Направете този конвертор на Buck с помощта на Arduino

Направете този конвертор на Buck с помощта на Arduino

В този проект ще понижим 12v DC до всяка DC стойност между 2 и 11volts. Веригата, която намалява постояннотоковото напрежение, е известна като преобразувател. Необходимото изходно напрежение или понижаващо напрежение се контролира с помощта на потенциометър, свързан към arduino.



От Анкит Неги

ВЪВЕДЕНИЕ В КОНВЕРТЕРИТЕ:

По принцип има два вида преобразуватели:





1. Бак конвертор

2. Boost конвертор



И двата преобразувателя променят входното напрежение според изискването. Те са подобни на a трансформатор с една основна разлика. Докато трансформаторът стъпва нагоре / надолу напрежение AC, DC преобразувателите стъпка нагоре / надолу DC напрежение. Основните компоненти на двата преобразувателя са:

А. MOSFET

Б. ИНДУКТОР

В. КАПАЦИТОР

BUCK CONVERTER: както подсказва самото име, buck означава намаляване на входното напрежение. Buck конвертор ни дава напрежението по-малко от входното DC напрежение с висок токов капацитет. Това е директно преобразуване.

BOOST CONVERTER: както подсказва самото име, усилването означава увеличаване на входното напрежение.

Усилващ преобразувател ни дава постояннотоково напрежение повече от постояннотоковото напрежение на входа. Това е и директно преобразуване.

** в този проект ще направим верига за конвертор за понижаване на 12 v DC, използвайки arduino като PWM източник.

ПРОМЯНА НА ЧЕСТОТА НА ШИМ върху ARDUINO ПИНОВЕ:

PWM щифтовете на arduino UNO са 3, 5, 6, 9, 10 и 11.

За да се изпълни ШИМ, използваната команда е:

analogWrite (PWM PIN NO, PWM VALUE)

и PWM честотата за тези изводи са:

За Arduino Pins 9, 10, 11 и 3 ---- 500Hz

За Arduino Pins 5 и 6 ---- 1kHz

Тези честоти са подходящи за общо предназначение като избледняване на светодиода. Но за верига като конвертор за долар или усилване , човек се нуждае от високочестотен ШИМ източник (в диапазона от десетки KHZ), тъй като MOSFET се нуждае от висока честота за перфектно превключване, а също така високочестотният вход намалява стойността или размера на компонентите на веригата като индуктор и кондензатор. По този начин за този проект се нуждаем от високочестотен ШИМ източник.

Хубавото е, че можем да променим PWM честотата на PWM щифтовете на arduino, като използваме прост код:

ЗА ARDUINO UNO:

Налична PWM честота за D3 и D11:
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000001 // за ШИМ честота от 31372,55 Hz
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000010 // за ШИМ честота от 3921,16 Hz
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000011 // за ШИМ честота от 980,39 Hz
TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000100 // за ШИМ честота от 490,20 Hz (ПО подразбиране)
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000101 // за ШИМ честота от 245,10 Hz
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000110 // за ШИМ честота от 122,55 Hz
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000111 // за ШИМ честота от 30,64 Hz
Налична PWM честота за D5 и D6:
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000001 // за ШИМ честота от 62500,00 Hz
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000010 // за ШИМ честота от 7812,50 Hz
TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000011 // за ШИМ честота от 976,56 Hz (ПО подразбиране)
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000100 // за ШИМ честота от 244,14 Hz
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000101 // за ШИМ честота от 61,04 Hz
Налична PWM честота за D9 и D10:
// TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000001 // задайте делител на таймера 1 на 1 за PWM честота от 31372,55 Hz
// TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000010 // за ШИМ честота от 3921,16 Hz
TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000011 // за ШИМ честота от 490,20 Hz (ПО подразбиране)
// TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000100 // за ШИМ честота от 122,55 Hz
// TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000101 // за ШИМ честота от 30,64 Hz
** ще използваме щифт №. 6 за ШИМ, следователно кодът:
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000001 // за ШИМ честота от 62,5 KHz

СПИСЪК НА КОМПОНЕНТИТЕ:

1. ARDUINO UNO

2. ИНДУКТОР (100Uh)

3. ШОТКИ ДИОД

4. КАПАЦИТОР (100uf)

5. IRF540N

6. ПОТЕНЦИОМЕТЪР

7. 10k, 100ohm резистор

8. ТОВАР (мотор в този случай)

9.12 V БАТЕРИЯ

ДИАГРАМА НА КРУГА

Buck Converter с помощта на Arduino

Buck Converter Използване на Arduino окабеляване

Направете връзки, както е показано на електрическата схема.

1. Свържете крайните клеми на потенциометъра съответно към щифт 5v и щифт за заземяване на arduino UNO, докато терминалът на чистачките му към аналогов щифт A1

2. Свържете PWM щифт 6 на arduino към основата на MOSFET.

3. Положителен терминал на батерията за източване на MOSFET и отрицателен към p-терминал на Schottky диод.

4. От p-терминала на диода на Schottky, свържете натоварването (мотора) последователно с индуктор към изходния терминал на MOSFET.

5. Сега свържете n-терминала на диода на Schottky към терминала на източника на MOSFET.

6. Свържете 47uf кондензатор към двигателя.

7. Най-накрая свържете заземяващия щифт на arduino към изходния терминал на MOSFET.

Предназначение на MOSFET:

Mosfet се използва за превключване на входното напрежение с висока честота и за осигуряване на висок ток с по-малко разсейване на топлината.

Предназначение на arduino:

За висока скорост на превключване на MOSFET (при честота 65 KHz приблизително)

Предназначение на индуктор:

Ако тази верига се изпълнява без свързване на индуктор, тогава има големи шансове за повреда на MOSFET поради пикове с високо напрежение на клемата на MOSFET.

За да се предотврати MOSFET от тези пикове с високо напрежение, той е свързан, както е показано на фигурата, тъй като когато MOSFET е в него, той съхранява енергия и когато MOSFET е изключен, той отдава тази съхранена енергия на двигателя.

Предназначение на диод на Шотки:

Да приемем, че диодът на Schottky не е свързан във верига. В този случай, когато MOSFET е изключен, индукторът освобождава своята енергия за натоварване или двигател, които имат много слаб ефект върху товара, тъй като има непълен контур за протичане на тока. По този начин диодът на Schottky завършва веригата за протичане на ток. Сега нормален диод не е свързан тук, защото диодът на Schottky има нисък спад на напрежението напред.
за указване на понижаващо напрежение през товара.

Предназначение на потенциометъра:

Потенциометър дава аналогова стойност на arduino (въз основа на позицията на терминала на чистачките), според която pwm напрежението се получава от порталния терминал на MOSFET от PWM пин 6 на Arduino. Тази стойност в крайна сметка контролира изходното напрежение на товара.

Защо резисторът е свързан между портата и източника?

Дори малко количество шум може да включи MOSFET. Следователно a издърпайте надолу резистор е свързан между порта и земята, т.е. източник.

Код на програмата

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)
}

ОБЯСНЕНИЕ НА КОДА

1. Променлива x е стойността на напрежението, получена от щифт А1, към който е свързан терминалът на чистачката на гърнето.

2. Променливата y се присвоява на картографираната стойност, която е между 0 и 255.

3. ** както вече беше обяснено в горния раздел за верига като преобразувател или преобразувател, е необходим високочестотен ШИМ източник (в диапазона от десетки KHZ), защото MOSFET се нуждае от висока честота за перфектно превключване и високочестотният вход намалява стойността или размера на компоненти на веригата като индуктор и кондензатор.

По този начин ще използваме този прост код за генериране на pwm напрежение от около. 65 kHz честота: TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000001 // за ШИМ честота от 62,5 KHz на щифт 6

Как работи:

Тъй като потенциометърът дава аналогова стойност на arduino (въз основа на позицията на терминала на чистачките), това определя стойността на напрежението на pwm, получена от терминала на порта на MOSFET от PWM щифт 6 на Arduino.

И тази стойност в крайна сметка контролира изходното напрежение в целия товар.

Когато MOSFET е включен, индукторът съхранява енергия и когато се изключва, тази съхранена енергия се освобождава от товара, т.е. И тъй като този процес се извършва с много висока честота, ние получаваме стъпка надолу DC напрежение в двигателя, което зависи от позицията на терминала на чистачките, тъй като MOSFET е устройство, зависимо от напрежението.

Прототипни изображения:

Видеоклип на горната обяснена верига Buck Converter с помощта на Arduino




Предишна: Обикновена цифрова верига за измерване на водния поток, използваща Arduino Напред: 4 прости схеми за сензори за близост - Използване на IC LM358, IC LM567, IC 555