- Nødvendige materialer:
- Hvordan det fungerer:
- Koble LCD med Arduino til skjermens spenningsnivå:
- Bygning 0-24v 3A Variabel strømforsyningskrets:
- Poeng å huske på:
- Oppgradering:
Batterier brukes vanligvis til å slå på den elektroniske kretsen og prosjektene, ettersom de er lett tilgjengelige og lett kan kobles til. Men de tappet av raskt, og da trenger vi nye batterier, også disse batteriene kan ikke gi høy strøm for å drive en kraftig motor. Så for å løse disse problemene, designer vi i dag vår egen variabel strømforsyning som vil gi regulert DC-spenning fra 0 til 24v med en maksimal strøm opp til 3 ampere.
For de fleste av våre sensorer og motorer bruker vi spenningsnivåer som 3.3V, 5V eller 12V. Men mens sensorene krever strøm i milliampere, krever motorer som servomotorer eller PMDC-motorer, som går på 12V eller mer, høy strøm. Så vi bygger her den regulerte strømforsyningen med 3A strøm med variabel spenning mellom 0 og 24v. Men i praksis fikk vi opptil 22,2 v utgang.
Her styres spenningsnivået ved hjelp av et potensiometer, og spenningsverdien vises på LCD-skjermen (Liquid Crystal Display) som blir drevet av en Arduino Nano. Sjekk også ut våre forrige strømforsyningskretser:
Nødvendige materialer:
- Transformator - 24V 3A
- Prikkbrett
- LM338K High Current Voltage Regulator
- Diode Bridge 10A
- Arduino Nano
- LCD 16 * 2
- Motstand 1k og 220 ohm
- Kondensator 0.1uF og 0.001uF
- 7812 Spenningsregulator
- 5K variabel pott (radiopott)
- Berg stick (kvinne)
- Terminalblokk
Hvordan det fungerer:
En regulert strømforsyning (RPS) er en som konverterer strømnettet ditt til DC og regulerer det til det nødvendige spenningsnivået. Vår RPS bruker en 24V 3A trappetransformator som blir rettet opp i DC ved hjelp av en diodebro. Denne likestrømsspenningen reguleres til ønsket nivå ved bruk av LM338K og styres ved hjelp av et potensiometer. Den Arduino og LCD er drevet av en lav Karakter spenningsregulator IC som 7812. Jeg vil forklare krets trinnvis når vi går gjennom vårt prosjekt.
Koble LCD med Arduino til skjermens spenningsnivå:
La oss starte med LCD-skjermen. Hvis du er kjent med LCD-grensesnitt med Arduino, kan du hoppe over denne delen og hoppe direkte til neste seksjon, og hvis du er ny på Arduino og LCD, vil det ikke være et problem, da jeg vil veilede deg med koder og tilkoblinger. Arduino er et ATMEL-drevet mikrokontrollersett som vil hjelpe deg med å bygge prosjekter enkelt. Det er mange varianter tilgjengelig, men vi bruker Arduino Nano siden den er kompakt og enkel å bruke på prikkbrett
Mange mennesker har møtt problemer med å koble LCD-skjermen til Arduino, derfor prøver vi dette først, slik at det ikke ødelegger prosjektet vårt i siste øyeblikk. Jeg har brukt følgende til å begynne med:
Dette prikkbrettet vil bli brukt for hele kretsløpet vårt. Det anbefales å bruke en kvinnelig bergpinne for å fikse Arduino Nano slik at den kan brukes på nytt senere. Du kan også bekrefte arbeidet ved hjelp av et brødbrett (anbefalt for nybegynnere) før vi fortsetter med prikkbrettet. Det er en fin guide av AdaFruit for LCD, du kan sjekke den. Skjemaene for Arduino og LCD er gitt nedenfor. Arduino UNO brukes her til skjemaer, men ikke for å bekymre deg, Arduino NANO og UNO har de samme pinouts og fungerer det samme.
Når tilkoblingen er gjort, kan du laste opp koden nedenfor for å sjekke at LCD-skjermen fungerer. Overskriftsfilen for LCD er gitt av Arduino som standard, ikke bruk noen eksplisitte overskrifter, da de pleier å gi feil.
#inkludere
Dette burde få LCD-skjermen til å fungere, men hvis du fortsatt har problemer, prøv følgende:
1. Kontroller definisjonen av pins i programmet.
2. Jord den tredje pinnen (VEE) og den femte pinnen (RW) på LCD-skjermen direkte.
3. Forsikre deg om at LCD-pinnene er plassert i riktig rekkefølge, noen LCD-er har pinnene i en annen retning.
Når programmet fungerer, skal det se ut som dette. Gi oss beskjed ved kommentarer hvis du har noen problemer. Jeg har brukt mini-USB-kabelen til å drive Arduino for nå, men senere vil vi drive den med en spenningsregulator. Jeg loddet dem på prikkbrettet slik
Målet vårt er å gjøre denne RPS enkel å bruke og også holde kostnadene så lave som mulig, derfor har jeg samlet den på et prikkbrett, men hvis du kan tilby et Printed Circuit Board (PCB), vil det være flott siden vi har å gjøre med høye strømmer.
Bygning 0-24v 3A Variabel strømforsyningskrets:
Nå som skjermen vår er klar, la oss begynne med de andre kretsene. Fra nå av er det tilrådelig å gå med ekstra forsiktighet siden vi har direkte å gjøre med AC-strøm og høy strøm. Kontroller om det er kontinuitet ved å bruke et multimeter hver gang du slår på strømmen.
Transformatoren vi bruker er en 24V 3A transformator, dette vil trappe ned spenningen vår (220V i India) til 24V, og vi gir dette direkte til broens likeretter. Bridge-likeretteren skal gi deg (rot 2 ganger inngangsspenningen) 33,9V, men ikke bli overrasket om du kommer rundt 27 - 30 volt. Dette er på grunn av spenningsfallet over hver diode i broens likeretter. Når vi når dette stadiet, vil vi lodde det på punktkortet vårt og verifisere utgangen og bruke en terminalblokk slik at vi bruker den som en ikke-regulert konstant kilde om nødvendig.
La oss nå kontrollere utgangsspenningen ved å bruke en høystrømregulator som LM338K, dette vil for det meste være tilgjengelig i metallkroppspakke, siden den må skaffe høy strøm. Skjemaene for regulatoren for variabel spenning er vist nedenfor.
Verdien av R1 og R2 må beregnes ved hjelp av formlene ovenfor for å bestemme utgangsspenningen. Du kan også beregne motstandsverdiene ved hjelp av denne LM317 motstandskalkulatoren. I vårt tilfelle får vi R1 til å være 110 ohm og R2 som 5K (POT).
Når vår regulerte produksjon er klar, må vi bare slå opp Arduino. For å gjøre dette vil vi bruke en 7812 IC siden Arduino bare vil forbruke mindre strøm. Inngangsspenningen på 7812 er vår rettede 24v DC utgang fra likeretter. Utgangen fra regulert 12V DC blir gitt til Vin-pinnen til Arduino Nano. Ikke bruk 7805 siden den maksimale inngangsspenningen på 7805 bare er 24V, mens 7812 tåler opptil 24V. Det kreves også en varmeavleder for 7812 siden differensialspenningen er veldig høy.
Den komplette kretsen til denne variable strømforsyningen er vist nedenfor,
Følg skjemaene og lodd komponentene i henhold til dette. Som vist i skjemaene blir den variable spenningen på 1,5 til 24V kartlagt til 0-4,5V ved å bruke potensiell skillekrets, siden vår Arduino bare kan lese spenninger fra 0-5. Denne variable spenningen er koblet til pin A0 ved hjelp av hvilken utgangsspenningen til RPS måles. Den endelige koden for Arduino Nano er gitt nedenfor i kodeseksjonen. Sjekk også demonstrasjon Video på slutten.
Når loddearbeidet er gjort og koden er lastet opp til Arduino, er vår regulerte strømforsyning klar til bruk. Vi kan bruke hvilken som helst belastning som fungerer fra 1,5 til 22V med en strømstyrke på maksimalt 3A.
Poeng å huske på:
1. Vær forsiktig når du lodder tilkoblingene. Enhver uoverensstemmelse eller uforsiktighet vil enkelt steke komponentene dine.
2. Vanlige selgere er kanskje ikke i stand til å tåle 3A, dette vil føre til at du til slutt smelter loddet og forårsaker kortslutning. Bruk tykke kobbertråder eller bruk mer bly mens du kobler til høystrømssporene som vist på bildet.
3. Enhver kortslutning eller svak lodding vil lett brenne transformatorviklingene dine; Kontroller derfor kontinuiteten før du slår på kretsen. For ekstra sikkerhet kan en MCB eller sikring på inngangssiden brukes.
4. Høystrømsspenningsregulatorer kommer for det meste i metallbokspakker, mens du bruker dem på prikkbrett, må du ikke plassere komponenter i nærheten av dem, siden kroppen fungerer som utgangen fra den korrigerte spenningen, noe som vil føre til krusninger.
Ikke lodd ledningen til metallboksen, bruk i stedet en liten skrue som vist på bildet nedenfor. Soldater holder seg ikke til kroppen, og oppvarming resulterer i å skade regulatoren permanent.
5. Ikke hopp over noen filterkondensatorer fra skjemaene, dette vil skade deg Arduino.
6. Ikke overbelast transformatoren mer enn 3A, stopp når du hører en susende lyd fra transformatoren. Det er bra å operere mellom 0 - 2,5A.
7. Bekreft utgangen fra 7812-enheten din før du kobler den til Arduino, sjekk for overoppheting under første prøveperiode. Hvis oppvarming skjer, betyr det at Arduino bruker mer strøm, reduser bakgrunnsbelysningen på LCD-skjermen for å løse dette.
Oppgradering:
Den regulerte strømforsyningen (RPS) som er lagt ut ovenfor, har få problemer med nøyaktigheten på grunn av støyen i utgangssignalet. Denne typen støy er vanlig i tilfeller der en ADC brukes, en enkel løsning på den er å bruke et lavpasfilter som RC-filter. Siden vårt sirkulerte prikkbrett har både vekselstrøm og likestrøm i stiene, vil støyen være høy enn for andre kretser. Derfor brukes en verdi på R = 5.2K og C = 100uf for å filtrere ut støyen i signalet vårt.
Også en strømføler ACS712 er lagt til i kretsen vår for å måle utgangsstrømmen til RPS. Skjematisk nedenfor viser hvordan du kobler sensoren til Arduino-kortet.
Den nye videoen viser hvordan nøyaktigheten har blitt bedre: