Cum se folosește convertorul DC la DC Buck LM2596: 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Acest tutorial va arăta cum să utilizați LM2596 Buck Converter pentru a porni dispozitivele care necesită tensiuni diferite. Vom arăta care sunt cele mai bune tipuri de baterii de utilizat cu convertorul și cum să obțineți mai mult decât o singură ieșire de la convertor (indirect).

Vom explica de ce am ales acest convertor și pentru ce fel de proiecte îl putem folosi.

Doar o mică notă înainte de a începe: atunci când lucrați cu robotică și electronică, vă rugăm să nu treceți cu vederea importanța distribuției de energie.

Acesta este primul nostru tutorial din seria noastră despre distribuția energiei, credem că distribuția energiei este adesea trecută cu vederea și că acesta este un motiv important pentru care mulți oameni își pierd interesul pentru robotică la început, de exemplu, își ard componentele și nu sunt dispuși să cumpere noi componente din frica de a le arde din nou, sperăm că această serie de distribuție a energiei vă va ajuta să înțelegeți cum să lucrați mai bine cu electricitatea.

Provizii:

1. Convertor LM2596 DC-DC
2. Baterie alcalină de 9V
3. Arduino Uno
4. Sârme jumper
5. Baterie Li-Po sau Li-Ion 2S
6. Siguranță 2A sau 3A
7. Servomotor SG90
8. Mică panou

Pasul 1: Prezentare generală

Aici Puteți vedea cum arată modulul convertor DC-DC LM2596. Puteți observa că LM2596 este un IC, iar modulul este un circuit construit în jurul IC pentru a-l face să funcționeze ca un convertor reglabil.

Pinout pentru modulul LM2596 este foarte simplu:

IN + Aici conectăm firul roșu de la baterie (sau de la sursa de alimentare), acesta este VCC sau VIN (4.5V - 40V)

IN- Aici conectăm firul negru de la baterie (sau de la sursa de alimentare), acesta este împământat, GND sau V--

OUT + Aici conectăm tensiunea pozitivă a circuitului de distribuție a energiei sau a unei componente alimentate

OUT- Aici conectăm pământul circuitului de distribuție a energiei sau o componentă alimentată

Pasul 2: Reglarea ieșirii

Acesta este un convertor Buck, ceea ce înseamnă că va lua tensiune mai mare și îl va converti în tensiune mai mică. Pentru a regla tensiunea trebuie să facem câteva etape.

1. Conectați convertorul la baterie sau la altă sursă de alimentare. Știți câtă tensiune ați introdus în convertor.
2. Setați multimetrul să citească tensiunea și conectați ieșirea convertorului la acesta. Acum puteți vedea deja tensiunea la ieșire.
3. Reglați tunderea (aici 20k Ohm) cu o șurubelniță mică până când tensiunea este setată la ieșirea dorită. Simțiți-vă liber să rotiți aparatul de tuns în ambele direcții pentru a avea senzația cum să lucrați cu el. Uneori, când utilizați convertorul pentru prima dată, va trebui să rotiți șurubul de tuns 5-10 cercuri complete pentru a-l funcționa. Joacă-te cu el până ai sentimentul.
4. Acum că tensiunea este reglată corespunzător, în locul multimetrului conectați dispozitivul / modulul pe care doriți să îl alimentați.

În următorii pași am dori să vă arătăm câteva exemple despre cum să produceți anumite tensiuni și când să utilizați aceste tensiuni. Acești pași afișați aici sunt de acum încolo implicați în toate exemplele.

Pasul 3: Evaluare curentă

Evaluarea curentă a IC LM2596 este de 3 Amperi (curent constant), dar dacă trageți de fapt 2 sau mai mulți Amperi pentru o perioadă lungă de timp, se va încălzi și arde. Ca și în cazul majorității dispozitivelor de aici, trebuie să oferim suficientă răcire pentru ca acesta să funcționeze mult și fiabil.

Aici ne-ar plăcea să facem o analogie cu PC-urile și CPU-urile, așa cum știți majoritatea dintre voi, încălzirea și blocarea computerului dvs. mai rece sau introduceți și mai bine odată cu răcirea cu lichid, este același lucru cu fiecare componentă electronică precum IC-urile. Deci, pentru a-l îmbunătăți, vom lipi un răcitor mic (schimbător de căldură) deasupra acestuia și acesta va distribui pasiv căldura de la IC la aerul înconjurător.

Imaginea de mai sus prezintă două versiuni ale modulului LM2596.

Prima versiune este fără cooler și o vom folosi dacă curentul constant este sub 1,5 Amperi.

A doua versiune este cu coolerul și îl vom folosi dacă curentul constant este peste 1,5 Amperi.

Pasul 4: Protecție la curent ridicat

Un alt lucru de menționat atunci când lucrați cu module de putere, cum ar fi convertoarele, este că acestea se vor arde dacă curentul este prea mare. Cred că ați înțeles deja acest lucru din pasul de mai sus, dar cum să protejați IC-ul de curentul mare?

Aici am dori să introducem o altă componentă Siguranța. În acest caz specific convertorul nostru are nevoie de protecție de la 2 sau 3 Amperi. Deci, vom lua, să zicem o siguranță de 2 Amperi și o vom conecta conform imaginilor de mai sus. Aceasta va oferi protecția necesară IC-ului nostru.

În interiorul siguranței există un fir subțire dintr-un material care se topește la temperaturi scăzute, grosimea firului este ajustată cu atenție în timpul fabricației, astfel încât firul să se rupă (sau să nu se vândă) dacă curentul depășește 2 Amperi. Acest lucru va opri fluxul de curent și curentul mare nu va putea ajunge la convertor. Desigur, asta înseamnă că va trebui să înlocuim siguranța (pentru că este topită acum) și să corectăm circuitul care a încercat să atragă prea mult curent.

Dacă doriți să aflați mai multe despre siguranțe, vă rugăm să consultați tutorialul nostru despre ele atunci când îl lansăm.

Pasul 5: Alimentarea motorului de 6V și a controlerului de 5V dintr-o singură sursă

Iată un exemplu care include tot ceea ce am menționat mai sus. Vom rezuma totul cu pașii de conectare:

1. Conectați bateria 2S Li-Po (7.4V) la siguranța 2A. Acest lucru ne va proteja circuitul principal de curent mare.
2. Reglați tensiunea la 6V cu multimetrul conectat la ieșire.
3. Conectați pământul și VCC-ul de la baterie la bornele de intrare ale convertorului.
4. Conectați ieșirea pozitivă cu VIN de pe Arduino și cu firul roșu de pe micro servo SG90.
5. Conectați ieșirea negativă cu GND de pe Arduino și firul maro pe micro servo SG90.

Aici am reglat tensiunea la 6V și am alimentat Arduino Uno și SG90. Motivul pentru care am face asta în loc să folosim ieșirea de 5V a Arduino Uno pentru a încărca SG90 este ieșirea constantă dată de convertor, precum și curentul limitat de ieșire care vine de la Arduino și, de asemenea, dorim întotdeauna să separăm puterea motorului de la puterea circuitului. Aici ultimul lucru nu este de fapt realizat, deoarece nu este necesar pentru acest motor, dar convertorul ne oferă posibilitatea de a face acest lucru.

Pentru a înțelege mai multe despre de ce este mai bine să alimentați componentele în acest fel și să separați motoarele de controlere, vă rugăm să consultați tutorialul nostru privind bateriile atunci când este eliberat.

Pasul 6: Alimentarea dispozitivelor de 5V și 3.3V dintr-o singură sursă

Acest exemplu arată cum să utilizați LM2596 pentru a alimenta două dispozitive cu două tipuri diferite de tensiuni. Cablajul poate fi văzut clar din imagini. Ceea ce am făcut aici este explicat în pașii de mai jos.

1. Conectați bateria alcalină de 9V (poate fi cumpărată în orice magazin local) la intrarea convertorului.
2. Reglați tensiunea la 5V și conectați ieșirea la panoul de control.
3. Conectați 5V de la Arduino la terminalul pozitiv de pe panou și conectați terenurile Arduino și Breadboard.
4. Al doilea dispozitiv alimentat aici este un emițător / receptor wireless nrf24, necesită 3,3 V, în mod normal, îl puteți alimenta direct de pe Arduino, dar curentul care vine de la Arduino este de obicei prea slab pentru a transmite semnal radio stabil, așa că vom folosi convertorul nostru să-l alimenteze.
5. Pentru a face acest lucru, trebuie să folosim un divizor de tensiune pentru a reduce tensiunea de la 5V la 3,3V. Acest lucru se face prin conectarea + 5V a convertorului la rezistorul de 2k Ohm și rezistorul de 1k Ohm la sol. Tensiunea terminalului la care se ating este acum redusă la 3,3V pe care o folosim pentru a încărca nrf24.

Dacă doriți să aflați mai multe despre rezistențe și divizoare de tensiune, vă rugăm să consultați tutorialul nostru despre acest lucru atunci când este lansat.

Pasul 7: Concluzie

Am dori să rezumăm ceea ce am arătat aici.

• Utilizați LM2596 pentru a converti tensiunea de la mare (4,5 - 40) la scăzută
• Utilizați întotdeauna un multimetru pentru a verifica nivelul de tensiune la ieșire înainte de a conecta alte dispozitive / module
• Utilizați LM2596 fără radiator (cooler) pentru 1,5 Amperi sau mai puțin și cu radiator pentru până la 3 Amperi
• Folosiți o siguranță de 2 Amperi sau 3 Amperi pentru a proteja LM2596 dacă alimentați motoare care trag curenți imprevizibili
• Folosind convertoare, furnizați tensiune stabilă circuitelor dvs. cu un curent suficient pe care îl puteți utiliza pentru a controla în mod fiabil motoarele, astfel nu veți avea un comportament redus cu căderea tensiunii bateriilor în timp.

Pasul 8: Lucruri suplimentare

Puteți descărca modelele pe care le-am folosit în acest tutorial din contul nostru GrabCAD:

Modele GrabCAD Robottronic

Puteți vedea celelalte tutoriale pe Instructables:

Instructables Robottronic

De asemenea, puteți verifica canalul Youtube care este încă în curs de lansare:

Youtube Robottronic