- Vật liệu thiết yếu:
- Làm thế nào nó hoạt động:
- Kết nối LCD với Arduino để hiển thị mức điện áp:
- Xây dựng mạch cung cấp điện biến đổi 0-24v 3A:
- Điểm cần lưu ý:
- Nâng cấp:
Pin thường được sử dụng để cung cấp năng lượng cho Vi mạch Điện tử và Dự án, vì chúng dễ có sẵn và có thể kết nối dễ dàng. Nhưng chúng cạn kiệt nhanh chóng và khi đó chúng ta cần có pin mới, những pin này cũng không thể cung cấp dòng điện cao để điều khiển động cơ mạnh mẽ. Vì vậy, để giải quyết những vấn đề này, hôm nay chúng tôi đang thiết kế Bộ nguồn biến đổi của riêng mình để cung cấp điện áp DC điều chỉnh nằm trong khoảng từ 0 đến 24v với dòng điện tối đa lên đến 3 Amps.
Đối với hầu hết các Cảm biến và Động cơ của chúng tôi, chúng tôi sử dụng các mức điện áp như 3.3V, 5V hoặc 12V. Nhưng trong khi các cảm biến yêu cầu dòng điện tính bằng miliampe thì các động cơ như động cơ servo hoặc động cơ PMDC, chạy trên 12V trở lên, lại yêu cầu dòng điện cao. Vì vậy, chúng tôi đang xây dựng ở đây Nguồn điện điều chỉnh của dòng điện 3A với điện áp thay đổi trong khoảng từ 0 đến 24v. Tuy nhiên, trong thực tế, chúng tôi nhận được tới 22,2v đầu ra.
Ở đây mức điện áp được kiểm soát với sự trợ giúp của Potentiometer và giá trị điện áp được hiển thị trên Màn hình tinh thể lỏng (LCD) sẽ được điều khiển bởi Arduino Nano. Cũng kiểm tra các mạch cấp nguồn trước đây của chúng tôi:
Vật liệu thiết yếu:
- Máy biến áp - 24V 3A
- Bảng chấm
- Bộ điều chỉnh điện áp cao hiện tại LM338K
- Cầu diode 10A
- Arduino Nano
- LCD 16 * 2
- Điện trở 1k và 220 ohms
- Tụ điện 0,1uF và 0,001uF
- Bộ điều chỉnh điện áp 7812
- Nồi biến thiên 5K (Nồi vô tuyến)
- Thanh Berg (Nữ)
- Khối thiết bị đầu cuối
Làm thế nào nó hoạt động:
Một Power Supply Quy định (RPS) là một trong đó chuyển đổi nguồn điện AC của bạn vào DC và điều chỉnh nó để cấp điện áp cần thiết của chúng tôi. RPS của chúng tôi sử dụng một biến áp bước xuống 24V 3A được chỉnh lưu thành DC bằng cách sử dụng cầu diode. Điện áp DC này được điều chỉnh đến mức yêu cầu của chúng tôi bằng cách sử dụng LM338K và được điều khiển bằng cách sử dụng một chiết áp. Các Arduino và LCD được cung cấp bởi một hiện điều giá điện áp thấp IC như 7812. Tôi sẽ giải thích các bước mạch bước như chúng tôi đi qua dự án của chúng tôi.
Kết nối LCD với Arduino để hiển thị mức điện áp:
Hãy bắt đầu với màn hình LCD. Nếu bạn đã quen với giao tiếp LCD với Arduino, bạn có thể bỏ qua phần này và chuyển trực tiếp sang phần tiếp theo và nếu bạn chưa quen với Arduino và LCD, nó sẽ không có vấn đề gì vì tôi sẽ hướng dẫn bạn các mã và kết nối. Arduino là bộ vi điều khiển ATMEL sẽ giúp bạn xây dựng các dự án một cách dễ dàng. Có rất nhiều biến thể có sẵn nhưng chúng tôi đang sử dụng Arduino Nano vì nó nhỏ gọn và dễ sử dụng trên bảng chấm
Nhiều người đã phải đối mặt với các vấn đề khi giao tiếp màn hình LCD với Arduino, đó là lý do tại sao chúng tôi thử điều này đầu tiên để nó không làm hỏng dự án của chúng tôi vào phút cuối. Tôi đã sử dụng phần sau để bắt đầu với:
Bo mạch Dot này sẽ được sử dụng cho toàn bộ mạch của chúng ta, chúng ta nên sử dụng một thanh berg cái để cố định Arduino Nano để sau này có thể sử dụng lại. Bạn cũng có thể xác minh hoạt động bằng breadboard (Khuyến nghị cho người mới bắt đầu) trước khi chúng tôi tiếp tục với bảng Dot của mình. Có một hướng dẫn rất hay của AdaFruit dành cho LCD, bạn có thể xem qua. Sơ đồ cho Arduino và LCD được đưa ra dưới đây. Arduino UNO được sử dụng ở đây cho các sơ đồ, nhưng đừng lo lắng Arduino NANO và UNO có cùng sơ đồ chân và hoạt động giống nhau.
Sau khi kết nối xong, bạn có thể tải lên mã bên dưới trực tiếp để kiểm tra màn hình LCD hoạt động. Tệp tiêu đề cho LCD được Arduino cung cấp theo mặc định, không sử dụng bất kỳ tiêu đề rõ ràng nào vì chúng có xu hướng gây ra lỗi.
#include
Điều này sẽ giúp màn hình LCD của bạn hoạt động, nhưng nếu bạn vẫn gặp sự cố, hãy thử các cách sau:
1. Kiểm tra định nghĩa chân của bạn trong chương trình.
2. Nối đất trực tiếp chân thứ 3 (VEE) và chân thứ 5 (RW) của màn hình LCD của bạn.
3. Đảm bảo rằng các chân LCD của bạn được đặt theo đúng thứ tự, một số LCD có chân của chúng là hướng khác.
Khi chương trình hoạt động, nó sẽ trông giống như thế này. Nếu bạn có bất kỳ vấn đề nào hãy cho chúng tôi biết bằng cách bình luận. Tôi đã sử dụng cáp USB mini để cấp nguồn cho Arduino, nhưng sau này chúng tôi sẽ cấp nguồn cho nó bằng bộ điều chỉnh điện áp. Tôi đã hàn chúng vào bảng chấm như thế này
Mục đích của chúng tôi là làm cho RPS này dễ sử dụng và cũng giữ chi phí thấp nhất có thể, do đó tôi đã lắp ráp nó trên bảng chấm, nhưng nếu bạn có thể cung cấp bảng mạch in (PCB) thì sẽ rất tuyệt vì chúng tôi đang kinh doanh với dòng điện cao.
Xây dựng mạch cung cấp điện biến đổi 0-24v 3A:
Bây giờ Màn hình của chúng ta đã sẵn sàng, hãy bắt đầu với các mạch khác. Từ bây giờ, bạn nên tiến hành một cách thận trọng hơn vì chúng ta đang xử lý trực tiếp với nguồn điện xoay chiều và dòng điện cao. Kiểm tra tính liên tục bằng đồng hồ vạn năng mọi lúc trước khi cấp nguồn cho mạch.
Máy biến áp chúng tôi sử dụng là máy biến áp 24V 3A, điều này sẽ giảm điện áp của chúng tôi (220V ở Ấn Độ) xuống 24V và chúng tôi trực tiếp đưa nó vào bộ chỉnh lưu cầu của chúng tôi. Bộ chỉnh lưu cầu sẽ cung cấp cho bạn (gốc 2 lần điện áp đầu vào) 33,9V, nhưng đừng ngạc nhiên nếu bạn nhận được khoảng 27 - 30 Volts. Điều này là do điện áp giảm trên mỗi diode trong bộ chỉnh lưu cầu của chúng tôi. Khi chúng tôi đạt đến giai đoạn này, chúng tôi sẽ hàn nó vào bảng chấm của chúng tôi và xác minh đầu ra của chúng tôi và sử dụng một khối đầu cuối để chúng tôi sử dụng nó như một nguồn không đổi không được điều chỉnh nếu cần.
Bây giờ chúng ta hãy kiểm soát điện áp đầu ra bằng cách sử dụng bộ điều chỉnh dòng cao như LM338K, điều này hầu hết sẽ có sẵn trong gói thân kim loại, vì nó phải cấp nguồn dòng cao. Các sơ đồ cho bộ điều chỉnh điện áp biến đổi được hiển thị dưới đây.
Giá trị của R1 và R2 phải được tính bằng cách sử dụng các công thức trên để xác định điện áp đầu ra. Bạn cũng có thể tính toán các giá trị điện trở bằng cách sử dụng máy tính điện trở LM317 này. Trong trường hợp của chúng tôi, chúng tôi nhận được R1 là 110 ohms và R2 là 5K (POT).
Khi đầu ra Điều chỉnh của chúng tôi đã sẵn sàng, chúng tôi chỉ cần cấp nguồn cho Arduino, để làm điều này, chúng tôi sẽ sử dụng IC 7812 vì Arduino sẽ chỉ tiêu thụ ít dòng điện hơn. Điện áp đầu vào của 7812 là đầu ra 24v DC được chỉnh lưu của chúng tôi từ bộ chỉnh lưu. Đầu ra của DC 12V được điều chỉnh được cấp cho chân Vin của Arduino Nano. Không sử dụng 7805 vì điện áp đầu vào tối đa của 7805 chỉ là 24V trong khi 7812 có thể chịu được tối đa 24V. Ngoài ra, cần có tản nhiệt cho 7812 vì điện áp chênh lệch rất cao.
Toàn bộ mạch của Bộ nguồn biến đổi này được hiển thị bên dưới,
Thực hiện theo các sơ đồ và hàn các thành phần của bạn cho phù hợp. Như được hiển thị trong sơ đồ, điện áp biến đổi từ 1,5 đến 24V được ánh xạ thành 0-4,5V bằng cách sử dụng mạch chia điện thế, vì Arduino của chúng tôi chỉ có thể đọc điện áp từ 0-5. Điện áp biến đổi này được kết nối với chân A0 bằng cách sử dụng điện áp đầu ra của RPS được đo. Mã cuối cùng cho Arduino Nano được đưa ra bên dưới trong Phần mã. Cũng kiểm tra Video trình diễn ở cuối.
Khi công việc hàn hoàn tất và mã được tải lên Arduino, Nguồn điện được điều chỉnh của chúng tôi đã sẵn sàng để sử dụng. Chúng tôi có thể sử dụng bất kỳ tải nào hoạt động từ 1,5 đến 22V với định mức hiện tại tối đa 3A.
Điểm cần lưu ý:
1. Hãy cẩn thận trong khi hàn các kết nối nếu không khớp hoặc bất cẩn sẽ dễ dàng làm hỏng các thành phần của bạn.
2. Vật hàn thông thường có thể không chịu được 3A, điều này cuối cùng sẽ làm chảy vật hàn của bạn và gây ra đoản mạch. Sử dụng dây đồng dày hoặc sử dụng nhiều dây dẫn hơn trong khi kết nối các rãnh dòng điện cao như trong hình.
3. Bất kỳ ngắn mạch hoặc hàn yếu sẽ dễ dàng làm cháy cuộn dây máy biến áp của bạn; do đó hãy kiểm tra tính liên tục trước khi cấp nguồn cho mạch. Để đảm bảo an toàn hơn, có thể sử dụng MCB hoặc cầu chì ở phía Đầu vào.
4. Bộ điều chỉnh điện áp cao hiện nay chủ yếu có trong các gói hộp kim loại, khi sử dụng chúng trên bảng chấm không đặt các linh kiện gần chúng vì phần thân của chúng hoạt động như đầu ra của điện áp chỉnh lưu, hơn nữa sẽ dẫn đến gợn sóng.
Cũng không hàn dây vào lon kim loại, thay vào đó hãy sử dụng một vít nhỏ như trong hình bên dưới. Lính không dính vào cơ thể của nó, và việc làm nóng sẽ làm hỏng Bộ điều chỉnh vĩnh viễn.
5. Đừng bỏ qua bất kỳ tụ lọc nào từ sơ đồ, điều này sẽ làm hỏng Arduino của bạn.
6. Không được làm quá tải máy biến áp quá 3A, dừng lại khi nghe thấy tiếng rít từ máy biến áp. Nó là tốt để hoạt động trong khoảng 0 - 2,5A.
7. Kiểm tra đầu ra của 7812 trước khi bạn kết nối nó với Arduino, kiểm tra xem có quá nóng trong lần dùng thử đầu tiên không. Nếu hiện tượng nóng xảy ra có nghĩa là Arduino của bạn đang tiêu thụ nhiều dòng điện hơn, hãy giảm đèn nền của màn hình LCD để giải quyết vấn đề này.
Nâng cấp:
Nguồn điện được điều chỉnh (RPS) được đăng ở trên có một số vấn đề về độ chính xác do nhiễu có trong tín hiệu đầu ra. Loại nhiễu này thường gặp trong các trường hợp sử dụng ADC, một giải pháp đơn giản cho nó là sử dụng bộ lọc thông thấp như bộ lọc RC. Vì bảng Dot được nối mạch của chúng tôi có cả AC và DC trong các đường mòn của nó, nên tiếng ồn sẽ cao hơn so với các mạch khác. Do đó, giá trị R = 5.2K và C = 100uf được sử dụng để lọc nhiễu trong tín hiệu của chúng ta.
Ngoài ra, một cảm biến dòng ACS712 được thêm vào mạch của chúng tôi để đo dòng điện đầu ra của RPS. Hình dưới đây cho thấy cách kết nối Cảm biến với Bảng mạch Arduino.
Video mới cho thấy độ chính xác đã được cải thiện như thế nào: