- Необходимые материалы:
- Как это устроено:
- Подключение ЖК-дисплея к Arduino для отображения уровня напряжения:
- Цепь переменного источника питания 0-24в 3А:
- Следует иметь в виду:
- Обновить:
Батареи обычно используются для питания электронных схем и проектов, поскольку они легко доступны и легко подключаются. Но они быстро разряжаются, и тогда нам нужны новые батареи, а также эти батареи не могут обеспечить большой ток для привода мощного двигателя. Итак, чтобы решить эти проблемы, сегодня мы разрабатываем наш собственный источник переменного тока, который будет обеспечивать регулируемое напряжение постоянного тока в диапазоне от 0 до 24 В с максимальным током до 3 ампер.
Для большинства наших датчиков и двигателей мы используем уровни напряжения, такие как 3,3 В, 5 В или 12 В. Но в то время как для датчиков требуется ток в миллиамперах, для двигателей, таких как серводвигатели или двигатели с постоянным постоянным током, которые работают от 12 В или более, требуется большой ток. Таким образом, мы строим здесь Регулируемый источник питания тока 3А с переменным напряжением от 0 до 24v. Однако на практике мы получили до 22,2 В.
Здесь уровень напряжения контролируется с помощью потенциометра, а значение напряжения отображается на жидкокристаллическом дисплее (ЖКД), которым управляет Arduino Nano. Также ознакомьтесь с нашими предыдущими схемами питания:
Необходимые материалы:
- Трансформатор - 24В 3А
- Точечная доска
- LM338K Стабилизатор высокого напряжения
- Диодный мост 10А
- Ардуино Нано
- ЖК-дисплей 16 * 2
- Резистор 1к и 220 Ом
- Конденсатор 0,1 мкФ и 0,001 мкФ
- 7812 Регулятор напряжения
- Регулируемый горшок 5K (Radio Pot)
- Палочка Берга (Самка)
- Клеммный блок
Как это устроено:
Регулируемый блок питания (RPS) является один, который преобразует ваши сети переменного тока в постоянный ток и регулирует его в наш требуемый уровень напряжения. В нашем RPS используется понижающий трансформатор 24 В 3 А, который выпрямляется в постоянный ток с помощью диодного моста. Это постоянное напряжение регулируется до требуемого уровня с помощью LM338K и контролируется с помощью потенциометра. Arduino и LCD питание от регулятора низкого тока Номинальное напряжение IC как 7812. поясню шаг за шагом цепи, как мы идем через наш проект.
Подключение ЖК-дисплея к Arduino для отображения уровня напряжения:
Начнем с ЖК-дисплея. Если вы знакомы с интерфейсом ЖК-дисплея с Arduino, вы можете пропустить эту часть и сразу перейти к следующему разделу, а если вы новичок в Arduino и ЖК-дисплее, это не будет проблемой, поскольку я расскажу вам о кодах и подключениях. Arduino - это микроконтроллер с питанием от ATMEL, который поможет вам легко строить проекты. Доступно множество вариантов, но мы используем Arduino Nano, поскольку он компактен и прост в использовании на точечной доске.
Многие люди сталкивались с проблемами при взаимодействии ЖК-дисплея с Arduino, поэтому мы сначала пробуем это, чтобы не разрушить наш проект в последнюю минуту. Для начала я использовал следующее:
Эта плата Dot будет использоваться для всей нашей схемы, рекомендуется использовать женскую палку Berg для фиксации Arduino Nano, чтобы ее можно было повторно использовать позже. Вы также можете проверить работу с помощью макета (рекомендуется для начинающих), прежде чем мы продолжим работу с нашей точечной доской. Есть хорошее руководство от AdaFruit для LCD, вы можете его проверить. Схема для Arduino и ЖК-дисплея приведена ниже. Arduino UNO используется здесь для создания схем, но не беспокойтесь, что Arduino NANO и UNO имеют одинаковые распиновки и работают одинаково.
После завершения подключения вы можете загрузить приведенный ниже код напрямую, чтобы проверить работу ЖК-дисплея. Заголовочный файл для ЖК-дисплея предоставляется Arduino по умолчанию, не используйте никаких явных заголовков, так как они могут давать ошибки.
#включают
Это должно заставить ваш ЖК-дисплей работать, но если вы все еще сталкиваетесь с проблемами, попробуйте следующее:
1. Проверьте определение контактов в программе.
2. Непосредственно заземлите 3-й (VEE) и 5-й (RW) контакт вашего ЖК-дисплея.
3. Убедитесь, что контакты ЖК-дисплея расположены в правильном порядке, на некоторых ЖК-дисплеях контакты расположены в другом направлении.
Когда программа заработает, она должна выглядеть примерно так. Если возникнут проблемы, дайте нам знать в комментариях. На данный момент я использовал кабель mini USB для питания Arduino, но позже мы запитаем его с помощью регулятора напряжения. Я припаял их к плате вот так
Наша цель - сделать этот RPS простым в использовании, а также снизить его стоимость, поэтому я собрал его на точечной плате, но если вы можете предложить печатную плату (PCB), это будет здорово, поскольку мы имеем дело с с большими токами.
Цепь переменного источника питания 0-24в 3А:
Теперь, когда наш дисплей готов, давайте начнем с других схем. С этого момента рекомендуется действовать с особой осторожностью, поскольку мы имеем дело непосредственно с сетью переменного тока и сильным током. Проверяйте целостность цепи с помощью мультиметра каждый раз перед включением цепи.
Трансформатор, который мы используем, представляет собой трансформатор 24 В 3 А, он понижает наше напряжение (220 В в Индии) до 24 В, и мы напрямую передаем его на наш мостовой выпрямитель. Мостовой выпрямитель должен дать вам (корень в 2 раза больше входного напряжения) 33,9 В, но не удивляйтесь, если вы получите около 27-30 В. Это связано с падением напряжения на каждом диоде в нашем мостовом выпрямителе. Как только мы дойдем до этого этапа, мы припаяем его к нашей точечной плате, проверим наш вывод и воспользуемся клеммной колодкой, чтобы при необходимости использовать его в качестве нерегулируемого постоянного источника.
Теперь давайте контролировать выходное напряжение с помощью сильноточного стабилизатора, такого как LM338K, он будет в основном доступен в металлическом корпусе, так как он должен обеспечивать высокий ток. Схема регулятора переменного напряжения показана ниже.
Значение R1 и R2 должно быть рассчитано с использованием приведенных выше формул для определения выходного напряжения. Вы также можете рассчитать номиналы резисторов с помощью этого калькулятора резисторов LM317. В нашем случае мы получаем R1 равным 110 Ом, а R2 - 5K (POT).
Как только наш регулируемый выход будет готов, нам просто нужно включить Arduino, для этого мы будем использовать IC 7812, поскольку Arduino будет потреблять меньше тока. Входное напряжение 7812 - это выпрямленный выход 24 В постоянного тока от выпрямителя. Выход регулируемого 12 В постоянного тока подается на вывод Vin Arduino Nano. Не используйте 7805, поскольку максимальное входное напряжение 7805 составляет всего 24 В, тогда как 7812 может выдерживать до 24 В. Также для 7812 требуется радиатор, поскольку дифференциальное напряжение очень велико.
Полная схема этого переменного источника питания показана ниже.
Следуйте схемам и припаивайте компоненты соответственно. Как показано на схемах, переменное напряжение от 1,5 до 24 В преобразуется в 0-4,5 В с помощью схемы делителя потенциала, поскольку наш Arduino может считывать напряжения только от 0 до 5. Это переменное напряжение подключено к выводу A0, с помощью которого измеряется выходное напряжение RPS. Окончательный код для Arduino Nano приведен ниже в разделе кода. Также проверьте демонстрационное видео в конце.
После завершения пайки и загрузки кода в Arduino наш регулируемый источник питания готов к использованию. Мы можем использовать любую нагрузку, которая работает от 1,5 до 22 В с номинальным током не более 3 А.
Следует иметь в виду:
1. Будьте осторожны при пайке соединений, любое несоответствие или небрежность может легко поджечь ваши компоненты.
2. Обычные припои могут не выдерживать ток 3А, это в конечном итоге приведет к расплавлению припоя и возникновению короткого замыкания. Используйте толстые медные провода или больше выводов при подключении сильноточных дорожек, как показано на рисунке.
3. Любое короткое замыкание или слабая пайка легко сожгут обмотки трансформатора; поэтому перед включением цепи проверьте целостность цепи. Для дополнительной безопасности можно использовать автоматический выключатель или предохранитель на стороне входа.
4. Стабилизаторы высокого напряжения в основном поставляются в металлических корпусах, при использовании их на точечной плате не размещайте компоненты близко к ним, поскольку их корпус действует как выход выпрямленного напряжения, что в дальнейшем приведет к появлению пульсаций.
Также не припаивайте провод к металлической банке, вместо этого используйте небольшой винт, как показано на рисунке ниже. Припои не прилипают к корпусу, а нагрев приводит к необратимому повреждению регулятора.
5. Не пропускайте конденсаторы фильтра из схемы, это повредит вам Arduino.
6. Не допускайте перегрузки трансформатора более чем на 3А, остановитесь, когда услышите шипение трансформатора. Хорошо работать в диапазоне от 0 до 2,5 А.
7. Проверьте выход 7812 перед тем, как подключить его к Arduino, проверьте на перегрев во время первой попытки. Если происходит нагрев, это означает, что ваш Arduino потребляет больше тока, уменьшите подсветку ЖК-дисплея, чтобы решить эту проблему.
Обновить:
Регулируемый источник питания (RPS), который размещен выше, не имеет проблем с точностью из-за шума, присутствующего в выходном сигнале. Этот тип шума распространен в случаях, когда используется АЦП, простое решение - использовать фильтр нижних частот, такой как RC-фильтр. Поскольку на нашей плате Dot есть как переменный, так и постоянный ток, шум будет выше, чем у других цепей. Следовательно, значение R = 5.2K и C = 100uf используется для фильтрации шума в нашем сигнале.
Также в нашу схему добавлен датчик тока ACS712 для измерения выходного тока RPS. Ниже показано, как подключить датчик к плате Arduino.
В новом видео показано, как повысилась точность: