- Materials necessaris:
- Com funciona:
- Connexió de la pantalla LCD amb Arduino per mostrar el nivell de tensió:
- Circuit d'alimentació variable de l'edifici 0-24v 3A:
- Punt a tenir en compte:
- Actualització:
Les bateries s’utilitzen generalment per encendre el circuit electrònic i els projectes, ja que són fàcilment disponibles i es poden connectar fàcilment. Però es van esgotar ràpidament i llavors necessitem bateries noves, a més, aquestes bateries no poden proporcionar corrent elevat per conduir un motor potent. Per tant, per resoldre aquests problemes, avui dissenyem la nostra pròpia font d’alimentació variable que proporcionarà una tensió de CC regulada que oscil·larà entre 0 i 24 V amb un corrent màxim de fins a 3 amperes.
Per a la majoria dels nostres sensors i motors utilitzem nivells de voltatge com 3,3 V, 5 V o 12 V. Però si bé els sensors requereixen corrent en miliamperis, els motors com els servomotors o els motors PMDC, que funcionen amb 12V o més, requereixen un corrent elevat. Així doncs, estem construint aquí la font d'alimentació regulada de corrent de 3A amb una tensió variable entre 0 i 24v. Tanmateix, a la pràctica, vam aconseguir fins a 22,2 v de sortida.
Aquí el nivell de tensió es controla amb l'ajut d'un potenciómetre i el valor de tensió es mostra a la pantalla de cristall líquid (LCD) que serà conduït per un Arduino Nano. Consulteu també els nostres circuits anteriors de font d'alimentació:
Materials necessaris:
- Transformador - 24V 3A
- Tauler de punts
- Regulador d'alta tensió LM338K
- Pont de díodes 10A
- Arduino Nano
- LCD 16 * 2
- Resistència 1k i 220 ohms
- Condensador 0,1uF i 0,001uF
- 7812 Regulador de tensió
- Pot variable de 5K (Radio Pot)
- Berg stick (Dona)
- Bloc de terminals
Com funciona:
Una font d'alimentació regulada (RPS) és la que converteix la vostra xarxa de CA en corrent continu i la regula al nostre nivell de voltatge requerit. El nostre RPS utilitza un transformador descendent de 24V 3A que es rectifica a CC mitjançant un pont de díodes. Aquest voltatge de CC es regula al nostre nivell requerit mitjançant l’ús de LM338K i es controla mitjançant un potenciòmetre. L' Arduino i el LCD funcionen amb un regulador de voltatge IC de baixa intensitat, com ara 7812. Explicaré el circuit pas a pas a mesura que anem passant pel nostre projecte.
Connexió de la pantalla LCD amb Arduino per mostrar el nivell de tensió:
Comencem per la pantalla LCD. Si esteu familiaritzat amb la interfície LCD amb Arduino, podeu ometre aquesta part i passar directament a la secció següent i, si no sou nou a Arduino i LCD, no serà un problema, ja que us guiaré amb codis i connexions. Arduino és un kit de microcontrolador alimentat per ATMEL que us ajudarà a construir projectes fàcilment. Hi ha moltes variants disponibles, però estem fent servir Arduino Nano, ja que és compacte i fàcil d’utilitzar en un tauler de punts
Molta gent s'ha enfrontat a problemes relacionats amb la interfície d'un LCD amb Arduino, per això ho intentem primer perquè no arruïni el nostre projecte en l'últim moment. He començat a utilitzar el següent:
Aquesta targeta de punts s'utilitzarà per a tots els nostres circuits, es recomana utilitzar un berg stick femella per arreglar l'Arduino Nano perquè es pugui tornar a utilitzar més tard. També podeu verificar el funcionament mitjançant una taula de proves (recomanada per a principiants) abans de continuar amb el nostre tauler de punts. Hi ha una guia d’AdaFruit per a LCD, que podeu consultar. A continuació es mostren els esquemes d’Arduino i LCD. Arduino UNO s’utilitza aquí per fer esquemes, però per no preocupar-se, Arduino NANO i UNO tenen els mateixos pinouts i funcionen igual.
Un cop feta la connexió, podeu penjar directament el codi següent per comprovar que funcioni el LCD. El fitxer de capçalera del LCD és donat per defecte per Arduino, no utilitzeu cap capçalera explícita ja que solen donar errors.
#incloure
Això hauria de fer funcionar el vostre LCD, però si encara teniu problemes, proveu el següent:
1. Comproveu la definició dels pins al programa.
2. Connecteu a terra directament el 3r pin (VEE) i el 5è pin (RW) del vostre LCD.
3. Assegureu-vos que els pins LCD es col·loquen en l'ordre correcte, alguns LCD tenen els seus pins és una altra direcció.
Un cop el programa funcioni, hauria de ser semblant a això. Si teniu algun problema, feu-nos-ho saber mitjançant comentaris. Per ara he utilitzat el cable mini USB per alimentar l’Arduino, però més endavant l’alimentarem mitjançant un regulador de voltatge. Els he soldat al tauler de punts així
El nostre objectiu és que aquest RPS sigui fàcil d’utilitzar i també mantingui el cost el més baix possible, per tant, l’he muntat en una placa de punts, però si us pot oferir una placa de circuit imprès (PCB) serà fantàstic ja que estem tractant amb corrents elevats.
Circuit d'alimentació variable de l'edifici 0-24v 3A:
Ara que la nostra pantalla està preparada, comencem pels altres circuits. A partir d’ara és recomanable procedir amb molta precaució, ja que tractem directament de corrent altern i corrent elevat. Comproveu la continuïtat amb un multímetre cada vegada abans d’alimentar el circuit.
El transformador que fem servir és un transformador de 24V 3A, que reduirà la nostra tensió (220V a l’Índia) a 24V i ho donarem directament al nostre rectificador de pont. El rectificador de pont us donarà (arrel 2 vegades el voltatge d’entrada) 33,9 V, però no us sorprengueu si obteniu uns 27-30 volts. Això es deu a la caiguda de tensió a cada díode del nostre rectificador de pont. Un cop arribem a aquesta fase, el soldarem al nostre tauler de punts i verificarem la nostra sortida i utilitzarem un bloc de terminals perquè l’utilitzem com a font constant no regulada si cal.
Ara controlem la tensió de sortida mitjançant un regulador d’alt corrent com LM338K, que estarà disponible principalment en un paquet de carrosseria metàl·lica, ja que ha d’obtenir un corrent elevat. A continuació es mostren els esquemes del regulador de tensió variable.
El valor de R1 i R2 s’ha de calcular utilitzant les fórmules anteriors per determinar la tensió de sortida. També podeu calcular els valors de la resistència mitjançant aquesta calculadora de resistències LM317. En el nostre cas aconseguim que R1 sigui 110 ohms i R2 com a 5 K (POT).
Un cop la nostra sortida regulada estigui llesta, només haurem d’engegar Arduino, per fer-ho utilitzarem un 7812 IC ja que l’Arduino només consumirà menys corrent. El voltatge d’entrada de 7812 és la nostra sortida rectificada de 24 V CC del rectificador. La sortida de 12 V CC regulada es dóna al pin Vin d'Arduino Nano. No utilitzeu 7805, ja que el voltatge màxim d'entrada de 7805 és només de 24 V, mentre que 7812 pot suportar fins a 24 V. També es requereix un dissipador de calor per 7812, ja que el voltatge diferencial és molt alt.
A continuació es mostra el circuit complet d’aquesta font d’alimentació variable.
Seguiu els esquemes i soldeu els components en conseqüència. Com es mostra en esquemes, el voltatge variable d’1,5 a 24 V es mapea a 0-4,5 V mitjançant un circuit divisor de potencial, ja que el nostre Arduino només pot llegir tensions de 0 a 5. Aquesta tensió variable es connecta al pin A0 mitjançant el qual es mesura la tensió de sortida del RPS. A continuació, es mostra el codi final de l’Arduino Nano a la secció de codis. Consulteu també el vídeo de demostració al final.
Un cop acabat el treball de soldadura i el codi carregat a Arduino, la nostra font d'alimentació regulada ja està a punt per utilitzar-se. Podem utilitzar qualsevol càrrega que funcioni d’ 1,5 a 22 V amb una potència actual màxima de 3A.
Punt a tenir en compte:
1. Aneu amb compte mentre soldeu les connexions, si qualsevol desajust o descuit friteu fàcilment els components.
2. És possible que les soldadures normals no puguin suportar el 3A, cosa que provocarà que la soldadura es fon, provocant un curtcircuit. Utilitzeu cables de coure gruixuts o utilitzeu més cable mentre connecteu les pistes de gran corrent tal com es mostra a la imatge.
3. Qualsevol curtcircuit o soldadura feble cremarà fàcilment els bobinatges del transformador; per tant, comproveu la continuïtat abans d’engegar el circuit. Per a més seguretat, es pot utilitzar un MCB o un fusible al costat d'entrada.
4. Els reguladors d’alta tensió de corrent es presenten majoritàriament en paquets de llaunes metàl·liques, mentre que en utilitzar-los a la placa de punts no col·loquen components propers a ells ja que el seu cos actua com a sortida del voltatge rectificat, cosa que provocarà una ondulació.
Tampoc no soldeu el filferro a la llauna metàl·lica, en lloc d’això, utilitzeu un cargol petit tal com es mostra a la imatge que es mostra a continuació. Les soldadures no s’adhereixen al seu cos i l’escalfament provoca danys permanents del regulador.
5. No salteu cap condensador de filtre dels esquemes, ja que això us perjudicarà Arduino.
6. No sobrecarregueu el transformador més de 3A, atureu-vos quan sentiu un xiulet del transformador. És bo operar entre 0 - 2,5A.
7. Verifiqueu la sortida del 7812 abans de connectar-lo a l'Arduino; comproveu si hi ha sobreescalfament durant la primera prova. Si es produeix escalfament, significa que el vostre Arduino consumeix més corrent, reduïu la llum de fons de la pantalla LCD per solucionar-ho.
Actualització:
La font d'alimentació regulada (RPS) que es publica més amunt té pocs problemes amb la precisió a causa del soroll present al senyal de sortida. Aquest tipus de soroll és comú en els casos en què s’utilitza un ADC, una solució senzilla és utilitzar un filtre de pas baix com el filtre RC. Com que la nostra placa de punts circuitada té tant corrent altern com corrent continu, el soroll serà elevat que el d'altres circuits. Per tant, s’utilitza un valor de R = 5,2K i C = 100uf per filtrar el soroll del nostre senyal.
També s’afegeix un sensor de corrent ACS712 al nostre circuit per mesurar el corrent de sortida del RPS. A continuació, es mostra com es connecta el sensor a la placa Arduino.
El nou vídeo mostra com ha millorat la precisió: