- Erforderliche Materialien:
- Wie es funktioniert:
- Anschließen des LCD mit Arduino an den Anzeigespannungspegel:
- Gebäude 0-24v 3A Stromkreis mit variabler Stromversorgung:
- Beachten Sie Folgendes:
- Aktualisierung:
Batterien werden im Allgemeinen zum Einschalten der elektronischen Schaltung und der Projekte verwendet, da sie leicht verfügbar sind und leicht angeschlossen werden können. Aber sie sind schnell leer und dann brauchen wir neue Batterien. Auch diese Batterien können keinen hohen Strom liefern, um einen leistungsstarken Motor anzutreiben. Um diese Probleme zu lösen, entwickeln wir heute unser eigenes variables Netzteil, das eine geregelte Gleichspannung von 0 bis 24 V mit einem maximalen Strom von bis zu 3 Ampere liefert.
Für die meisten unserer Sensoren und Motoren verwenden wir Spannungspegel wie 3,3 V, 5 V oder 12 V. Während die Sensoren Strom in Milliampere benötigen, benötigen Motoren wie Servomotoren oder PMDC-Motoren, die mit 12 V oder mehr betrieben werden, einen hohen Strom. Wir bauen hier also die geregelte Stromversorgung mit 3A Strom mit einer variablen Spannung zwischen 0 und 24V. In der Praxis haben wir jedoch bis zu 22,2 V Leistung erhalten.
Hier wird der Spannungspegel mit Hilfe eines Potentiometers gesteuert und der Spannungswert auf dem Flüssigkristalldisplay (LCD) angezeigt, das von einem Arduino Nano angesteuert wird. Schauen Sie sich auch unsere vorherigen Stromversorgungskreise an:
Erforderliche Materialien:
- Transformator - 24V 3A
- Punktbrett
- LM338K Hochstromspannungsregler
- Diodenbrücke 10A
- Arduino Nano
- LCD 16 * 2
- Widerstand 1k und 220 Ohm
- Kondensator 0,1 uF und 0,001 uF
- 7812 Spannungsregler
- 5K variabler Pot (Radio Pot)
- Bergstock (weiblich)
- Klemmenblock
Wie es funktioniert:
Ein geregeltes Netzteil (RPS) wandelt Ihr Wechselstromnetz in Gleichstrom um und regelt es auf unseren erforderlichen Spannungspegel. Unser RPS verwendet einen 24V 3A-Abwärtstransformator, der über eine Diodenbrücke in Gleichstrom umgewandelt wird. Diese Gleichspannung wird mit LM338K auf unser erforderliches Niveau geregelt und mit einem Potentiometer geregelt. Das Arduino und das LCD werden von einem Spannungsregler-IC mit niedriger Nennstromversorgung wie 7812 gespeist. Ich werde die Schaltung Schritt für Schritt erklären, während wir unser Projekt durchlaufen.
Anschließen des LCD mit Arduino an den Anzeigespannungspegel:
Beginnen wir mit dem LCD-Display. Wenn Sie mit der LCD-Schnittstelle mit Arduino vertraut sind, können Sie diesen Teil überspringen und direkt zum nächsten Abschnitt springen. Wenn Sie mit Arduino und LCD noch nicht vertraut sind, ist dies kein Problem, da ich Sie mit Codes und Verbindungen führen werde. Arduino ist ein ATMEL-Mikrocontroller-Kit, mit dem Sie problemlos Projekte erstellen können. Es gibt viele Varianten, aber wir verwenden Arduino Nano, da es kompakt und einfach auf einem Punktbrett zu verwenden ist
Viele Menschen hatten Probleme, ein LCD mit Arduino zu verbinden. Deshalb versuchen wir dies zuerst, damit es unser Projekt nicht in letzter Minute ruiniert. Ich habe zunächst Folgendes verwendet:
Dieses Dot-Board wird für unsere gesamte Schaltung verwendet. Es wird empfohlen, einen weiblichen Berg-Stick zu verwenden, um den Arduino Nano zu befestigen, damit er später wiederverwendet werden kann. Sie können die Arbeit auch mit einem Steckbrett überprüfen (empfohlen für Anfänger), bevor wir mit unserem Dot Board fortfahren. Es gibt eine nette Anleitung von AdaFruit für LCD, die Sie überprüfen können. Die Schaltpläne für Arduino und LCD sind unten angegeben. Arduino UNO wird hier für Schaltpläne verwendet, aber keine Sorge, Arduino NANO und UNO haben die gleichen Pinbelegungen und funktionieren gleich.
Sobald die Verbindung hergestellt ist, können Sie den folgenden Code direkt hochladen, um zu überprüfen, ob das LCD funktioniert. Die Header-Datei für LCD wird standardmäßig von Arduino angegeben. Verwenden Sie keine expliziten Header, da diese zu Fehlern führen können.
#einschließen
Dies sollte Ihr LCD zum Laufen bringen, aber wenn Sie immer noch Probleme haben, versuchen Sie Folgendes:
1. Überprüfen Sie die Pins-Definition im Programm.
2. Erden Sie den 3. Pin (VEE) und den 5. Pin (RW) Ihres LCD direkt.
3. Stellen Sie sicher, dass die LCD-Stifte in der richtigen Reihenfolge angeordnet sind. Bei einigen LCD-Stiften ist die Richtung der Stifte in eine andere Richtung.
Sobald das Programm funktioniert, sollte es ungefähr so aussehen. Wenn Sie irgendwelche Probleme haben, lassen Sie es uns durch Kommentare wissen. Ich habe das Arduino vorerst mit dem Mini-USB-Kabel mit Strom versorgt, aber später werden wir es mit einem Spannungsregler mit Strom versorgen. Ich habe sie so auf die Punktplatte gelötet
Unser Ziel ist es, dieses RPS einfach zu bedienen und die Kosten so gering wie möglich zu halten. Daher habe ich es auf einer Punktplatte montiert. Wenn Sie jedoch eine Leiterplatte (PCB) anbieten können, ist dies großartig, da wir es zu tun haben mit hohen Strömen.
Gebäude 0-24v 3A Stromkreis mit variabler Stromversorgung:
Nachdem unser Display fertig ist, beginnen wir mit den anderen Schaltkreisen. Ab sofort ist es ratsam , besonders vorsichtig vorzugehen, da es sich direkt um Wechselstrom und Hochstrom handelt. Überprüfen Sie die Kontinuität jedes Mal mit einem Multimeter, bevor Sie den Stromkreis mit Strom versorgen.
Der von uns verwendete Transformator ist ein 24- V-3-A- Transformator. Dadurch wird unsere Spannung (220 V in Indien) auf 24 V gesenkt, und wir geben dies direkt an unseren Brückengleichrichter weiter. Der Brückengleichrichter sollte Ihnen (Root 2 mal die Eingangsspannung) 33,9 V liefern, aber wundern Sie sich nicht, wenn Sie zwischen 27 und 30 Volt erreichen. Dies ist auf den Spannungsabfall an jeder Diode in unserem Brückengleichrichter zurückzuführen. Sobald wir dieses Stadium erreicht haben, werden wir es auf unsere Punktplatte löten und unseren Ausgang überprüfen und einen Klemmenblock verwenden, damit wir ihn bei Bedarf als nicht regulierte konstante Quelle verwenden können.
Lassen Sie uns nun die Ausgangsspannung mithilfe eines Hochstromreglers wie LM338K steuern. Dieser wird hauptsächlich in Metallgehäusen angeboten, da er Hochstrom liefern muss. Die Schaltpläne für den variablen Spannungsregler sind unten gezeigt.
Der Wert von R1 und R2 muss unter Verwendung der obigen Formeln berechnet werden, um die Ausgangsspannung zu bestimmen. Sie können die Widerstandswerte auch mit diesem Widerstandsrechner LM317 berechnen. In unserem Fall beträgt R1 110 Ohm und R2 5K (POT).
Sobald unser regulierter Ausgang fertig ist, müssen wir nur noch Arduino einschalten. Dazu verwenden wir einen 7812 IC, da der Arduino nur weniger Strom verbraucht. Die Eingangsspannung von 7812 ist unser gleichgerichteter 24-V-Gleichstromausgang vom Gleichrichter. Der Ausgang von geregeltem 12V DC wird an den Vin-Pin von Arduino Nano gegeben. Verwenden Sie 7805 nicht, da die maximale Eingangsspannung von 7805 nur 24 V beträgt, während 7812 bis zu 24 V aushält. Für 7812 ist auch ein Kühlkörper erforderlich, da die Differenzspannung sehr hoch ist.
Die vollständige Schaltung dieses variablen Netzteils ist unten dargestellt.
Befolgen Sie die Schaltpläne und löten Sie Ihre Komponenten entsprechend. Wie in den Schaltplänen gezeigt, wird die variable Spannung von 1,5 bis 24 V unter Verwendung einer Potentialteilerschaltung auf 0 bis 4,5 V abgebildet, da unser Arduino nur Spannungen von 0 bis 5 lesen kann. Diese variable Spannung ist mit Pin A0 verbunden, mit dem die Ausgangsspannung des RPS gemessen wird. Der endgültige Code für den Arduino Nano ist unten im Codeabschnitt angegeben. Überprüfen Sie auch die Demonstration Video am Ende.
Sobald die Lötarbeiten abgeschlossen sind und der Code auf Arduino hochgeladen wurde, ist unser reguliertes Netzteil einsatzbereit. Wir können jede Last verwenden, die von 1,5 bis 22 V mit einer Nennstromstärke von maximal 3 A arbeitet.
Beachten Sie Folgendes:
1. Seien Sie beim Löten der Verbindungen vorsichtig, da Fehlanpassungen oder Unachtsamkeiten Ihre Komponenten leicht braten.
2. Gewöhnliche Lote können 3A möglicherweise nicht standhalten. Dies führt dazu, dass Ihr Lötmittel schließlich schmilzt und einen Kurzschluss verursacht. Verwenden Sie dicke Kupferdrähte oder mehr Kabel, während Sie die Hochstromschienen wie in der Abbildung gezeigt anschließen.
3. Kurzschlüsse oder schwaches Löten können Ihre Transformatorwicklungen leicht verbrennen. Überprüfen Sie daher den Durchgang, bevor Sie den Stromkreis einschalten. Für zusätzliche Sicherheit kann ein MCB oder eine Sicherung auf der Eingangsseite verwendet werden.
4. Hochstromspannungsregler werden meistens in Metalldosengehäusen geliefert. Wenn Sie sie auf einer Leiterplatte verwenden, platzieren Sie keine Komponenten in ihrer Nähe, da ihr Körper als Ausgang der gleichgerichteten Spannung fungiert. Dies führt zu Welligkeiten.
Löten Sie den Draht auch nicht an die Metalldose, sondern verwenden Sie stattdessen eine kleine Schraube, wie in der Abbildung unten gezeigt. Lote haften nicht am Körper und das Erhitzen führt zu einer dauerhaften Beschädigung des Reglers.
5. Überspringen Sie keine Filterkondensatoren aus den Schaltplänen, da dies Arduino beschädigen kann.
6. Überlasten Sie den Transformator nicht mehr als 3A. Halten Sie an, wenn Sie ein zischendes Geräusch vom Transformator hören. Es ist gut, zwischen 0 und 2,5 A zu arbeiten.
7. Überprüfen Sie den Ausgang Ihres 7812, bevor Sie ihn an Ihr Arduino anschließen, und prüfen Sie ihn beim ersten Versuch auf Überhitzung. Wenn eine Erwärmung auftritt, bedeutet dies, dass Ihr Arduino mehr Strom verbraucht. Reduzieren Sie die Hintergrundbeleuchtung des LCD, um dies zu beheben.
Aktualisierung:
Das oben angegebene geregelte Netzteil (RPS) weist aufgrund des im Ausgangssignal vorhandenen Rauschens nur wenige Probleme mit der Genauigkeit auf. Diese Art von Rauschen ist in Fällen üblich, in denen ein ADC verwendet wird. Eine einfache Lösung besteht darin, ein Tiefpassfilter wie ein RC-Filter zu verwenden. Da unser Schaltkreis-Dot-Board sowohl Wechselstrom als auch Gleichstrom in seinen Spuren hat, ist das Rauschen höher als das anderer Schaltkreise. Daher wird ein Wert von R = 5,2 K und C = 100uf verwendet, um das Rauschen in unserem Signal herauszufiltern.
Außerdem wird unserer Schaltung ein Stromsensor ACS712 hinzugefügt, um den Ausgangsstrom des RPS zu messen. Das folgende Schema zeigt, wie der Sensor an das Arduino Board angeschlossen wird.
Das neue Video zeigt, wie sich die Genauigkeit verbessert hat: