배터리는 쉽게 구할 수 있고 쉽게 연결할 수 있기 때문에 일반적으로 전자 회로 및 프로젝트에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 그러나 그들은 빨리 소모되고 새 배터리가 필요합니다. 또한이 배터리는 강력한 모터를 구동하기 위해 높은 전류를 제공 할 수 없습니다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 오늘 우리는 최대 3A 의 최대 전류로 0 ~ 24v 범위의 조정 된 DC 전압 을 제공하는 자체 가변 전원 공급 장치 를 설계하고 있습니다.
대부분의 센서 및 모터의 경우 3.3V, 5V 또는 12V와 같은 전압 레벨을 사용합니다. 그러나 센서에는 밀리 암페어 단위의 전류가 필요하지만 12V 이상에서 작동하는 서보 모터 또는 PMDC 모터와 같은 모터에는 높은 전류가 필요합니다. 그래서 우리는 여기에 0에서 24v 사이의 가변 전압을 가진 3A 전류 의 조절 된 전원 공급 장치를 구축하고 있습니다. 그러나 실제로 우리는 최대 22.2v의 출력을 얻었습니다.
여기서 전압 레벨은 전위차계의 도움으로 제어되며 전압 값은 Arduino Nano에 의해 구동되는 LCD (Liquid Crystal Display)에 표시됩니다. 이전 전원 공급 장치 회로도 확인하십시오.
필요한 재료:
- 변압기-24V 3A
- 도트 보드
- LM338K 고전류 전압 조정기
- 다이오드 브리지 10A
- Arduino Nano
- LCD 16 * 2
- 저항기 1k 및 220 옴
- 커패시터 0.1uF 및 0.001uF
- 7812 전압 조정기
- 5K 가변 팟 (라디오 팟)
- 버그 스틱 (암컷)
- 터미널 블록
작동 원리:
규제 전원 공급 장치 (RPS)를 DC로 AC 전원을 변환하고 우리의 요구 전압 레벨로 조절입니다. 우리의 RPS는 다이오드 브리지를 사용하여 DC로 정류되는 24V 3A 강압 변압기 를 사용합니다. 이 DC 전압은 LM338K 를 사용하여 필요한 수준으로 조정되고 전위차계를 사용하여 제어됩니다. 아두 이노와 LCD는 우리가 우리의 프로젝트를 진행하면서 내가 단계에서 회로 단계를 설명합니다 7812처럼 낮은 전류 정격 전압 레귤레이터 IC에 의해 구동된다.
전압 레벨을 표시하기 위해 Arduino와 LCD 연결:
LCD 디스플레이부터 시작하겠습니다. Arduino와 LCD 인터페이스에 익숙하다면이 부분을 건너 뛰고 바로 다음 섹션으로 이동할 수 있으며 Arduino 및 LCD 를 처음 사용하는 경우 코드와 연결을 안내하므로 문제가되지 않습니다. Arduino는 프로젝트를 쉽게 구축하는 데 도움이되는 ATMEL 구동 마이크로 컨트롤러 키트입니다. 많은 변형이 있지만 우리는 Arduino Nano 가 콤팩트하고 도트 보드에서 사용하기 쉽기 때문에 사용하고 있습니다.
많은 사람들이 Arduino와 LCD를 인터페이스하는 데 문제에 직면했습니다. 그래서 우리는 마지막 순간에 우리 프로젝트를 망치지 않도록 이것을 먼저 시도합니다. 시작하려면 다음을 사용했습니다.
이 도트 보드는 전체 회로에 사용되며 나중에 재사용 할 수 있도록 암컷 버그 스틱을 사용하여 Arduino Nano를 고정하는 것이 좋습니다. Dot board를 진행하기 전에 브레드 보드 (초보자에게 권장)를 사용하여 작업을 확인할 수도 있습니다. LCD 용 AdaFruit의 멋진 가이드가 있습니다. 확인하실 수 있습니다. Arduino 및 LCD의 회로도는 다음과 같습니다. Arduino UNO는 여기서 회로도에 사용되지만 Arduino NANO와 UNO는 동일한 핀아웃을 갖고 동일하게 작동합니다.
연결이 완료되면 아래 코드를 직접 업로드하여 LCD 작동을 확인할 수 있습니다. LCD 용 헤더 파일은 기본적으로 Arduino에서 제공하며 오류를 발생시키는 경향이 있으므로 명시적인 헤더를 사용하지 마십시오.
#포함
이렇게하면 LCD가 작동하지만 여전히 문제가 발생하면 다음을 시도하십시오.
1. 프로그램에서 핀 정의를 확인하십시오.
2. LCD의 세 번째 핀 (VEE)과 다섯 번째 핀 (RW)을 직접 접지합니다.
3. LCD 핀이 올바른 순서로 배치되어 있는지 확인하십시오. 일부 LCD에는 핀이 다른 방향입니다.
프로그램이 작동하면 다음과 같이 보일 것입니다. 문제가 있으면 의견으로 알려주십시오. 지금은 미니 USB 케이블을 사용하여 Arduino에 전원을 공급했지만 나중에 전압 조정기를 사용하여 전원을 공급합니다. 이렇게 도트 보드에 납땜했습니다
우리의 목표는이 RPS를 사용하기 쉽게 만들고 가능한 한 비용을 낮게 유지하는 것이므로 도트 보드에 조립했지만 인쇄 회로 기판 (PCB)을 제공 할 수 있다면 우리는 높은 전류로.
0-24v 3A 가변 전원 공급 장치 회로 구축:
이제 디스플레이가 준비되었으므로 다른 회로부터 시작하겠습니다. 지금부터는 AC 주전원과 고전류를 직접 다루고 있으므로 특별히주의를 기울이는 것이 좋습니다. 회로에 전원을 공급하기 전에 매번 멀티 미터를 사용하여 연속성을 확인하십시오.
우리가 사용하는 변압기는 24V 3A 변압기입니다. 이것은 전압 (인도의 경우 220V)을 24V로 낮추고이를 브리지 정류기에 직접 제공합니다. 브리지 정류기는 33.9V (루트 입력 전압의 2 배)를 제공해야하지만 약 27 ~ 30V가된다고해서 놀라지 마십시오. 이는 브리지 정류기의 각 다이오드에 걸친 전압 강하 때문입니다. 이 단계에 도달하면 도트 보드에 납땜하고 출력을 확인하고 필요한 경우 비 규제 상수 소스로 사용할 수 있도록 터미널 블록을 사용합니다.
이제 LM338K와 같은 고전류 레귤레이터 를 사용하여 출력 전압을 제어하겠습니다. 이것은 고전류를 소싱해야하므로 대부분 금속 바디 패키지로 제공됩니다. 가변 전압 조정기의 회로도는 아래와 같습니다.
R1 및 R2의 값은 출력 전압을 결정하기 위해 위의 공식을 사용하여 계산해야합니다. 이 LM317 저항 계산기를 사용하여 저항 값을 계산할 수도 있습니다. 우리의 경우 R1은 110 옴이되고 R2는 5K (POT)가됩니다.
조절 된 출력이 준비되면 Arduino에 전원을 공급하기 만하면됩니다. Arduino가 더 적은 전류 만 소비하므로 7812 IC를 사용합니다. 7812의 입력 전압은 정류기의 정류 된 24v DC 출력입니다. 조정 된 12V DC의 출력은 Arduino Nano의 Vin 핀에 제공됩니다. 7805의 최대 입력 전압은 24V에 불과한 반면 7812는 최대 24V를 견딜 수 있으므로 7805를 사용하지 마십시오. 또한 차동 전압이 매우 높기 때문에 7812에는 방열판이 필요합니다.
이 가변 전원 공급 장치 의 전체 회로 는 다음과 같습니다.
회로도를 따르고 그에 따라 구성 요소를 납땜하십시오. 회로도에서 볼 수 있듯이 Arduino는 0-5의 전압 만 읽을 수 있기 때문에 전위 분배기 회로를 사용하여 1.5 ~ 24V 의 가변 전압을 0-4.5V 로 매핑합니다. 이 가변 전압은 RPS의 출력 전압이 측정되는 핀 A0에 연결됩니다. Arduino Nano 의 최종 코드 는 아래 코드 섹션에 나와 있습니다. 또한 마지막 데모 비디오 를 확인하십시오.
납땜 작업이 완료되고 코드가 Arduino에 업로드되면 조정 된 전원 공급 장치 를 사용할 수 있습니다. 최대 3A의 정격 전류로 1.5 ~ 22V 에서 작동하는 모든 부하를 사용할 수 있습니다 .
기억해야 할 사항:
1. 연결부를 납땜하는 동안 모든 불일치 또는 부주의로 인해 부품이 쉽게 튀길 수 있으므로주의하십시오.
2. 일반 땜납은 3A를 견딜 수 없습니다. 이것은 결국 땜납을 녹여 단락을 유발합니다. 두꺼운 구리선을 사용하거나 그림과 같이 고전류 트랙을 연결하는 동안 더 많은 리드를 사용하십시오.
3. 단락 또는 약한 납땜은 변압기 권선을 쉽게 태울 것입니다. 따라서 회로에 전원을 공급하기 전에 연속성을 확인하십시오. 추가적인 안전을 위해 입력 측의 MCB 또는 퓨즈를 사용할 수 있습니다.
4. 고전류 전압 레귤레이터는 대부분 금속 캔 패키지로 제공되지만 도트 보드에 사용하면 본체가 정류 된 전압의 출력 역할을하므로 부품을 가까이 두지 않고 리플이 발생합니다.
또한 와이어를 금속 캔에 납땜하지 말고 대신 아래 그림과 같이 작은 나사를 사용하십시오. 솔더는 본체에 달라 붙지 않으며 가열하면 레귤레이터가 영구적으로 손상됩니다.
5. 회로도에서 필터 커패시터를 건너 뛰지 마십시오. Arduino가 손상 될 수 있습니다.
6. 변압기에 3A 이상 과부하가 걸리지 않도록하고 변압기에서 쉿하는 소음이 들리면 정지하십시오. 0-2.5A 범위에서 작동하는 것이 좋습니다.
7. Arduino에 연결하기 전에 7812의 출력을 확인하고 첫 번째 평가판 동안 과열을 확인합니다. 가열이 발생하면 Arduino가 더 많은 전류를 소비하고 있음을 의미하므로이 문제를 해결하기 위해 LCD의 백라이트를 줄이십시오.
업그레이드:
위에 게시 된 RPS (Regulated Power Supply) 는 출력 신호에 존재 하는 노이즈로 인해 정확도에 거의 문제 가 없습니다. 이러한 유형의 노이즈는 ADC가 사용되는 경우에 일반적이며 이에 대한 간단한 해결책은 RC 필터와 같은 저역 통과 필터 를 사용하는 것입니다. 우리의 회로 도트 보드는 트레일에 AC와 DC가 모두 있기 때문에 노이즈가 다른 회로보다 높습니다. 따라서 R = 5.2K 및 C = 100uf 값이 신호의 노이즈를 필터링하는 데 사용됩니다.
또한 전류 센서 ACS712가 회로에 추가 되어 RPS의 출력 전류를 측정합니다. 아래의 schismatic은 센서를 Arduino Board에 연결하는 방법을 보여줍니다.
새로운 비디오는 정확도가 어떻게 향상되었는지 보여줍니다: