Variabel strømforsyning (Buck Converter): 4 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

En strømforsyning er en viktig enhet når du arbeider med elektronikk. Hvis du vil vite hvor mye strøm kretsen din bruker, må du ta spennings- og strømmålinger og deretter multiplisere dem for å få strøm. Et slikt tidkrevende arbeid. Dette blir enda vanskeligere hvis du kontinuerlig vil overvåke strømmen over en periode. La mikrokontrolleren gjøre alt det harde arbeidet. I denne videoen vil vi se hvordan du lager en billig variabel strømforsyning og lærer hvordan den fungerer.

La oss komme i gang

Trinn 1: Buck Converter og dens arbeid

La oss ta en titt på denne modulen basert på LM2596 IC som gir variabel DC -spenning på utgangsterminalene. For å studere kretsen dypt, tok jeg ut multimeteret mitt, satte det i kontinuitetsmodus og begynte å lete etter hva som er koblet til hva. Etter litt undersøkelser kom jeg på kretsen som vist. Dette er en Buck Converter, også kjent som en nedtrappingsomformer. Å variere potensiometeret gir spenning mellom 1,25V og inngangsspenningen. Ved å se på databladet til LM2596 kan vi se at det er en enkel bytteenhet med noen funksjoner som vi kan ignorere for nå.

Så for klar forståelse kan vi erstatte noen deler av kretsen med en enkel bryter som vist på bildet.

Sak 1: Bryteren er lukket (tonn)

Når bryteren er lukket, strømmer strøm gjennom lasten. Dette gir strøm til induktoren som lagrer energi i magnetfeltet. Dioden er omvendt forspent og fungerer som en åpen krets.

Sak 2: Bryteren er åpen (Toff)

Når bryteren er åpen, kollapser induktorens magnetfelt som induserer en emf og dermed strøm strømmer gjennom lasten og dioden som nå er forspent.

Kondensatorens oppgave er å redusere krusningsinnholdet i utgangsbølgeformen. Dette gjøres igjen og igjen.

Strømmen som strømmer gjennom lasten vil se ut som vist på bildet. Strømmen vil stige i løpet av Ton og falle under Toff. Ved å gjøre noen matematikk kan vi komme opp med formelen

Vout = α x Vin

hvor 'α' er kjent som driftssyklusen som er lik Ton/T. Ettersom α varierer fra 0 til 1, kan vi se at utgangsspenningen er brøkdelen av inngangsspenningen.

Trinn 2: Ting du trenger

1x Arduino etter eget valg (mindre jo bedre)

1x INA219 strømmonitor

1x LM2596 -modul

1x LM7805 spenningsregulator

1x OLED -skjerm (128 x 64)

1x likestrømkontakt

2x rekkeklemmer

1x SPDT -bryter

1x 10k potensiometer (Bruk en presisjon på 10 omdreininger hvis det er mulig)

1x kabinett

Trinn 3: La oss komme til bygningen

Nok med teorien. La oss samle alle nødvendige komponenter og bygge en billig liten strømforsyning ved hjelp av denne omformeren. Kretsdiagrammet og koden er vedlagt herved. Sørg for å installere SSD1306 og INA219 biblioteker av Adafruit.

For å få alle nødvendige målinger, gikk jeg med INA219. Det er en toveis strømmonitor med I2C. Denne lille enheten gjør det enkelt å måle strøm.

Vi bruker bare to pinner av Arduino for I2C. Jeg hadde bare Arduino Nano da jeg laget prosjektet. Et mindre alternativ kan brukes.

Jeg avloddet det lille potensiometeret som var på kretskortet og erstattet det med et 10k potensiometer som var festet foran på esken. Hvis mulig, bruk presisjonspotensiometer med ti omdreininger. Dette vil hjelpe til med å gjøre fine justeringer.

En liten 0,96 tommer 128x64 OLED -skjerm brukes til å vise alle målingene fra INA219.

Til slutt, et lite kabinett for at alt skal passe inn. Vær kreativ når du velger oppsett for komponentene så lenge det er fornuftig.

Trinn 4: Kos deg

Det er det! Last opp koden og begynn å spille med den lille enheten din. Bare husk at maksimal strøm som kan trekkes fra omformeren er 3A. Denne typen moduler har ingen beskyttelse mot kortslutning.

Takk for at du holdt ut til slutten. Håper dere alle liker dette prosjektet og lærte noe nytt i dag. Gi meg beskjed hvis du lager en selv. Abonner på YouTube -kanalen min for flere kommende prosjekter. Takk igjen!