Փոփոխական սնուցման աղբյուր (Buck Converter) ՝ 4 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Էլեկտրամատակարարումը էական սարք է, երբ աշխատում եք էլեկտրոնիկայի հետ: Եթե ցանկանում եք իմանալ, թե որքան էներգիա է սպառում ձեր շրջանը, ապա ձեզ հարկավոր է լարման և հոսանքի չափումներ կատարել, այնուհետև դրանք բազմապատկել ՝ էներգիա ստանալու համար: Նման ժամանակատար աշխատանք: Սա նույնիսկ ավելի դժվար է դառնում, եթե ցանկանում եք անընդհատ վերահսկել էներգիան որոշակի ժամանակահատվածում: Դե, թող ձեր միկրոկառավարիչը կատարի ամբողջ ծանր աշխատանքը: Այս տեսանյութում մենք կտեսնենք, թե ինչպես պատրաստել էժան փոփոխական սնուցման աղբյուր և սովորել դրա աշխատանքը:

Եկեք սկսենք

Քայլ 1: Buck փոխարկիչ և դրա աշխատանքը

Եկեք նայենք այս մոդուլին, որը հիմնված է LM2596 IC- ի շուրջ, որը փոփոխական DC լարում է տալիս իր ելքային տերմինալներում: Շրջանը խորությամբ ուսումնասիրելու համար ես հանեցի իմ բազմիմետրը, այն դրեցի անընդհատության ռեժիմում և սկսեցի զննել ՝ գտնելու, թե ինչն ինչի հետ է կապված: Որոշակի զննելուց հետո ես եկա միացմամբ, ինչպես ցույց է տրված: Սա Buck փոխարկիչ է, որը նաև հայտնի է որպես քայլափոխիչ փոխարկիչ: Պոտենցիոմետրի փոփոխությունը տալիս է ցանկացած լարման 1.25V- ի և մուտքային լարման միջև: LM2596- ի տվյալների թերթիկին նայելով, մենք կարող ենք տեսնել, որ դա պարզ անջատիչ սարք է `որոշ առանձնահատկություններով, որոնք առայժմ կարող ենք անտեսել:

Այսպիսով, հստակ հասկանալու համար մենք կարող ենք միացման մի հատվածը փոխարինել պարզ անջատիչով, ինչպես ցույց է տրված նկարում:

Գործ 1: Անջատիչը փակ է (տոննա)

Երբ անջատիչը փակ է, հոսանքը հոսում է բեռի միջով: Սա էներգիա է հաղորդում ինդուկտորին, որը էներգիա է պահում իր մագնիսական դաշտում: Դիոդը հակառակ կողմնակալ է և գործում է որպես բաց միացում:

Գործ 2: Անջատիչը բաց է (Toff)

Երբ անջատիչը բաց է, ինդուկտորի մագնիսական դաշտը փլուզվում է, որն առաջացնում է emf, հետևաբար հոսանքը հոսում է բեռի և դիոդի միջով, որն այժմ կողմնակալ է:

Կոնդենսատորի աշխատանքն է նվազեցնել ալիքային ձևի ալիքների պարունակությունը: Սա արվում է կրկին ու կրկին:

Բեռի միջով հոսող հոսանքը նման կլինի, ինչպես ցույց է տրված նկարում: Հոսանքը կբարձրանա Տոնի ընթացքում և կնվազի Տոֆի ժամանակ: Որոշ մաթեմատիկա անելով ՝ մենք կարող ենք գալ բանաձևի

Vout = α x Vin

որտեղ «α» - ն հայտնի է որպես աշխատանքային ցիկլ, որը հավասար է Տոն/Տ -ին: Քանի որ α տատանվում է 0 -ից 1 -ի սահմաններում, մենք կարող ենք տեսնել, որ ելքային լարումը մուտքային լարման մասն է:

Քայլ 2: Այն, ինչ ձեզ հարկավոր կլինի

1x Arduino ձեր ընտրությամբ (ավելի փոքր, այնքան լավ)

1x INA219 էներգիայի մոնիտոր

1x LM2596 մոդուլ

1x LM7805 Լարման կարգավորիչ

1x OLED էկրան (128 x 64)

1x DC հոսանքի վարդակից

2x տերմինալային բլոկներ

1x SPDT անջատիչ

1x 10k պոտենցիոմետր (հնարավորության դեպքում օգտագործեք ճշգրիտ 10 շրջադարձային կաթսա)

1x պատյան տուփ

Քայլ 3: Եկեք հասնենք կառուցման

Բավական է տեսությունը: Եկեք հավաքենք բոլոր անհրաժեշտ բաղադրիչները և կառուցենք էժան փոքր էներգիայի մատակարարում `օգտագործելով այս փոխարկիչը: Շրջանակային դիագրամը և ծածկագիրը կցվում են դրան: Համոզվեք, որ տեղադրեք SSD1306 և INA219 գրադարաններ Adafruit- ի կողմից:

Բոլոր անհրաժեշտ չափումները ստանալու համար ես գնացի INA219- ով: Այն երկկողմանի հզորության մոնիտոր է ՝ I2C- ով: Այս փոքրիկ սարքը հեշտացնում է հոսանքի չափման աշխատանքը:

Մենք կօգտագործենք Arduino- ի ընդամենը երկու կապում I2C- ի համար: Նախագիծը պատրաստելու պահին ես ունեի միայն Արդուինո Նանոյին: Ավելի փոքր այլընտրանք կարող է օգտագործվել:

Ես զոդեցի PCB- ի վրա տեղադրված փոքրիկ պոտենցիոմետրը և այն փոխարինեցի 10k պոտենցիոմետրով, որը ամրացված էր տուփի առջևում: Հնարավորության դեպքում օգտագործեք տասը պտույտ ճշգրիտ պոտենցիոմետր: Սա կօգնի լավ ճշգրտումներ կատարել:

INA219- ի բոլոր չափումները ցուցադրելու համար օգտագործվում է փոքր 0.96 դյույմ 128x64 OLED էկրան:

Վերջապես, մի փոքրիկ պատյան ՝ ամեն ինչ տեղավորելու համար: Եղեք ստեղծագործող բաղադրիչների դասավորությունը ընտրելու համար, քանի դեռ դա խելամիտ է:

Քայլ 4: Վայելեք:

Վերջ! Վերբեռնեք կոդը և սկսեք խաղալ ձեր փոքրիկ սարքի հետ: Պարզապես հիշեք, որ առավելագույն հոսանքը, որը կարելի է դուրս բերել փոխարկիչից, 3A է: Այս տեսակի մոդուլը չունի որևէ պաշտպանություն կարճ միացումից:

Շնորհակալ եմ մինչև վերջ հավատարիմ մնալու համար: Հուսով եմ, որ բոլորդ սիրում եք այս նախագիծը և ինչ -որ նոր բան սովորեցիք այսօր: Տեղեկացրեք ինձ, եթե դուք ինքներդ եք պատրաստում մեկին: Բաժանորդագրվեք իմ YouTube ալիքին ՝ առաջիկա ծրագրերի համար: Եվս մեկ անգամ շնորհակալություն!