이 튜토리얼에서는 Arduino Uno에서 5V 가변 전압 소스를 개발합니다. 이를 위해 ADC (Analog to Digital Conversion) 및 PWM (Pulse Width Modulation) 기능을 사용합니다.
가속도계와 같은 일부 디지털 전자 모듈은 3.3V 전압에서 작동하고 일부는 2.2V에서 작동합니다. 일부는 낮은 전압에서도 작동합니다. 이것으로 우리는 그들 모두에 대한 규제를 얻을 수 없습니다. 따라서 여기에서는 0.05V의 분해능에서 0-5V의 전압 출력을 제공하는 간단한 회로를 만들 것입니다. 따라서이를 통해 다른 모듈에 정확한 전압을 제공 할 수 있습니다.
이 회로는 최대 100mA의 전류를 제공 할 수 있으므로 대부분의 센서 모듈에이 전원 장치를 문제없이 사용할 수 있습니다. 이 회로 출력은 AA 또는 AAA 충전식 배터리를 충전하는데도 사용할 수 있습니다. 디스플레이를 설치하면 시스템의 전력 변동을 쉽게 볼 수 있습니다. 이 가변 전원 공급 장치 에는 전압 프로그래밍을위한 버튼 인터페이스가 포함되어 있습니다. 작동 및 회로는 아래에 설명되어 있습니다.
하드웨어: Arduino Uno, 전원 공급 장치 (5v), 100uF 커패시터 (2 개), 버튼 (2 개), 1KΩ 저항 (3 개), 16 * 2 문자 LCD, 2N2222 트랜지스터.
소프트웨어: Atmel studio 6.2 또는 AURDINO 야간.
회로도 및 작동 설명
arduino를 사용하는 가변 전압 장치 의 회로 는 아래 다이어그램에 나와 있습니다.
출력 양단의 전압은 완전히 선형이 아닙니다. 시끄러울 것입니다. 노이즈를 필터링하기 위해 그림과 같이 출력 단자에 커패시터를 배치합니다. 여기에있는 두 개의 버튼은 전압 증가 및 감소를위한 것입니다. 디스플레이 장치는 OUTPUT 단자의 전압을 표시합니다.
작업을 시작하기 전에 Arduino UNO의 ADC 및 PWM 기능 을 살펴볼 필요가 있습니다.
여기서는 OUTPUT 단자에서 제공되는 전압을 아두 이노의 ADC 채널 중 하나에 공급할 것입니다. 변환 후 DIGITAL 값을 가져 와서 전압과 연결하고 결과를 16 * 2 디스플레이에 표시합니다. 디스플레이의이 값은 가변 전압 값을 나타냅니다.
ARDUINO에는 그림과 같이 6 개의 ADC 채널이 있습니다. 이들 중 하나 또는 모두를 아날로그 전압에 대한 입력으로 사용할 수 있습니다. UNO ADC는 10 비트 분해능입니다 (따라서 (0- (2 ^ 10) 1023)의 정수 값). 즉, 0에서 5V 사이의 입력 전압을 0에서 1023 사이의 정수 값으로 매핑합니다. (5 / 1024 = 4.9mV) 단위당.
여기서는 UNO의 A0을 사용하겠습니다.
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먼저 모든 UNO ADC 채널의 기본 참조 값은 5V입니다. 즉, 모든 입력 채널에서 ADC 변환을 위해 최대 5V의 입력 전압을 제공 할 수 있습니다. 일부 센서는 0-2.5V의 전압을 제공하기 때문에 5V 기준으로 정확도가 떨어 지므로이 기준 값을 변경할 수있는 명령이 있습니다. 따라서 참조 값을 변경하려면 ("analogReference ();") 지금은 그대로 둡니다.
기본적으로 최대 보드 ADC 분해능은 10 비트이며,이 분해능은 명령어 (“analogReadResolution (bits);”)를 사용하여 변경할 수 있습니다. 이 해상도 변경은 경우에 따라 유용 할 수 있습니다. 지금은 그대로 둡니다.
이제 위의 조건을 기본값으로 설정하면“analogRead (pin);”함수를 직접 호출하여 채널 '0'의 ADC에서 값을 읽을 수 있습니다. 여기서“pin”은 아날로그 신호를 연결 한 핀을 나타냅니다.이 경우에는 "A0"이됩니다.
ADC의 값은“float VOLTAGEVALUE = analogRead (A0); ”,이 명령어에 의해 ADC 이후의 값은 정수“VOLTAGEVALUE”에 저장됩니다.
UNO의 PWM은 PCB 보드에서 "~"로 표시된 모든 핀에서 달성 할 수 있습니다. UNO에는 6 개의 PWM 채널이 있습니다. 우리의 목적을 위해 PIN3을 사용할 것입니다.
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analogWrite (3, VALUE); |
위의 조건에서 해당 핀에서 PWM 신호를 직접 얻을 수 있습니다. 괄호 안의 첫 번째 매개 변수는 PWM 신호의 핀 번호를 선택하기위한 것입니다. 두 번째 매개 변수는 듀티 비를 쓰기위한 것입니다.
UNO의 PWM 값은 0에서 255까지 변경할 수 있습니다. "0"이 가장 낮고 "255"가 가장 높습니다. 듀티 비로 255를 사용하면 PIN3에서 5V를 얻을 수 있습니다. 듀티 비가 125로 주어지면 PIN3에서 2.5V가됩니다.
앞서 말했듯이 UNO의 PIN4와 PIN5에 연결된 두 개의 버튼이 있습니다. 누르면 PWM의 듀티 비 값이 증가합니다. 다른 버튼을 누르면 PWM의 듀티 비 값이 감소합니다. 따라서 PIN3에서 PWM 신호의 듀티 비를 변경하고 있습니다.
PIN3의이 PWM 신호는 NPN 트랜지스터의베이스에 공급됩니다. 이 트랜지스터는 이미 터에서 가변 전압을 제공하면서 스위칭 장치로 작동합니다.
베이스에서 가변 듀티 비 PWM을 사용하면 이미 터 출력에서 가변 전압이 발생합니다. 이를 통해 가변 전압 소스가 있습니다.
전압 출력은 사용자가 전압 출력을 볼 수 있도록 UNO ADC에 공급됩니다.