas Ton i opadnie podczas Toff. Robiąc trochę matematyki, możemy wymyślić wzór
Vout = α x Vin
gdzie „α” jest znany jako cykl pracy równy Ton/T. Ponieważ α zmienia się od 0 do 1, widzimy, że napięcie wyjściowe jest ułamkiem napięcia wejściowego.
Krok 2: Rzeczy, których będziesz potrzebować
1x Arduino do wyboru (mniejsze tym lepsze)
1x monitor mocy INA219
1x moduł LM2596
1x regulator napięcia LM7805
1x wyświetlacz OLED (128x64)
1x gniazdo zasilania prądem stałym;
2x Bloki zaciskowe
1x przełącznik SPDT
1x potencjometr 10k (w miarę możliwości użyj precyzyjnej 10-obrotowej potencjometru)
1x obudowa pudełka
Krok 3: Przejdźmy do kompilacji
Dość teorii. Zbierzmy wszystkie potrzebne podzespoły i zbudujmy tani zasilacz za pomocą tego przetwornika. Schemat obwodu i kod są załączone do niniejszego dokumentu. Upewnij się, że zainstalowałeś biblioteki SSD1306 i INA219 firmy Adafruit.
Aby uzyskać wszystkie wymagane pomiary, wybrałem INA219. Jest to dwukierunkowy monitor mocy z I2C. To niewielkie urządzenie ułatwia pomiar prądu.
Będziemy używać tylko dwóch pinów Arduino dla I2C. W momencie tworzenia projektu miałem tylko Arduino Nano. Można zastosować mniejszą alternatywę.
Wylutowałem maleńki potencjometr, który był na płytce drukowanej i zastąpiłem go potencjometrem 10k, który był przymocowany z przodu pudełka. Jeśli to możliwe, użyj dziesięcioobrotowego precyzyjnego potencjometru. Pomoże to w dokonaniu drobnych korekt.
Mały wyświetlacz OLED o przekątnej 0,96 cala 128x64 służy do wyświetlania wszystkich pomiarów z INA219.
Wreszcie mała obudowa, w której wszystko się zmieści. Bądź kreatywny w wyborze układu komponentów, o ile jest to rozsądne.
Krok 4: Ciesz się
Otóż to! Prześlij kod i zacznij grać swoim małym urządzeniem. Pamiętaj tylko, że maksymalny prąd jaki można pobrać z przetwornika to 3A. Ten typ modułu nie posiada żadnej ochrony przed zwarciem.
Dziękuję za wytrwanie do końca. Mam nadzieję, że wszyscy kochacie ten projekt i nauczyliście się dzisiaj czegoś nowego. Daj mi znać, jeśli zrobisz dla siebie. Subskrybuj mój kanał na YouTube, aby zobaczyć więcej nadchodzących projektów. Dziękuję raz jeszcze!