Ebben a projektben a 12v DC-t minden 2C és 11volt közötti DC értékre csökkentjük. Az áramkört, amely lecsökkenti a DC feszültséget, buck konverternek nevezik. A kimenő feszültséget vagy a szükséges feszültséget az arduino-hoz csatlakoztatott potenciométerrel lehet szabályozni.

Írta Ankit Negi

BEVEZETÉS A KONVERTEREKRE:

Alapvetően kétféle átalakító létezik:

1. Buck konverter

2. Boost konverter

Mindkét átalakító a követelményeknek megfelelően változtatja a bemeneti feszültséget. Hasonlóak a transzformátor egy fő különbséggel. Míg a transzformátor fel / le egy A.C feszültséget, addig a DC átalakítók fel / le a DC feszültséget. Mindkét átalakító fő elemei:

A. MOSFET

B. INDUKTOR

C. KAPACITOR

BUCK CONVERTER: amint maga a neve is sugallja, a buck a bemeneti feszültség csökkentését jelenti. Buck konverter kisebb feszültséget ad, mint a nagy áramkapacitású bemeneti DC feszültség. Ez egy közvetlen megtérés.

BOOST CONVERTER: amint maga a neve is sugallja, a boost a bemeneti feszültség növelését jelenti.

A Boost konverter nagyobb DC feszültséget ad nekünk, mint a bemeneten lévő DC feszültség. Ez egyben közvetlen megtérés is.

** ebben a projektben egy bak átalakító áramkört fogunk létrehozni, hogy lecsökkentsük a 12 V DC-t, az arduino használatával PWM forrásként.

A PWM GYAKORISÁG VÁLTOZTATÁSA AZ ARDUINO PIN-KON:

Az arduino UNO PWM csapjai 3, 5, 6, 9, 10 és 11.

A PWM végrehajtásához a következő parancsot kell használni:

analogWrite (PWM PIN NO, PWM VALUE)

és ezeknek a csapoknak a PWM frekvenciája:

Arduino 9, 10, 11 és 3 csapokhoz - 500 Hz

“arduino mega 2560 órajel ”

Arduino 5. és 6. tűhöz ---- 1kHz

Ezek a frekvenciák általános célú használatra, például egy led elhalványítására alkalmasak. De az áramkörhöz hasonlóan buck vagy boost konverter , nagyfrekvenciás PWM forrásra van szükség (a KHZ tízes tartományában), mert a MOSFET-nek nagy frekvenciára van szüksége a tökéletes kapcsoláshoz, és a nagyfrekvenciás bemenet is csökkenti az áramköri alkatrészek, például az induktor és a kondenzátor értékét vagy méretét. Ezért ehhez a projekthez nagyfrekvenciás PWM forrásra van szükségünk.

Jó dolog az, hogy egyszerű kód használatával megváltoztathatjuk az arduino PWM-csapjainak PWM gyakoriságát:

ARDUINO UNO:

Elérhető PWM frekvencia D3 és D11 esetén:
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000001 // 31372,55 Hz PWM frekvencia esetén
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000010 // 3921,16 Hz PWM frekvenciánál
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000011 // 980,39 Hz PWM frekvencia esetén
TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000100 // 490,20 Hz-es PWM frekvenciához (AZ ALAPÉRTELMEZÉS)
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000101 // 245,10 Hz PWM frekvenciához
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000110 // 122,55 Hz PWM frekvencia esetén
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000111 // 30,64 Hz PWM frekvencia esetén
Elérhető PWM frekvencia D5 és D6 esetén:
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000001 // 62500,00 Hz PWM frekvencia esetén
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000010 // 7812,50 Hz PWM frekvenciához
TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000011 // 976,56 Hz-es PWM frekvenciánál (az alapértelmezett)
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000100 // 244,14 Hz PWM frekvencia esetén
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000101 // 61,04 Hz PWM frekvencián
Elérhető PWM frekvencia D9 és D10 esetén:
// TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000001 // állítsa az 1. időzítő osztóját 1-re a 31372,55 Hz PWM frekvenciához
// TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000010 // 3921,16 Hz PWM frekvenciánál
TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000011 // 490,20 Hz-es PWM frekvenciához (AZ ALAPÉRTELMEZÉS)
// TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000100 // 122,55 Hz PWM frekvencia esetén
// TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000101 // 30,64 Hz PWM frekvenciánál
** a PIN-kódot fogjuk használni. 6 a PWM esetében, ezért a kód:
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000001 // 62,5 KHz PWM frekvenciánál

ALKATRÉSZLISTA:

1. ARDUINO UNO

2. INDUKTOR (100Uh)

3. SCHOTTKY-DIÓD

4. KAPACITOR (100uf)

5. IRF540N

6. POTENCIOMÉTER

7. 10k, 100ohm Ellenállás

8. LOAD (ebben az esetben motor)

9,12 V AKKUMULÁTOR

KÖRDIAGRAMM

Buck Converter az Arduino használatával

Buck Converter Arduino kábelezés elrendezésével

Csatlakoztassa a kapcsolási rajz szerint.

1. Csatlakoztassa a potenciométer végkapcsait az arduino UNO 5v-os és földelt csapjához, míg az ablaktörlő-kapocs az A1 analóg csaphoz.

2. Csatlakoztassa az arduino PWM 6. tűjét a mosfet aljához.

3. Az akkumulátor pozitív kapcsa a mosfet lemerüléséhez és negatív a schottky dióda p-termináljához.

4. A schottky dióda p-termináljától kösse a terhelést (motort) sorba az induktorral a mosfet forrás termináljához.

5. Most csatlakoztassa a schottky dióda n-terminálját a mosfet forrás termináljához.

6. Csatlakoztassa a 47uf kondenzátort a motorra.

7. Végül csatlakoztassa az arduino földelő tűjét a mosfet forrás termináljához.

A mosfet célja:

A Mosfet a bemeneti feszültség nagyfrekvenciás kapcsolására és nagy áram biztosítására szolgál, kevesebb hőelvezetéssel.

Az arduino célja:

A mosfet nagy kapcsolási sebességéhez (kb. 65 KHz frekvencián)

Az induktor célja:

Ha ezt az áramkört induktivitás csatlakoztatása nélkül futtatjuk, akkor nagy az esélye a mosfet károsítására a mosfet terminálján található nagyfeszültségű tüskék miatt.

Annak érdekében, hogy megakadályozza a mosfet-et ezekből a nagyfeszültségű tüskékből, az ábrán látható módon van csatlakoztatva, mivel amikor a mosfet rajta van, energiatárol, és amikor a mosfet ki van kapcsolva, ezt a tárolt energiát adja a motornak.

A schottky dióda célja:

Tegyük fel, hogy a schottky dióda nincs csatlakoztatva az áramkörhöz. Ebben az esetben, amikor a mosfet ki van kapcsolva, az induktor felszabadítja energiáját a terhelésre vagy a motorra, ami nagyon csekély hatással van a terhelésre, mert hiányos a hurok az áramláshoz. Így a schottky dióda befejezi a kört az áramláshoz. Most egy normál dióda nincs itt csatlakoztatva, mert a schottky dióda alacsony feszültségeséssel rendelkezik. A led célja:
a terhelés teljes feszültségének csökkentésére.

A potenciométer célja:

Potenciométer analóg értéket ad az arduino-nak (az ablaktörlő terminál helyzete alapján), amely szerint a mosfet kapu terminálja pwm feszültséget kap az Arduino PWM 6. tűjéből. Ez az érték végső soron vezérli a kimeneti feszültséget terhelés alatt.

Miért van az ellenállás összekapcsolva a kapu és a forrás között?

Még kis zaj is bekapcsolhatja a mosfetet. Ezért a lehúzza az ellenállást kapu és a föld, azaz a forrás között van összekötve.

Programkód

Burn this code to arduino: int m // initialize variable m int n // initialize variable n void setup() B00000001 // for PWM frequency of 62.5 KHz on pin 6( explained under code section) Serial.begin(9600) // begin serial communication void loop() { m= analogRead(A1) // read voltage value from pin A1 at which pot. wiper terminal is connected n= map(m,0,1023,0,255) // map this ip value betwenn 0 and 255 analogWrite(6,n) // write mapped value on pin 6 Serial.print(' PWM Value ') Serial.println(n) }

KÓDMagyarázat

1. Az x változó az A1 tűtől kapott feszültségérték, amelynél a fazék ablaktörlő kapcsa csatlakozik.

2. Az y változóhoz hozzárendelik a leképezett értéket, amely 0 és 255 között van.

3. ** amint azt az áramkör, például a buck vagy a boost konverter fenti szakaszában már kifejtettük, nagyfrekvenciás PWM forrásra van szükség (több tíz KHZ tartományban), mivel a MOSFET-nek nagy frekvenciára van szüksége a tökéletes kapcsoláshoz, és a nagyfrekvenciás bemenet csökkenti az értéket vagy méretet áramköri alkatrészek, mint az induktivitás és a kondenzátor.

Így ezt az egyszerű kódot használjuk kb. 65 kHz frekvencia: TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000001 // 62,5 KHz-es PWM frekvenciához a 6-os tűn

Hogyan működik:

Mivel a potenciométer analóg értéket ad az arduino-nak (az ablaktörlő-terminál helyzete alapján), ez meghatározza a mosfet kapu terminálja által az Arduino 6. PWM-érintkezőjétől kapott pwm feszültségértéket.

És ez az érték végső soron vezérli a kimeneti feszültséget terhelés alatt.

Amikor a mosfet be van kapcsolva az induktivitás tárolja az energiát, és amikor kikapcsol, ez a tárolt energia felszabadul a terhelésre, azaz ebben az esetben a motorra. Mivel ez a folyamat nagyon nagy frekvencián zajlik, kapunk egy lépcsőzetes DC feszültséget a motoron, amely az ablaktörlő terminál helyzetétől függ, mivel a mosfet feszültségfüggő eszköz.