- Απαιτούμενα υλικά:
- Πως δουλεύει:
- Σύνδεση LCD με Arduino σε επίπεδο τάσης οθόνης:
- Κύκλωμα μεταβλητού τροφοδοτικού Building 0-24v 3A
- Σημείο που πρέπει να θυμάστε:
- Αναβαθμίζω:
Οι μπαταρίες χρησιμοποιούνται γενικά για την ενεργοποίηση του Ηλεκτρονικού Κυκλώματος και των Έργων, καθώς είναι εύκολα διαθέσιμες και μπορούν να συνδεθούν εύκολα. Αλλά εξαντλήθηκαν γρήγορα και στη συνέχεια χρειαζόμαστε νέες μπαταρίες, επίσης αυτές οι μπαταρίες δεν μπορούν να παρέχουν υψηλό ρεύμα για την οδήγηση ενός ισχυρού κινητήρα. Έτσι, για την επίλυση αυτών των προβλημάτων, σήμερα σχεδιάζουμε το δικό μας μεταβλητό τροφοδοτικό που θα παρέχει ρυθμιζόμενη τάση DC που κυμαίνεται από 0 έως 24v με μέγιστο ρεύμα έως 3 Amps.
Για τους περισσότερους αισθητήρες και κινητήρες χρησιμοποιούμε επίπεδα τάσης όπως 3.3V, 5V ή 12V. Όμως, ενώ οι αισθητήρες απαιτούν ρεύμα σε milliamp, κινητήρες όπως σερβοκινητήρες ή κινητήρες PMDC, που λειτουργούν με 12V ή περισσότερο, απαιτούν υψηλό ρεύμα. Κατασκευάζουμε λοιπόν εδώ το Ρυθμιζόμενο Τροφοδοτικό ρεύματος 3Α με τη μεταβλητή τάση μεταξύ 0 και 24v. Ωστόσο, στην πράξη έχουμε έως και 22,2v εξόδου.
Εδώ ελέγχεται το επίπεδο τάσης με τη βοήθεια ενός ποτενσιόμετρου και η τιμή τάσης εμφανίζεται στην οθόνη υγρών κρυστάλλων (LCD) η οποία θα οδηγείται από ένα Arduino Nano. Ελέγξτε επίσης τα προηγούμενα κυκλώματα τροφοδοσίας:
Απαιτούμενα υλικά:
- Μετασχηματιστής - 24V 3A
- Κουκκίδα
- Ρυθμιστής υψηλής τάσης LM338K
- Diode Bridge 10Α
- Arduino Nano
- LCD 16 * 2
- Αντίσταση 1k και 220 ohms
- Πυκνωτής 0.1uF και 0.001uF
- 7812 Ρυθμιστής τάσης
- 5K μεταβλητή Pot (Ραδιόφωνο Pot)
- Berg stick (Γυναίκα)
- Μπλοκ ακροδεκτών
Πως δουλεύει:
Ένα Ρυθμιζόμενο Τροφοδοτικό (RPS) είναι αυτό που μετατρέπει το δίκτυο AC σας σε DC και το ρυθμίζει στο απαιτούμενο επίπεδο τάσης. Το RPS μας χρησιμοποιεί μετασχηματιστή 24V 3A που διορθώνεται σε DC χρησιμοποιώντας γέφυρα διόδων. Αυτή η τάση DC ρυθμίζεται στο απαιτούμενο επίπεδο χρησιμοποιώντας LM338K και ελέγχεται χρησιμοποιώντας ποτενσιόμετρο. Το Arduino και η LCD τροφοδοτούνται από ένα IC ρυθμιστή τάσης χαμηλής ισχύος όπως το 7812. Θα εξηγήσω το κύκλωμα βήμα προς βήμα καθώς προχωράμε στο έργο μας.
Σύνδεση LCD με Arduino σε επίπεδο τάσης οθόνης:
Ας ξεκινήσουμε με την οθόνη LCD. Εάν είστε εξοικειωμένοι με τη διασύνδεση LCD με το Arduino, μπορείτε να παραλείψετε αυτό το μέρος και να μεταβείτε απευθείας στην επόμενη ενότητα και εάν είστε νέοι στο Arduino και το LCD, δεν θα είναι πρόβλημα καθώς θα σας καθοδηγήσω με κωδικούς και συνδέσεις. Το Arduino είναι ένα κιτ μικροελεγκτή που λειτουργεί με ATMEL, το οποίο θα σας βοηθήσει στην κατασκευή έργων εύκολα. Υπάρχουν πολλές διαθέσιμες παραλλαγές, αλλά χρησιμοποιούμε το Arduino Nano, καθώς είναι συμπαγές και εύκολο στη χρήση σε μια κουκκίδα
Πολλοί άνθρωποι αντιμετώπισαν προβλήματα με τη διασύνδεση μιας οθόνης LCD με το Arduino, γι 'αυτό το δοκιμάζουμε πρώτα ώστε να μην καταστρέψει το έργο μας την τελευταία στιγμή. Έχω χρησιμοποιήσει τα ακόλουθα για να ξεκινήσω με:
Αυτή η πλακέτα κουκκίδων θα χρησιμοποιηθεί για ολόκληρο το κύκλωμα μας, συνιστάται να χρησιμοποιήσετε ένα θηλυκό ραβδί berg για να διορθώσετε το Arduino Nano έτσι ώστε να μπορεί να ξαναχρησιμοποιηθεί αργότερα. Μπορείτε επίσης να επαληθεύσετε τη λειτουργία χρησιμοποιώντας ένα breadboard (Συνιστάται για αρχάριους) προτού προχωρήσουμε στον πίνακα κουκκίδων. Υπάρχει ένας καλός οδηγός από το AdaFruit για LCD, μπορείτε να τον ελέγξετε. Τα σχήματα για Arduino και LCD δίνονται παρακάτω. Το Arduino UNO χρησιμοποιείται εδώ για σχηματικά σχήματα, αλλά μην ανησυχείτε ότι το Arduino NANO και το UNO έχουν τα ίδια pinouts και λειτουργούν το ίδιο.
Μόλις ολοκληρωθεί η σύνδεση, μπορείτε να ανεβάσετε τον παρακάτω κώδικα απευθείας για να ελέγξετε την οθόνη LCD. Το αρχείο κεφαλίδας για LCD δίνεται από τον Arduino από προεπιλογή, μην χρησιμοποιείτε ρητές κεφαλίδες καθώς τείνουν να δίνουν σφάλματα.
#περιλαμβάνω
Αυτό θα πρέπει να λειτουργήσει η οθόνη LCD σας, αλλά εάν εξακολουθείτε να αντιμετωπίζετε προβλήματα δοκιμάστε τα εξής:
1. Ελέγξτε τον ορισμό των καρφιτσών στο πρόγραμμα.
2. Γειώστε άμεσα τον 3ο πείρο (VEE) και τον 5ο πείρο (RW) της οθόνης LCD.
3. Βεβαιωθείτε ότι οι καρφίτσες LCD είναι τοποθετημένες στη σωστή σειρά, μερικές από τις LCD έχουν τις ακίδες τους να είναι μια άλλη κατεύθυνση.
Μόλις το πρόγραμμα λειτουργεί, θα πρέπει να μοιάζει με αυτό. Αν έχετε προβλήματα ενημερώστε μας με σχόλια. Χρησιμοποίησα το καλώδιο mini USB για να τροφοδοτήσω το Arduino προς το παρόν, αλλά αργότερα θα το τροφοδοτήσουμε χρησιμοποιώντας έναν ρυθμιστή τάσης. Τους κολλήσαμε στον πίνακα κουκίδων έτσι
Στόχος μας είναι να κάνουμε αυτό το RPS εύκολο στη χρήση και επίσης να διατηρήσουμε το κόστος όσο το δυνατόν χαμηλότερο, ως εκ τούτου το έχω συναρμολογήσει σε μια πλακέτα κουκκίδων, αλλά αν μπορείτε να προσφέρετε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) θα είναι υπέροχο αφού ασχολούμαστε με υψηλά ρεύματα.
Κύκλωμα μεταβλητού τροφοδοτικού Building 0-24v 3A
Τώρα που η οθόνη μας είναι έτοιμη, ας ξεκινήσουμε με τα άλλα κυκλώματα. Από τώρα είναι σκόπιμο να προχωρήσετε με ιδιαίτερη προσοχή, καθώς ασχολούμαστε άμεσα με εναλλασσόμενα ρεύματα και υψηλό ρεύμα. Ελέγξτε τη συνέχεια χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο κάθε φορά πριν ενεργοποιήσετε το κύκλωμα.
Ο μετασχηματιστής που χρησιμοποιούμε είναι ένας μετασχηματιστής 24V 3A, αυτό θα μειώσει την τάση μας (220V στην Ινδία) στα 24V και το δίνουμε απευθείας στον ανορθωτή γέφυρας. Ο ανορθωτής γέφυρας θα σας δώσει (ρίζα 2 φορές την τάση εισόδου) 33,9V, αλλά μην εκπλαγείτε αν έχετε περίπου 27 - 30 Volts. Αυτό οφείλεται στην πτώση τάσης σε κάθε δίοδο στον ανορθωτή γέφυρας. Μόλις φτάσουμε σε αυτό το στάδιο θα το κολλήσουμε στον πίνακα κουκκίδων μας και θα επαληθεύσουμε την έξοδο μας και θα χρησιμοποιήσουμε ένα μπλοκ τερματικού έτσι ώστε να το χρησιμοποιούμε ως μη ρυθμιζόμενη σταθερή πηγή, εάν απαιτείται.
Τώρα ας ελέγξουμε την τάση εξόδου χρησιμοποιώντας έναν ρυθμιστή υψηλού ρεύματος όπως το LM338K, αυτό θα είναι κυρίως διαθέσιμο σε μεταλλική συσκευασία αμαξώματος, δεδομένου ότι πρέπει να παρέχει υψηλό ρεύμα. Τα σχήματα για ρυθμιστή μεταβλητής τάσης φαίνονται παρακάτω.
Η τιμή των R1 και R2 πρέπει να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τους παραπάνω τύπους για τον προσδιορισμό της τάσης εξόδου. Μπορείτε επίσης να υπολογίσετε τις τιμές της αντίστασης χρησιμοποιώντας αυτόν τον υπολογιστή αντίστασης LM317. Στην περίπτωσή μας έχουμε R1 να είναι 110 ohms και R2 ως 5K (POT).
Μόλις η Ρυθμιζόμενη έξοδος μας είναι έτοιμη, πρέπει απλώς να ενεργοποιήσουμε το Arduino, για να το κάνουμε αυτό θα χρησιμοποιήσουμε ένα 7812 IC αφού το Arduino θα καταναλώνει μόνο λιγότερο ρεύμα. Η τάση εισόδου του 7812 είναι η διορθωμένη έξοδος 24v DC από τον ανορθωτή. Η έξοδος του ρυθμιζόμενου 12V DC δίνεται στον πείρο Vin του Arduino Nano. Μην χρησιμοποιείτε το 7805, καθώς η μέγιστη τάση εισόδου 7805 είναι μόνο 24V ενώ το 7812 μπορεί να αντέξει έως και 24V Απαιτείται επίσης ψύκτρα θερμότητας για το 7812, καθώς η διαφορική τάση είναι πολύ υψηλή.
Το πλήρες κύκλωμα αυτού του μεταβλητού τροφοδοτικού φαίνεται παρακάτω,
Ακολουθήστε τα Σχέδια και κολλήστε τα στοιχεία σας ανάλογα. Όπως φαίνεται στα σχήματα, η μεταβλητή τάση 1,5 έως 24V χαρτογραφείται στα 0-4,5V χρησιμοποιώντας πιθανό κύκλωμα διαχωριστή, καθώς το Arduino μας μπορεί να διαβάσει μόνο τάσεις από 0-5. Αυτή η μεταβλητή τάση συνδέεται με τον ακροδέκτη Α0 χρησιμοποιώντας τον οποίο μετράται η τάση εξόδου του RPS. Ο τελικός κωδικός για το Arduino Nano δίνεται παρακάτω στην ενότητα Code. Ελέγξτε επίσης το βίντεο επίδειξης στο τέλος.
Μόλις ολοκληρωθεί η συγκόλληση και μεταφορτωθεί ο κωδικός στο Arduino, το Ρυθμιζόμενο Τροφοδοτικό μας είναι έτοιμο για χρήση. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε οποιοδήποτε φορτίο που λειτουργεί από 1,5 έως 22V με τρέχουσα βαθμολογία το πολύ 3A.
Σημείο που πρέπει να θυμάστε:
1. Να είστε προσεκτικοί κατά τη συγκόλληση των συνδέσεων, οποιαδήποτε αναντιστοιχία ή απροσεξία θα τηγανίσει εύκολα τα εξαρτήματά σας.
2. Οι συνηθισμένοι πωλητές ενδέχεται να μην είναι σε θέση να αντέξουν το 3Α, αυτό θα οδηγήσει τελικά να λιώσει τη συγκόλλησή σας και να προκαλέσει βραχυκύκλωμα. Χρησιμοποιήστε χοντρά σύρματα χαλκού ή χρησιμοποιήστε περισσότερο καλώδιο ενώ συνδέετε τα ίχνη υψηλής ροής, όπως φαίνεται στην εικόνα.
3. Κάθε βραχυκύκλωμα ή αδύναμη συγκόλληση θα κάψει εύκολα τις περιελίξεις του μετασχηματιστή σας. Επομένως, ελέγξτε για συνέχεια πριν ενεργοποιήσετε το κύκλωμα. Για πρόσθετη ασφάλεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα MCB ή ασφάλεια στην πλευρά εισόδου.
4. Οι ρυθμιστές υψηλής τάσης συνήθως έρχονται σε συσκευασίες μεταλλικών δοχείων, ενώ τα χρησιμοποιείτε σε κουκκίδες δεν τοποθετούν εξαρτήματα κοντά τους καθώς το σώμα τους δρα ως έξοδος της διορθωμένης τάσης, περαιτέρω θα οδηγήσει σε κυματισμούς.
Επίσης, μην κολλήσετε το καλώδιο στο μεταλλικό δοχείο, αντί να χρησιμοποιήσετε μια μικρή βίδα όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Οι κάτοχοι δεν κολλάνε στο σώμα του και η θέρμανση οδηγεί σε μόνιμη καταστροφή του Ρυθμιστή.
5. Μην παραλείψετε πυκνωτές φίλτρων από τα σχήματα, αυτό θα σας προκαλέσει ζημιά στο Arduino.
6. Μην υπερφορτώνετε τον μετασχηματιστή περισσότερο από 3Α, σταματήστε όταν ακούτε έναν συριγμό από τον μετασχηματιστή. Είναι καλό να λειτουργεί μεταξύ των ορίων 0 - 2.5A.
7. Επαληθεύστε την έξοδο του 7812 σας προτού το συνδέσετε στο Arduino, ελέγξτε για υπερθέρμανση κατά την πρώτη δοκιμή. Εάν συμβεί θέρμανση, αυτό σημαίνει ότι το Arduino καταναλώνει περισσότερο ρεύμα, μειώστε τον οπίσθιο φωτισμό της οθόνης LCD για να το λύσετε.
Αναβαθμίζω:
Το Ρυθμιζόμενο Τροφοδοτικό (RPS) που δημοσιεύτηκε παραπάνω έχει λίγα προβλήματα με την ακρίβεια λόγω του θορύβου που υπάρχει στο σήμα εξόδου. Αυτός ο τύπος θορύβου είναι κοινός σε περιπτώσεις όπου χρησιμοποιείται ADC, μια απλή λύση σε αυτό είναι να χρησιμοποιήσετε ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης όπως το φίλτρο RC. Δεδομένου ότι η κυκλωμένη πλακέτα κουκκίδων έχει και τα δύο AC και DC στα μονοπάτια της, ο θόρυβος θα είναι υψηλός από αυτόν των άλλων κυκλωμάτων. Ως εκ τούτου, μια τιμή R = 5.2K και C = 100uf χρησιμοποιείται για να φιλτράρει τον θόρυβο στο σήμα μας.
Επίσης, προστίθεται ένας τρέχων αισθητήρας ACS712 στο κύκλωμα μας για τη μέτρηση του ρεύματος εξόδου του RPS. Το παρακάτω σχισματικό δείχνει πώς να συνδέσετε τον αισθητήρα στο Arduino Board.
Το νέο βίντεο δείχνει πώς έχει βελτιωθεί η ακρίβεια: