Alimentare variabilă (convertor Buck): 4 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

O sursă de alimentare este un dispozitiv esențial atunci când lucrați cu electronice. Dacă doriți să știți câtă energie consumă circuitul dvs., va trebui să luați măsurători de tensiune și curent și apoi să le înmulțiți pentru a obține energie. O muncă atât de consumatoare de timp. Acest lucru devine și mai dificil dacă doriți să monitorizați continuu puterea pe o perioadă de timp. Ei bine, lăsați microcontrolerul să facă toată munca grea. În acest videoclip, vom vedea cum să realizăm o sursă de energie variabilă ieftină și să învățăm cum funcționează.

Să începem

Pasul 1: Convertorul Buck și funcționarea acestuia

Să aruncăm o privire la acest modul bazat pe LM2596 IC care oferă tensiune continuă variabilă la bornele sale de ieșire. Pentru a studia circuitul în profunzime, mi-am scos multimetrul, l-am pus în modul continuitate și am început să cercetez ceea ce este conectat la ce. După câteva sondaje, am venit cu circuitul așa cum se arată. Acesta este un convertor Buck, cunoscut și sub numele de convertor step-down. Varianta potențiometrului oferă orice tensiune între 1,25V și tensiunea de intrare. Aruncând o privire asupra fișei tehnice a LM2596 putem vedea că este un dispozitiv simplu de comutare cu unele caracteristici pe care le putem ignora pentru moment.

Deci, pentru o înțelegere clară, putem înlocui o parte a circuitului cu un comutator simplu, așa cum se arată în imagine.

Cazul 1: Comutatorul este închis (Ton)

Când comutatorul este închis, curentul curge prin sarcină. Aceasta energizează inductorul care stochează energie în câmpul său magnetic. Dioda este polarizată invers și acționează ca un circuit deschis.

Cazul 2: Comutatorul este deschis (Toff)

Când comutatorul este deschis, câmpul magnetic al inductorului se prăbușește, ceea ce induce un emf și, prin urmare, curentul curge prin sarcină și diodă, care este acum polarizată înainte.

Sarcina condensatorului este de a reduce conținutul de ondulație în forma de undă de ieșire. Acest lucru se face din nou și din nou.

Curentul care curge prin sarcină va arăta așa cum se arată în imagine. Curentul va crește în timpul Ton și va cădea în timpul Toff. Făcând câteva calcule, putem veni cu formula

Vout = α x Vin

unde „α” este cunoscut ca ciclul de funcționare care este egal cu Ton / T. Deoarece α variază de la 0 la 1, putem vedea că tensiunea de ieșire este fracția tensiunii de intrare.

Pasul 2: Lucruri de care vei avea nevoie

1x Arduino la alegere (mai mic cu atât mai bine)

1x monitor de alimentare INA219

1x modul LM2596

1x LM7805 Regulator de tensiune

1x ecran OLED (128 x 64)

1x priză de curent continuu

2x blocuri de borne

1x comutator SPDT

1x Potențiometru 10k (dacă este posibil, utilizați o oală de precizie de 10 rotiri)

1x cutie de incintă

Pasul 3: Să ajungem la construcție

Destul de teorie. Permiteți-ne să adunăm toate componentele necesare și să construim o mică sursă de energie ieftină folosind acest convertor. Schema circuitului și codul sunt atașate prin prezenta. Asigurați-vă că instalați bibliotecile SSD1306 și INA219 de la Adafruit.

Pentru a obține toate măsurătorile necesare, am mers cu INA219. Este un monitor de putere bidirecțional cu I2C. Acest dispozitiv mic face sarcina de măsurare a curentului ușoară.

Vom folosi doar doi pini ai Arduino pentru I2C. Aveam Arduino Nano doar la momentul realizării proiectului. Se poate folosi o alternativă mai mică.

Am desoldat micul potențiometru care se afla pe PCB și l-am înlocuit cu un potențiometru de 10k care a fost atașat în partea din față a cutiei. Dacă este posibil, utilizați un potențiometru de precizie de zece ture. Acest lucru va ajuta la efectuarea unor ajustări fine.

Pentru a afișa toate măsurătorile de la INA219 este utilizat un mic display OLED de 128x64 de 0,96 inch.

În cele din urmă, o carcasă mică pentru a se potrivi totul. Fii creativ în alegerea aspectului pentru componente, atâta timp cât este sensibil.

Pasul 4: Bucurați-vă

Asta e! Încărcați codul și începeți să jucați cu dispozitivul dvs. mic. Rețineți că curentul maxim care poate fi extras din convertor este de 3A. Acest tip de modul nu are nicio protecție împotriva scurtcircuitului.

Vă mulțumim că ați rămas până la final. Sper că tuturor vă place acest proiect și ați învățat ceva nou astăzi. Anunță-mă dacă îți faci una pentru tine. Abonați-vă la canalul meu YouTube pentru mai multe proiecte viitoare. Iti multumesc inca o data!