Variabel strømforsyning (Buck Converter): 4 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

En strømforsyning er en vigtig enhed, når du arbejder med elektronik. Hvis du vil vide, hvor meget strøm dit kredsløb bruger, skal du tage spændings- og strømmålinger og derefter multiplicere dem for at få strøm. Sådan et tidskrævende arbejde. Dette bliver endnu vanskeligere, hvis du løbende vil overvåge strømmen over en periode. Lad din mikrokontroller udføre alt det hårde arbejde. I denne video vil vi se, hvordan man laver en billig variabel strømforsyning og lærer, hvordan den fungerer.

Lad os komme igang

Trin 1: Buck Converter og dens arbejde

Lad os tage et kig på dette modul baseret på LM2596 IC, der giver variabel DC -spænding ved sine udgangsterminaler. For at studere kredsløbet dybt tog jeg mit multimeter ud, satte det i kontinuitetstilstand og begyndte at undersøge, hvad der er forbundet med hvad. Efter lidt sondering kom jeg på kredsløbet som vist. Dette er en Buck Converter, også kendt som en step-down converter. Varierende potentiometer giver enhver spænding mellem 1,25V og indgangsspændingen. Ved at kigge på databladet til LM2596 kan vi se, at det er en simpel switch -enhed med nogle funktioner, som vi kan ignorere for nu.

Så for klar forståelse kan vi erstatte en del af kredsløbet med en simpel switch som vist på billedet.

Sag 1: Kontakten er lukket (ton)

Når kontakten er lukket, strømmer strøm gennem belastningen. Dette aktiverer induktoren, der lagrer energi i sit magnetfelt. Dioden er omvendt forudindtaget og fungerer som et åbent kredsløb.

Sag 2: Kontakten er åben (Toff)

Når kontakten er åben, falder induktorens magnetfelt sammen, hvilket fremkalder en emf og dermed strømmer strømmen gennem belastningen og dioden, som nu er forspændt fremad.

Kondensatorens opgave er at reducere krusningsindholdet i outputbølgeformen. Dette gøres igen og igen.

Strømmen, der strømmer gennem belastningen, vil se ud som vist på billedet. Strømmen vil stige i løbet af Ton og falde under Toff. Ved at lave nogle matematik kan vi komme med formlen

Vout = α x Vin

hvor 'α' er kendt som duty cycle, der er lig med Ton/T. Da α varierer fra 0 til 1, kan vi se, at udgangsspændingen er brøkdelen af indgangsspændingen.

Trin 2: Ting, du får brug for

1x Arduino efter eget valg (mindre jo bedre)

1x INA219 Power Monitor

1x LM2596 -modul

1x LM7805 spændingsregulator

1x OLED -skærm (128 x 64)

1x DC -stikkontakt

2x klemmer

1x SPDT switch

1x 10k Potentiometer (Brug en præcis pot på 10 omdrejninger, hvis det er muligt)

1x kabinet

Trin 3: Lad os komme til bygningen

Nok med teorien. Lad os samle alle de nødvendige komponenter og bygge en billig lille strømforsyning ved hjælp af denne konverter. Kredsløbsdiagrammet og koden er vedhæftet herved. Sørg for at installere SSD1306 og INA219 biblioteker fra Adafruit.

For at få alle de nødvendige målinger gik jeg med INA219. Det er en tovejs strømmonitor med I2C. Denne lille enhed gør det let at måle strøm.

Vi bruger kun to ben af Arduino til I2C. Jeg havde kun Arduino Nano på tidspunktet for projektet. Et mindre alternativ kan bruges.

Jeg afloddet det lille potentiometer, der var på printkortet, og erstattede det med et 10k potentiometer, der var fastgjort foran i kassen. Hvis det er muligt, skal du bruge ti omdrejninger præcisionspotentiometer. Dette vil hjælpe med at foretage fine justeringer.

En lille 0,96 tommer 128x64 OLED -skærm bruges til at vise alle målinger fra INA219.

Endelig et lille kabinet, hvor alt kan passe ind. Vær kreativ i valg af layout til komponenterne, så længe det er fornuftigt.

Trin 4: God fornøjelse

Det er det! Upload koden, og begynd at lege med din lille enhed. Husk bare, at den maksimale strøm, der kan trækkes fra konverteren, er 3A. Denne type modul har ingen beskyttelse mod kortslutning.

Tak fordi du holdt fast til det sidste. Håber I alle elsker dette projekt og lærte noget nyt i dag. Lad mig vide, hvis du laver en til dig selv. Abonner på min YouTube -kanal for flere kommende projekter. Endnu engang tak!