Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ phát triển một nguồn điện áp thay đổi 5V từ Arduino Uno. Để làm được điều đó, chúng tôi sẽ sử dụng tính năng ADC (Analog to Digital Conversion) và PWM (Pulse Width Modulation).
Một số mô-đun điện tử kỹ thuật số như gia tốc kế hoạt động trên điện áp 3,3V và một số hoạt động trên 2,2V. Một số thậm chí hoạt động ở điện áp thấp hơn. Với điều này, chúng tôi không thể có được một cơ quan quản lý cho mọi người trong số họ. Vì vậy, ở đây chúng tôi sẽ tạo một mạch đơn giản sẽ cung cấp đầu ra điện áp từ 0-5 volt ở độ phân giải 0,05V. Vì vậy, với điều này, chúng tôi có thể cung cấp điện áp chính xác cho các mô-đun khác.
Mạch này có thể cung cấp dòng lên đến 100mA, vì vậy chúng ta có thể sử dụng bộ nguồn này cho hầu hết các mô-đun cảm biến mà không gặp bất kỳ sự cố nào. Đầu ra mạch này cũng có thể được sử dụng để sạc pin sạc AA hoặc AAA. Với màn hình hiển thị tại chỗ, chúng ta có thể dễ dàng nhìn thấy sự dao động công suất trong hệ thống. Bộ cấp nguồn biến đổi này chứa giao diện nút để lập trình điện áp. Hoạt động và mạch được giải thích dưới đây.
Phần cứng: Arduino Uno, Nguồn điện (5v), tụ điện 100uF (2 cái), nút (2 cái), điện trở 1KΩ (3 cái), LCD 16 * 2 ký tự, bóng bán dẫn 2N2222.
Phần mềm: Atmel studio 6.2 hoặc AURDINO hàng đêm.
Sơ đồ mạch và giải thích hoạt động
Các mạch cho đơn vị điện áp biến sử dụng Arduino được thể hiện trong sơ đồ dưới đây.
Điện áp trên đầu ra không hoàn toàn tuyến tính; nó sẽ là một ồn ào. Để lọc ra nhiễu, các tụ điện được đặt trên các cực đầu ra như thể hiện trong hình. Hai nút ở đây là để tăng và giảm điện áp. Bộ hiển thị hiển thị điện áp tại các cực OUTPUT.
Trước khi bắt đầu làm việc, chúng ta cần xem xét các tính năng ADC và PWM của Arduino UNO.
Ở đây chúng ta sẽ lấy điện áp được cung cấp tại đầu cuối OUTPUT và cấp nó vào một trong các kênh ADC của Arduino. Sau khi chuyển đổi, chúng tôi sẽ lấy giá trị SỐ đó và chúng tôi sẽ liên hệ nó với điện áp và hiển thị kết quả ở màn hình 16 * 2. Giá trị này trên màn hình đại diện cho giá trị điện áp thay đổi.
ARDUINO có sáu kênh ADC, như trong hình. Trong đó, một hoặc tất cả chúng đều có thể được sử dụng làm đầu vào cho điện áp tương tự. UNO ADC có độ phân giải 10 bit (vì vậy các giá trị nguyên từ (0- (2 ^ 10) 1023)). Điều này có nghĩa là nó sẽ ánh xạ điện áp đầu vào từ 0 đến 5 vôn thành các giá trị nguyên từ 0 đến 1023. Vì vậy, với mọi (5/1024 = 4,9mV) trên mỗi đơn vị.
Ở đây chúng ta sẽ sử dụng A0 của UNO.
|
Trước hết, các kênh UNO ADC có giá trị tham chiếu mặc định là 5V. Điều này có nghĩa là chúng tôi có thể cung cấp điện áp đầu vào tối đa là 5V để chuyển đổi ADC ở bất kỳ kênh đầu vào nào. Vì một số cảm biến cung cấp điện áp từ 0-2,5V, với tham chiếu 5V, chúng tôi nhận được độ chính xác thấp hơn, vì vậy chúng tôi có hướng dẫn cho phép chúng tôi thay đổi giá trị tham chiếu này. Vì vậy, để thay đổi giá trị tham chiếu mà chúng tôi có (“analogReference ();”) Bây giờ chúng tôi để nó như.
Theo mặc định, chúng tôi nhận được độ phân giải ADC tối đa của bo mạch là 10bits, độ phân giải này có thể được thay đổi bằng cách sử dụng lệnh (“analogReadResolution (bits);”). Thay đổi độ phân giải này có thể hữu ích cho một số trường hợp. Bây giờ chúng tôi để nó như.
Bây giờ nếu các điều kiện trên được đặt thành mặc định, chúng ta có thể đọc giá trị từ ADC của kênh '0' bằng cách gọi trực tiếp hàm "analogRead (pin);", ở đây "pin" đại diện cho chân mà chúng ta đã kết nối tín hiệu tương tự, trong trường hợp này là sẽ là "A0".
Giá trị từ ADC có thể được lấy thành một số nguyên là “float VOLTAGEVALUE = analogRead (A0); ”, Bằng lệnh này, giá trị sau khi ADC được lưu trữ trong số nguyên“ VOLTAGEVALUE ”.
PWM của UNO có thể đạt được ở bất kỳ chân nào được ký hiệu là “~” trên bảng mạch PCB. Có sáu kênh PWM trong UNO. Chúng tôi sẽ sử dụng mã PIN3 cho mục đích của mình.
|
analogWrite (3, VALUE); |
Từ điều kiện trên ta có thể lấy trực tiếp tín hiệu PWM tại chân tương ứng. Tham số đầu tiên trong ngoặc là để chọn số chân của tín hiệu PWM. Tham số thứ hai là để viết tỷ lệ nhiệm vụ.
Giá trị PWM của UNO có thể được thay đổi từ 0 đến 255. Với “0” là thấp nhất đến “255” là cao nhất. Với 255 là tỷ lệ nhiệm vụ, chúng tôi sẽ nhận được 5V ở PIN3. Nếu tỷ lệ nhiệm vụ được đưa ra là 125, chúng tôi sẽ nhận được 2,5V ở PIN3
Như đã nói trước đó có hai nút kết nối với PIN4 và PIN5 của UNO. Khi nhấn, giá trị tỷ lệ nhiệm vụ của PWM sẽ tăng lên. Khi nhấn nút khác, giá trị tỷ lệ nhiệm vụ của PWM giảm. Vì vậy, chúng tôi đang thay đổi tỷ lệ nhiệm vụ của tín hiệu PWM tại PIN3.
Tín hiệu PWM này tại PIN3 được đưa vào đế của bóng bán dẫn NPN. Bóng bán dẫn này cung cấp một điện áp thay đổi tại bộ phát của nó, đồng thời hoạt động như một thiết bị chuyển mạch.
Với tỷ lệ nhiệm vụ thay đổi PWM ở cơ sở sẽ có điện áp thay đổi ở đầu ra bộ phát. Với điều này, chúng ta có một nguồn điện áp thay đổi trong tầm tay.
Đầu ra điện áp được cấp tới UNO ADC, để người dùng xem đầu ra điện áp.