Arduino Sinewave Inverters- ի համար. 4 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Այս նախագծում ես առաջացրել եմ SPWM (սինուսային զարկերակի լայն մոդուլացված) ազդանշան երկու arduino pwm թվային ելքերից:

Քանի որ նման ծրագիր ստեղծելու համար ես պետք է խոսեմ arduino- ի շատ այլ գործառույթների և հատկությունների մասին, ամբողջական նախագիծը, ներառյալ տատանումների պատկերները և տարբեր հաճախականությունների համար, այցելեք իմ կայքը.

eprojectszone

Քայլ 1. Pwm ազդանշանի ստեղծում 50 Հց հաճախականությամբ

Ավելի բարձր հաճախականությամբ 50 ՀՀ ազդանշան ստեղծելու համար անհրաժեշտ է որոշ հաշվարկներ կատարել: Arduino- ի հաճախականությունները կարող են լինել 8 ՄՀց հաճախականությամբ, բայց մենք ցանկանում ենք ազդանշան փոփոխական աշխատանքային ցիկլով:

Արդուինոյի փոփոխական աշխատանքային ցիկլերի տեսակները հասկանալու համար կարող եք կարդալ նույն գրառման 1, 2 և 3 այս 3 մասերը:

Ենթադրենք, մեր հաճախականությունը 50 Հց է, ինչը նշանակում է, որ ժամանակաշրջանը 20 մ է: Այսպիսով, 10ms- ը կես ցիկլի շրջան է: Այդ 10 մմ -ներում մենք պետք է ունենանք բազմաթիվ իմպուլսներ ՝ տարբեր աշխատանքային ցիկլերով ՝ սկսած փոքր աշխատանքային ցիկլերից, ազդանշանի մեջտեղում մենք ունենք առավելագույն աշխատանքային ցիկլեր և ավարտում ենք նաև փոքր հերթապահ ցիկլերով: Սինուս ալիք առաջացնելու համար մենք կօգտագործենք երկու կապ դրական կես ցիկլ և մեկը բացասական կես ցիկլ: Մեր գրառման մեջ մենք օգտագործում ենք 5 և 6 կապում, ինչը նշանակում է Timամաչափ 0:

Սահուն ազդանշանի համար մենք ընտրում ենք 31372 Հց հաճախականությամբ ֆազային pwm- տես նախորդ գրառումը: Ամենամեծ խնդիրներից մեկն այն է, թե ինչպես ենք հաշվարկում յուրաքանչյուր զարկերակի համար անհրաժեշտ աշխատանքային ցիկլը: Այսպիսով, քանի որ մեր հաճախականությունը f = 31372Hz է, յուրաքանչյուր զարկերակի ժամանակահատվածը T = 1/31372 = 31.8 us է, ուստի կես ցիկլի իմպուլսների թիվը N = 10ms/31.8us = 314 իմպուլս է: Այժմ յուրաքանչյուր զարկերակի համար աշխատանքային ցիկլը հաշվարկելու համար մենք ունենք y = sinx, բայց այս հավասարման մեջ մեզ անհրաժեշտ են աստիճաններ, ուստի կես ցիկլը ունի 180 աստիճան 314 իմպուլսի համար: Յուրաքանչյուր զարկերակի համար մենք ունենք 180/314 = 0.57 աստիճան/զարկերակ: Դա նշանակում է, որ յուրաքանչյուր զարկերակի համար մենք առաջ ենք շարժվում 0.57 աստիճանով:

y- ը տուրքի ցիկլն է և x- ը `կես պարտքի ցիկլի դիրքի արժեքը: սկզբում x- ն 0 է, այնուհետև x = 0.57, x = 1.14 և այլն մինչև x = 180:

եթե մենք հաշվենք բոլոր 314 արժեքները, մենք ստանում ենք զանգված 314 տարրեր (մուտքագրեք «int», որն ավելի հեշտ կլինի հաշվարկել arduino- ով):

Նման զանգվածն է.

int sinPWM = {1, 2, 5, 7, 10, 12, 15, 17, 19, 22, 24, 27, 30, 32, 34, 37, 39, 42, 44, 47, 49, 52, 54, 57, 59, 61, 64, 66, 69, 71, 73, 76, 78, 80, 83, 85, 88, 90, 92, 94, 97, 99, 101, 103, 106, 108, 110, 113, 115, 117, 119, 121, 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146, 148, 150, 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 166, 168, 169, 171, 173, 175, 177, 178, 180, 182, 184, 185, 187, 188, 190, 192, 193, 195, 196, 198, 199, 201, 202, 204, 205, 207, 208, 209, 211, 212, 213, 215, 216, 217, 219, 220, 221, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 230, 231, 232, 233, 234, 235, 236, 237, 237, 238, 239, 240, 240, 241, 242, 242, 243, 243, 244, 244, 245, 245, 245, 246, 246, 247, 247, 247, 247, 248, 248, 248, 248, 249, 249, 249, 249, 249, 250, 250, 250, 250, 249, 249, 249, 249, 249, 249, 248, 248, 248, 248, 248, 247, 247, 247, 246, 246, 246, 245, 245, 244, 244, 243, 243, 242, 242, 241, 240, 240, 240, 239, 238, 237, 237, 236, 235, 234, 233, 233, 232, 231, 230, 229, 228, 227, 226, 225, 224, 223, 222, 221, 220, 219, 217, 21 6, 215, 213, 212, 211, 209, 208, 207, 205, 204, 202, 201, 199, 198, 196, 195, 193, 192, 190, 188, 187, 185, 184, 182, 180, 178, 177, 175, 173, 171, 169, 168, 166, 164, 162, 160, 158, 156, 154, 152, 150, 148, 146, 144, 142, 140, 138, 136, 134, 132, 130, 128, 126, 124, 121, 119, 117, 115, 113, 110, 108, 106, 103, 101, 99, 97, 94, 92, 90, 88, 85, 83, 80, 78, 76, 73, 71, 69, 66, 64, 61, 59, 57, 54, 52, 49, 47, 44, 42, 39, 37, 34, 32, 30, 27, 24, 22, 19, 17, 15, 12, 10, 7, 5, 2, 1};

Դուք կարող եք տեսնել, որ սինուս ալիքի պես աշխատանքային ցիկլը ամենացածրն է առաջին և վերջին տարրերում և ամենաբարձրը մեջտեղում:

Քայլ 2. Arduino ծրագիր փոփոխական աշխատանքային ցիկլի համար

Վերևի պատկերում մենք ունենք փոփոխական տուրքի ցիկլերի ազդանշաններ զանգվածից ստացված արժեքներով:

Բայց ինչպե՞ս նման ազդանշան անել:

Ստորև բերված ծրագրի այն հատվածը, որն օգտագործում է ընդհատումները `աշխատանքային ցիկլերի արժեքները փոխելու համար

sei (); // միացնել ընդհատումները

}

ISR (TIMER1_COMPA_vect) {// ընդհատում, երբ ժամաչափ 1 -ը համընկնում է OCR1A արժեքի հետ

if (i> 313 && OK == 0) {// վերջնական արժեքը վեկտորից 6 -րդ կապի համար

i = 0; // անցնել վեկտորի (զանգվածի) առաջին արժեքին

OK = 1; // միացնել PIN 5 -ը

}

x = sinPWM ; // x վերցնել արժեքը i- ին համապատասխանող վեկտորից (i զրոյական ինդեքսավորված է) -աշխատաշրջանի արժեքը

i = i+1; // անցեք հաջորդ դիրքին

}

Քայլ 3. 50 Հց հաճախականությամբ Arduino կապում

Քանի որ յուրաքանչյուր քորոց առաջացնում է միայն կես գործառնական ցիկլ ՝ լիարժեք սինուս ալիք ստեղծելու համար, մենք օգտագործում ենք երկու կապում, որոնք հերթով փոխվում են մեկը մյուսի հետևից ճշգրիտ 10 վայրկյան հետո (50 Հց -ի համար): Պիների այս փոփոխությունը կատարվում է զանգվածի վերջում. Ենթադրենք, որ 5-րդ փինն առաջացրել է 314 իմպուլս, այս քորոցն անջատված է և միացված է 6-րդ կապը, ինչը նույնն է դարձնում, բայց բացասական հերթափոխի համար:

Քանի որ arduino- ն կարող է առաջացնել միայն դրական ազդանշաններ, բացասական աշխատանքային ցիկլը կատարվում է h կամրջով, դրա մասին կարող եք կարդալ այստեղ

Քորոցներ փոխելու ծրագիրը.

sei (); // միացնել ընդհատումները

}

ISR (TIMER1_COMPA_vect) {// ընդհատում, երբ ժամաչափ 1 -ը համընկնում է OCR1A արժեքի հետ

if (i> 313 && OK == 0) {// վերջնական արժեքը վեկտորից 6 -րդ կապի համար

i = 0; // գնալ վեկտորի առաջին արժեքին

OK = 1; // միացնել PIN 5 -ը

}

if (i> 313 && OK == 1) {// վերջնական արժեքը վեկտորից 5 -րդ կապի համար

i = 0; // գնալ վեկտորի առաջին արժեքին

OK = 0; // միացնել 6 -րդ կապը

}

x = sinPWM ; // x վերցնել արժեքը i- ին համապատասխանող վեկտորից (i- ն ինդեքսավորված է զրո)

i = i+1; // անցեք հաջորդ դիրքին

եթե (լավ == 0) {

OCR0B = 0; // դարձնել կապում 5 0

OCR0A = x; // միացնել PIN 6 -ը համապատասխան աշխատանքային ցիկլին

եթե (լավ == 1) {

OCR0A = 0; // դարձնել կապում 6 0

OCR0B = x; // միացնել PIN 5 -ը համապատասխան աշխատանքային ցիկլին

}

}

Քայլ 4. Քշեք H կամուրջ և զտեք Pwm ազդանշանը

Արդուինոյից ստացված ազդանշանները inverter հավելվածների կառավարման մասն են, քանի որ երկուսն էլ դրական են: Լիարժեք սինուս ալիք և գործնական փոխարկիչ պատրաստելու համար մենք պետք է օգտագործենք h կամուրջ և pwm- ը մաքրենք ցածր անցման զտիչ:

H- կամուրջը ներկայացված է այստեղ:

Lowածր անցման ֆիլտրը փորձարկվել է փոքր AC շարժիչներով-այստեղ: