- Materiali richiesti:
- Come funziona:
- Collegamento dell'LCD con Arduino per visualizzare il livello di tensione:
- Costruzione del circuito di alimentazione variabile 0-24v 3A:
- Punto da tenere a mente:
- Aggiornamento:
Le batterie sono generalmente utilizzate per alimentare il circuito elettronico ei progetti, poiché sono facilmente disponibili e possono essere collegate facilmente. Ma si sono scaricate rapidamente e quindi abbiamo bisogno di nuove batterie, inoltre queste batterie non possono fornire corrente elevata per azionare un motore potente. Quindi, per risolvere questi problemi, oggi stiamo progettando il nostro alimentatore variabile che fornirà una tensione CC regolata che va da 0 a 24 V con una corrente massima fino a 3 Ampere.
Per la maggior parte dei nostri sensori e motori utilizziamo livelli di tensione come 3,3 V, 5 V o 12V. Ma mentre i sensori richiedono corrente in milliampere, motori come servomotori o motori PMDC, che funzionano a 12V o più, richiedono una corrente elevata. Quindi stiamo costruendo qui l' alimentatore regolato di corrente 3A con la tensione variabile tra 0 e 24v. Tuttavia in pratica siamo arrivati a 22.2v di uscita.
Qui il livello di tensione è controllato con l'aiuto di un potenziometro e il valore di tensione viene visualizzato sul display a cristalli liquidi (LCD) che sarà pilotato da un Arduino Nano. Controlla anche i nostri precedenti circuiti di alimentazione:
Materiali richiesti:
- Trasformatore - 24V 3A
- Dot board
- Regolatore di tensione ad alta corrente LM338K
- Ponte a diodi 10A
- Arduino Nano
- LCD 16 * 2
- Resistore 1k e 220 ohm
- Condensatore 0.1uF e 0.001uF
- 7812 Regolatore di tensione
- Pot variabile 5K (Pot Radio)
- Berg stick (femmina)
- Morsettiera
Come funziona:
Un alimentatore regolato (RPS) converte la rete CA in CC e la regola al livello di tensione richiesto. Il nostro RPS utilizza un trasformatore step down 24V 3A che viene raddrizzato in CC utilizzando un ponte a diodi. Questa tensione CC è regolata al nostro livello richiesto utilizzando LM338K e controllata utilizzando un potenziometro. L'Arduino e LCD sono alimentati da una bassa regolatore di tensione nominale di corrente IC come 7812. Vi spiegherò passo dopo passo circuito di come andiamo attraverso il nostro progetto.
Collegamento dell'LCD con Arduino per visualizzare il livello di tensione:
Cominciamo con il display LCD. Se hai familiarità con l'interfacciamento LCD con Arduino, puoi saltare questa parte e passare direttamente alla sezione successiva e se sei nuovo su Arduino e LCD, non sarà un problema poiché ti guiderò con codici e connessioni. Arduino è un kit microcontrollore alimentato da ATMEL che ti aiuterà a costruire facilmente progetti. Ci sono molte varianti disponibili, ma stiamo usando Arduino Nano poiché è compatto e facile da usare su una dot board
Molte persone hanno riscontrato problemi nell'interfacciare un LCD con Arduino, ecco perché lo proviamo prima in modo che non rovini il nostro progetto all'ultimo minuto. Ho usato quanto segue per iniziare:
Questa scheda Dot verrà utilizzata per l'intero circuito, si consiglia di utilizzare un berg stick femmina per riparare Arduino Nano in modo che possa essere riutilizzato in seguito. Puoi anche verificare il funzionamento utilizzando una breadboard (consigliata per i principianti) prima di procedere con la nostra Dot board. C'è una bella guida di AdaFruit per LCD, puoi controllarla. Di seguito sono riportati gli schemi per Arduino e LCD. Arduino UNO viene utilizzato qui per gli schemi, ma non preoccuparti, Arduino NANO e UNO hanno gli stessi pinout e funzionano allo stesso modo.
Una volta completata la connessione, puoi caricare direttamente il codice sottostante per verificare il funzionamento del display LCD. Il file di intestazione per LCD è fornito da Arduino per impostazione predefinita, non utilizzare intestazioni esplicite poiché tendono a dare errori.
#includere
Questo dovrebbe far funzionare il tuo LCD, ma se riscontri ancora problemi prova quanto segue:
1. Verificare la definizione dei pin nel programma.
2. Mettere direttamente a terra il 3 ° pin (VEE) e il 5 ° pin (RW) del display LCD.
3. Assicurati che i pin LCD siano posizionati nell'ordine giusto, alcuni LCD hanno i loro pin in un'altra direzione.
Una volta che il programma funziona, dovrebbe assomigliare a questo. Se hai problemi, faccelo sapere tramite commenti. Per ora ho usato il cavo mini USB per alimentare Arduino, ma in seguito lo alimenteremo utilizzando un regolatore di tensione. Li ho saldati al dot board in questo modo
Il nostro obiettivo è rendere questo RPS facile da usare e mantenere anche il costo il più basso possibile, quindi l'ho assemblato su una scheda a punti, ma se puoi offrire un circuito stampato (PCB) sarà fantastico dato che abbiamo a che fare con correnti elevate.
Costruzione del circuito di alimentazione variabile 0-24v 3A:
Ora che il nostro display è pronto iniziamo con gli altri circuiti. Da ora è consigliabile procedere con la massima cautela poiché si tratta direttamente di rete AC e corrente elevata. Verificare la continuità utilizzando un multimetro ogni volta prima di alimentare il circuito.
Il trasformatore che utilizziamo è un trasformatore da 24V 3A, questo abbasserà la nostra tensione (220V in India) a 24V e lo diamo direttamente al nostro raddrizzatore a ponte. Il raddrizzatore a ponte dovrebbe darti (radice 2 volte la tensione di ingresso) 33,9 V, ma non sorprenderti se ottieni circa 27-30 Volt. Ciò è dovuto alla caduta di tensione su ciascun diodo nel nostro raddrizzatore a ponte. Una volta raggiunto questo stadio, lo salderemo alla nostra dot board, verificheremo il nostro output e utilizzeremo una morsettiera in modo da utilizzarlo come fonte costante non regolata, se necessario.
Ora controlliamo la tensione di uscita utilizzando un regolatore ad alta corrente come LM338K, questo sarà per lo più disponibile in un contenitore con corpo in metallo, poiché deve generare corrente elevata. Di seguito sono riportati gli schemi per il regolatore di tensione variabile.
Il valore di R1 e R2 deve essere calcolato utilizzando le formule di cui sopra per determinare la tensione di uscita. È inoltre possibile calcolare i valori della resistenza utilizzando questo calcolatore di resistenze LM317. Nel nostro caso otteniamo che R1 sia 110 ohm e R2 come 5K (POT).
Una volta che la nostra uscita regolata è pronta, non ci resta che accendere Arduino, per fare ciò useremo un IC 7812 poiché Arduino consumerà solo meno corrente. La tensione di ingresso di 7812 è la nostra uscita 24 V CC rettificata dal raddrizzatore. L'uscita di 12V DC regolata è data al pin Vin di Arduino Nano. Non utilizzare 7805 poiché la tensione di ingresso massima di 7805 è solo 24 V mentre il 7812 può sopportare fino a 24 V. Anche un dissipatore di calore è richiesto per 7812 poiché la tensione differenziale è molto alta.
Il circuito completo di questo alimentatore variabile è mostrato di seguito,
Segui gli schemi e salda i componenti di conseguenza. Come mostrato negli schemi, la tensione variabile da 1,5 a 24 V è mappata a 0-4,5 V utilizzando il potenziale circuito divisore, poiché il nostro Arduino può leggere solo tensioni da 0-5. Questa tensione variabile è collegata al pin A0 utilizzando il quale viene misurata la tensione di uscita dell'RPS. Il codice finale per Arduino Nano è riportato di seguito nella sezione Codice. Controlla anche il video dimostrativo alla fine.
Una volta terminato il lavoro di saldatura e caricato il codice su Arduino, il nostro alimentatore regolato è pronto per l'uso. Possiamo utilizzare qualsiasi carico che funzioni da 1,5 a 22 V con una corrente nominale di massimo 3 A.
Punto da tenere a mente:
1. Prestare attenzione durante la saldatura dei collegamenti, qualsiasi discrepanza o disattenzione friggerà facilmente i componenti.
2. Le saldature ordinarie potrebbero non essere in grado di resistere a 3A, questo porterà alla fine a fondere la saldatura e causare cortocircuiti. Utilizzare fili di rame spessi o utilizzare più cavi durante il collegamento delle tracce ad alta corrente come mostrato nell'immagine.
3. Qualsiasi cortocircuito o debole saldatura brucerà facilmente gli avvolgimenti del trasformatore; quindi verificare la continuità prima di accendere il circuito. Per maggiore sicurezza è possibile utilizzare un MCB o un fusibile sul lato di ingresso.
4. I regolatori di tensione ad alta corrente per lo più vengono forniti in contenitori di lattine di metallo, mentre se li si utilizza su dot board non posizionare i componenti vicino ad essi poiché il loro corpo funge da uscita della tensione rettificata, inoltre si verificheranno increspature.
Inoltre, non saldare il filo alla lattina di metallo, ma utilizzare una piccola vite come mostrato nell'immagine sotto. Le saldature non si attaccano al corpo e il riscaldamento danneggia permanentemente il regolatore.
5. Non saltare nessun condensatore di filtro dagli schemi, questo danneggerà Arduino.
6. Non sovraccaricare il trasformatore più di 3A, fermarsi quando si sente un sibilo dal trasformatore. È bene operare tra gli intervalli di 0-2,5 A.
7. Verifica l'output del tuo 7812 prima di collegarlo al tuo Arduino, controlla il surriscaldamento durante la prima prova. Se si verifica un riscaldamento, significa che Arduino sta consumando più corrente, ridurre la retroilluminazione del display LCD per risolvere il problema.
Aggiornamento:
L'alimentatore regolato (RPS) riportato sopra ha pochi problemi con la precisione a causa del rumore presente nel segnale di uscita. Questo tipo di rumore è comune nei casi in cui viene utilizzato un ADC, una soluzione semplice è utilizzare un filtro passa basso come il filtro RC. Poiché la nostra scheda Dot in circuito ha sia AC che DC nelle sue tracce, il rumore sarà elevato rispetto a quello degli altri circuiti. Quindi un valore di R = 5.2K e C = 100uf viene utilizzato per filtrare il rumore nel nostro segnale.
Inoltre un sensore di corrente ACS712 viene aggiunto al nostro circuito per misurare la corrente di uscita dell'RPS. Lo scismatico sottostante mostra come collegare il sensore alla scheda Arduino.
Il nuovo video mostra come è migliorata la precisione: