Hvordan bruke DC til DC Buck Converter LM2596: 8 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

Denne opplæringen viser hvordan du bruker LM2596 Buck Converter til å slå på enheter som krever forskjellige spenninger. Vi viser hvilke batterityper som er best å bruke med omformeren, og hvordan du får mer enn bare en utgang fra omformeren (indirekte).

Vi vil forklare hvorfor vi har valgt denne omformeren og til hva slags prosjekter vi kan bruke den.

Bare et lite notat før vi begynner: Når du arbeider med robotikk og elektronikk, må du ikke se bort fra viktigheten av kraftdistribusjon.

Dette er vår første opplæring i serien om kraftdistribusjon, vi tror at strømdistribusjon ofte blir oversett, og at dette er en stor grunn til at mange mister interessen for robotikk i begynnelsen, for eksempel brenner de opp komponentene og er uvillige til å kjøpe. nye komponenter fra frykten for å bare brenne dem opp igjen, håper vi at denne serien om strømdistribusjon vil hjelpe deg å forstå hvordan du kan jobbe bedre med elektrisitet.

Rekvisita:

1. LM2596 DC til DC -omformer
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. Lite brødbrett

Trinn 1: Oversikt over pinout

Her kan du se hvordan LM2596 DC til DC Converter Module ser ut. Du kan legge merke til at LM2596 er en IC, og modulen er en krets bygget rundt IC for å få den til å fungere som en justerbar omformer.

Pinout for LM2596 -modulen er veldig enkel:

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

IN- Her kobler vi den svarte ledningen fra batteriet (eller strømkilden), dette er jordet, GND eller V--

OUT+ Her kobler vi til den positive spenningen til strømfordelingskretsen eller en komponent som drives

UT- Her kobler vi bakken til strømfordelingskretsen eller en komponent som er drevet

Trinn 2: Justere utdata

Dette er en buck -omformer som betyr at den vil ta høyere spenning og konvertere den til lavere spenning. For å justere spenningen må vi gjøre et par trinn.

1. Koble omformeren til batteriet eller en annen strømkilde. Vet hvor mye spenning du har lagt inn i omformeren.
2. Sett multimeteret til å lese spenningen og koble utgangen til omformeren til den. Nå kan du allerede se spenningen på utgangen.
3. Juster trimmeren (her 20k Ohm) med en liten skrutrekker til spenningen er satt til ønsket utgang. Vri gjerne trimmeren i begge retninger for å få følelsen av hvordan du jobber med den. Noen ganger når du bruker omformeren for første gang, må du rotere trimmerskruen 5-10 hele sirkler for å få den til å fungere. Spill med det til du får følelsen.
4. Nå som spenningen er riktig justert, kobler du enheten/modulen du vil drive til i stedet for multimeteret.

I de neste trinnene vil vi vise deg noen eksempler på hvordan du produserer bestemte spenninger og når du skal bruke disse spenningene. Disse trinnene som er vist her, er fra nå av implisert på alle eksemplene.

Trinn 3: Gjeldende vurdering

Gjeldende vurdering av IC LM2596 er 3 ampere (jevn strøm), men hvis du faktisk trekker gjennom den 2 eller flere ampere over en lengre periode, vil den varme opp og brenne ut. Som med de fleste enhetene her må vi også sørge for tilstrekkelig kjøling for at den skal fungere lenge og pålitelig.

Her vil vi trekke en analogi med PC -er og CPU -er, som de fleste av dere allerede vet, PC -ens varme opp og krasje, for å forbedre ytelsen trenger vi for å forbedre kjøling, vi kan erstatte kjøling med en bedre passiv eller luft kjøligere eller introdusere enda bedre med væskekjøling, er det det samme med alle elektroniske komponenter som IC -er. Så for å forbedre den limer vi en liten kjøler (varmeveksler) oppå den, og dette vil passivt fordele varmen fra IC til luften rundt.

Bildet ovenfor viser to versjoner av LM2596 -modulen.

Første versjon er uten kjøleren, og vi vil bruke den hvis jevn strøm er under 1,5 ampere.

Andre versjon er med kjøleren, og vi vil bruke den hvis jevn strøm er over 1,5 ampere.

Trinn 4: Høy strømbeskyttelse

En annen ting å nevne når du arbeider med kraftmoduler som omformere, er at de vil brenne ut hvis strømmen går for høyt. Jeg tror at du allerede har forstått det fra trinnet ovenfor, men hvordan kan du beskytte IC -en mot høy strøm?

Her ønsker vi å introdusere en annen komponent sikringen. I dette spesifikke tilfellet trenger vår omformer beskyttelse mot 2 eller 3 ampere. Så vi tar en 2 Amp -sikring og kobler den i henhold til bildene ovenfor. Dette vil gi den nødvendige beskyttelsen for vår IC.

Inne i sikringen er det en tynn ledning laget av et materiale som smelter ved lave temperaturer, tykkelsen på ledningen blir nøye justert under produksjonen slik at trådene vil bryte (eller usolde) hvis strømmen går over 2 ampere. Dette vil stoppe strømmen og høy strøm vil ikke kunne komme til omformeren. Selvfølgelig betyr dette at vi må bytte sikringen (fordi den er smeltet nå) og korrigere kretsen som prøvde å trekke for mye strøm.

Hvis du vil vite mer om sikringene, kan du se veiledningen vår om dem når vi slipper den.

Trinn 5: Strømforsyning av 6V -motor og 5V -kontroller fra en enkelt kilde

Her er et eksempel som inkluderer alt som er nevnt ovenfor. Vi vil oppsummere alt med ledningstrinnene:

1. Koble 2S Li-Po (7,4V) batteri med 2A sikring. Dette vil beskytte hovedkretsen vår mot høy strøm.
2. Juster spenningen til 6V med multimeteret tilkoblet utgangen.
3. Koble bakken og VCC fra batteriet med omformerens inngangsklemmer.
4. Koble den positive utgangen med VIN på Arduino og med den røde ledningen på mikroservoen SG90.
5. Koble den negative utgangen med GND på Arduino og den brune ledningen på mikroservoen SG90.

Her har vi justert spenningen til 6V og slått på Arduino Uno og SG90. Grunnen til at vi ville gjøre det i stedet for å bruke 5V -utgangen på Arduino Uno for å lade SG90, er den jevne utgangen gitt av omformeren, så vel som den begrensede utgangsstrømmen som kommer fra Arduino, og vi vil også alltid skille motoreffekt fra strømmen til kretsen. Her er det siste faktisk ikke oppnådd fordi det er unødvendig for denne motoren, men omformeren gir oss muligheten til å gjøre det.

For å forstå mer om hvorfor det er bedre å drive komponentene på denne måten og for å skille motorene fra kontrollerne, se vår opplæring om batterier når den slippes.

Trinn 6: Strømforsyning av 5V og 3.3V enheter fra en enkelt kilde

Dette eksemplet viser hvordan du bruker LM2596 til å drive to enheter med to forskjellige typer spenninger. Ledningene kan ses tydelig fra bildene. Det vi har gjort her er forklart i trinnene nedenfor.

1. Koble 9V alkalisk batteri (kan kjøpes i hvilken som helst lokal butikk) til inngangen til omformeren.
2. Juster spenningen til 5V og koble utgangen til brødbrettet.
3. Koble Arduino 5V til den positive terminalen på brødbrettet, og koble begrunnelsen til Arduino og brødbrettet.
4. Den andre enheten som drives her er en trådløs sender/mottaker nrf24, den krever 3,3V, normalt kan du koble den direkte fra Arduino, men strømmen som kommer fra Arduino er vanligvis for svak til å overføre stabilt radiosignal, så vi vil bruke vår omformer å drive den.
5. For å gjøre det må vi bruke en spenningsdeler for å redusere spenningen fra 5V til 3,3V. Dette gjøres ved å koble omformeren +5V til 2k Ohm -motstanden og 1k Ohm -motstanden til bakken. Terminalspenningen der de berører er nå redusert til 3,3V som vi bruker til å lade nrf24.

Hvis du vil vite mer om motstandene og spenningsdelerne, vennligst se vår opplæring om det når det slippes.

Trinn 7: Konklusjon

Vi vil gjerne oppsummere det vi har vist her.

• Bruk LM2596 til å konvertere spenning fra høy (4,5 - 40) til lav
• Bruk alltid et multimeter for å kontrollere spenningsnivået på utgangen før du kobler til andre enheter/moduler
• Bruk LM2596 uten kjøleribbe (kjøler) for 1,5 ampere eller lavere, og med en kjøleribbe for opptil 3 ampere
• Bruk en 2 eller 3 ampere sikring for å beskytte LM2596 hvis du driver motorer og trekker uforutsigbare strømmer
• Ved å bruke omformere gir du stabil spenning til kretsene dine med tilstrekkelig strøm som du kan bruke til å kontrollere motorer på en pålitelig måte, på denne måten vil du ikke ha redusert oppførsel med batteriets spenningsfall over tid

Trinn 8: Ekstra ting

Du kan laste ned modellene vi har brukt i denne opplæringen fra vår GrabCAD -konto:

GrabCAD Robottronic -modeller

Du kan se våre andre opplæringsprogrammer om Instructables:

Instructables Robottronic

Du kan også sjekke Youtube -kanalen som fortsatt er i gang med å starte:

Youtube Robottronic