Sådan bruges DC til DC Buck Converter LM2596: 8 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Denne vejledning viser, hvordan du bruger LM2596 Buck Converter til at tænde for enheder, der kræver forskellige spændinger. Vi viser, hvilke der er de bedste batterityper, der skal bruges sammen med konverteren, og hvordan du får mere end bare en output fra konverteren (indirekte).

Vi vil forklare, hvorfor vi har valgt denne konverter, og til hvilken slags projekter kan vi bruge den.

Bare en lille note før vi går i gang: Når du arbejder med robotik og elektronik, skal du ikke overse vigtigheden af strømfordeling.

Dette er vores første tutorial i vores serie om strømdistribution, vi mener, at strømdistribution ofte overses, og at det er en stor grund til, at mange mennesker mister interessen for robotik i starten, for eksempel brænder de deres komponenter op og er ikke villige til at købe nye komponenter fra frygt for bare at brænde dem op igen, vi håber, at denne serie om strømdistribution vil hjælpe dig med at forstå, hvordan du bedre kan arbejde med elektricitet.

Tilbehør:

1. LM2596 DC til DC -konverter
2. 9V alkalisk batteri
3. Arduino Uno
4. Jumper Wires
5. 2S Li-Po eller Li-Ion batteri
6. 2A eller 3A sikring
7. Servomotor SG90
8. Lille brødbræt

Trin 1: Pinout -oversigt

Her kan du se, hvordan LM2596 DC til DC Converter Module ser ud. Du kan bemærke, at LM2596 er en IC, og modulet er et kredsløb bygget op omkring IC'en for at få den til at fungere som en justerbar konverter.

Pinout til LM2596 modul er meget enkelt:

IN+ Her tilslutter vi den røde ledning fra batteriet (eller strømkilden), dette er VCC eller VIN (4,5V - 40V)

IN- Her tilslutter vi den sorte ledning fra batteriet (eller strømkilden), dette er jord, GND eller V--

OUT+ Her tilslutter vi den positive spænding i strømfordelingskredsløbet eller en komponent drevet

OUT- Her tilslutter vi jorden til strømfordelingskredsløbet eller en komponent drevet

Trin 2: Justering af output

Dette er en bukkonverter, hvilket betyder, at den vil tage højere spænding og konvertere den til lavere spænding. For at justere spændingen skal vi gøre et par trin.

1. Tilslut konverteren med batteriet eller en anden strømkilde. Ved, hvor meget spænding du har indtastet i konverteren.
2. Indstil multimeteret til at aflæse spændingen og tilslut output fra konverteren til den. Nu kan du allerede se spændingen på udgangen.
3. Juster trimmeren (her 20k Ohm) med en lille skruetrækker, indtil spændingen er indstillet til den ønskede udgang. Drej gerne trimmeren i begge retninger for at få fornemmelsen af, hvordan du arbejder med den. Nogle gange, når du bruger konverteren for første gang, bliver du nødt til at dreje trimmerskruen 5-10 hele cirkler for at få den til at fungere. Spil med det, indtil du får fornemmelsen.
4. Nu hvor spændingen er korrekt justeret, skal du i stedet for multimeteret tilslutte den enhed/modul, du vil drive.

I de næste par trin vil vi gerne vise dig et par eksempler på, hvordan man producerer bestemte spændinger, og hvornår man skal bruge disse spændinger. Disse trin vist her er fra nu af impliceret på alle eksemplerne.

Trin 3: Nuværende vurdering

Nuværende vurdering af IC LM2596 er 3 ampere (konstant strøm), men hvis du faktisk trækker igennem den 2 eller flere ampere i en lang periode, vil den varme op og brænde ud. Som med de fleste enheder her skal vi også sørge for tilstrækkelig køling til, at den kan fungere længe og pålideligt.

Her vil vi gerne tegne en analogi med pc'erne og CPU'erne, som de fleste af jer allerede ved, din pc's varme op og gå ned, for at forbedre deres ydeevne har vi brug for at forbedre deres køling, vi kan erstatte køling med en bedre passiv eller luft køligere eller introducere endnu bedre med væskekøling, det er det samme med alle elektroniske komponenter som IC'er. Så for at forbedre det vil vi lime en lille køler (varmeveksler) oven på den, og dette vil passivt fordele varmen fra IC til den omgivende luft.

Billedet ovenfor viser to versioner af LM2596 -modulet.

Første version er uden køleren, og vi vil bruge den, hvis den jævnstrøm er under 1,5 ampere.

Anden version er med køleren, og vi vil bruge den, hvis den jævnstrøm er over 1,5 ampere.

Trin 4: Høj strømbeskyttelse

En anden ting at nævne, når du arbejder med strømmoduler som omformere, er, at de vil brænde ud, hvis strømmen går for høj. Jeg tror, at du allerede har forstået det fra ovenstående trin, men hvordan kan du beskytte IC'en mod den høje strøm?

Her vil vi gerne introducere en anden komponent Sikringen. I dette specifikke tilfælde har vores converter brug for beskyttelse mod 2 eller 3 ampere. Så vi vil tage, lad os sige en 2 Amp sikring og tilslutte den i henhold til billederne ovenfor. Dette vil give den nødvendige beskyttelse til vores IC.

Inde i sikringen er der en tynd ledning lavet af et materiale, der smelter ved lave temperaturer, trådens tykkelse justeres omhyggeligt under fremstillingen, så tha -tråden går i stykker (eller ulodder), hvis strømmen går over 2 ampere. Dette vil stoppe den nuværende strøm, og den høje strøm vil ikke kunne komme til konverteren. Dette betyder selvfølgelig, at vi bliver nødt til at udskifte sikringen (fordi den er smeltet nu) og rette kredsløbet, der forsøgte at trække for meget strøm.

Hvis du vil vide mere om sikringerne, kan du se vores tutorial om dem, når vi frigiver dem.

Trin 5: Drift af 6V motor og 5V controller fra en enkelt kilde

Her er et eksempel, der indeholder alt, der er nævnt ovenfor. Vi vil opsummere alt med ledningstrinnene:

1. Tilslut 2S Li-Po (7,4V) batteri med 2A sikringen. Dette vil beskytte vores hovedkredsløb mod høj strøm.
2. Juster spændingen til 6V med multimeteret tilsluttet udgangen.
3. Tilslut jorden og VCC fra batteriet med konverterens indgangsterminaler.
4. Tilslut den positive udgang med VIN på Arduino og med den røde ledning på mikroservoen SG90.
5. Tilslut den negative udgang med GND på Arduino og den brune ledning på mikroservoen SG90.

Her har vi justeret spændingen til 6V og tændt for Arduino Uno og SG90. Grunden til, at vi ville gøre det i stedet for at bruge 5V -udgangen fra Arduino Uno til at oplade SG90 er den konstante output givet af omformeren, såvel som den begrænsede udgangsstrøm, der kommer fra Arduino, og vi vil også altid adskille motoreffekt fra kredsløbets effekt. Her opnås det sidste faktisk ikke, fordi det er unødvendigt for denne motor, men konverteren giver os mulighed for at gøre det.

For at forstå mere om, hvorfor det er bedre at drive komponenterne på denne måde og adskille motorerne fra controllerne, henvises til vores tutorial om batterier, når det frigives.

Trin 6: Strømforsyning af 5V og 3.3V enheder fra en enkelt kilde

Dette eksempel viser, hvordan du bruger LM2596 til at drive to enheder med to forskellige typer spændinger. Ledningerne kan tydeligt ses på billederne. Hvad vi har gjort her, forklares i trinene herunder.

1. Tilslut 9V alkalisk batteri (kan købes i enhver lokal butik) til konverterens indgang.
2. Juster spændingen til 5V, og slut udgangen til brødbrættet.
3. Tilslut Arduino's 5V til den positive terminal på brødbrættet, og tilslut begrundelsen for Arduino og brødbrættet.
4. Den anden enhed, der drives her, er en trådløs sender/modtager nrf24, den kræver 3,3V, normalt kan du drive den direkte fra Arduino, men strømmen fra Arduino er normalt for svag til at overføre stabilt radiosignal, så vi vil bruge vores konverter at drive den.
5. For at gøre det skal vi bruge en spændingsdeler til at reducere spændingen fra 5V til 3,3V. Dette gøres ved at tilslutte konverterens +5V til 2k Ohm -modstanden og 1k Ohm -modstanden til jorden. Terminalspændingen, hvor de berører, reduceres nu til 3,3V, som vi bruger til at oplade nrf24.

Hvis du vil vide mere om modstande og spændingsdelere, kan du se vores vejledning om det, når det frigives.

Trin 7: Konklusion

Vi vil gerne opsummere, hvad vi har vist her.

• Brug LM2596 til at konvertere spænding fra høj (4,5 - 40) til lav
• Brug altid et multimeter til at kontrollere spændingsniveauet på udgangen, før du tilslutter andre enheder/moduler
• Brug LM2596 uden kølelegeme (køler) til 1,5 ampere eller lavere, og med en kølelegeme i op til 3 ampere
• Brug en 2 Amp eller 3 Amp sikring for at beskytte LM2596, hvis du driver motorer, der trækker uforudsigelige strømme
• Ved hjælp af omformere giver du stabil spænding til dine kredsløb med tilstrækkelig strøm, som du kan bruge til pålideligt at styre motorer, på denne måde har du ikke reduceret adfærd med batteriernes spændingsfald over tid

Trin 8: Ekstra ting

Du kan downloade de modeller, vi har brugt i denne vejledning fra vores GrabCAD -konto:

GrabCAD Robottronic -modeller

Du kan se vores andre selvstudier om Instructables:

Instructables Robottronic

Du kan også tjekke Youtube -kanal, der stadig er i gang med at starte:

Youtube Robottronic