Nguồn điện thay đổi (Bộ chuyển đổi Buck): 4 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Bộ nguồn là một thiết bị cần thiết khi bạn đang làm việc với các thiết bị điện tử. Nếu bạn muốn biết mạch của bạn tiêu thụ bao nhiêu điện năng, bạn sẽ cần phải thực hiện các phép đo điện áp và dòng điện, sau đó nhân chúng để có được công suất. Như vậy là một công việc tốn nhiều thời gian. Điều này càng trở nên khó khăn hơn nếu bạn muốn liên tục theo dõi nguồn điện trong một khoảng thời gian. Vâng, hãy để bộ vi điều khiển của bạn làm tất cả công việc khó khăn. Trong video này, chúng ta sẽ xem cách tạo một bộ nguồn biến đổi giá rẻ và tìm hiểu hoạt động của nó.

Bắt đầu nào

Bước 1: Công cụ chuyển đổi Buck và hoạt động của nó

Chúng ta hãy xem xét mô-đun này dựa trên IC LM2596 cung cấp điện áp DC thay đổi tại các đầu ra của nó. Để nghiên cứu sâu về mạch điện, tôi lấy đồng hồ vạn năng ra, đặt nó ở chế độ liên tục và bắt đầu thăm dò để tìm xem cái gì được kết nối với cái gì. Sau một số thăm dò, tôi đã đưa ra mạch như hình. Đây là một Bộ chuyển đổi Buck, còn được gọi là một bộ chuyển đổi bước xuống. Thay đổi chiết áp cho bất kỳ điện áp nào giữa 1,25V và điện áp đầu vào. Bằng cách nhìn vào biểu dữ liệu của LM2596, chúng ta có thể thấy rằng nó là một thiết bị chuyển mạch đơn giản với một số tính năng mà chúng ta có thể bỏ qua lúc này.

Vì vậy, để hiểu rõ ràng, chúng ta có thể thay thế một số phần của mạch điện bằng một công tắc đơn giản như trong hình.

Trường hợp 1: Công tắc bị đóng (Tấn)

Khi đóng công tắc, dòng điện chạy qua tải. Điều này cung cấp năng lượng cho cuộn cảm lưu trữ năng lượng trong từ trường của nó. Diode được phân cực ngược và hoạt động như một mạch hở.

Trường hợp 2: Công tắc đang mở (Toff)

Khi công tắc mở, từ trường của cuộn cảm sẽ sụp đổ, tạo ra một dòng điện emf và do đó dòng điện chạy qua tải và điốt hiện được phân cực thuận.

Công việc của tụ điện là giảm hàm lượng gợn sóng trong dạng sóng đầu ra. Điều này được thực hiện lặp đi lặp lại.

Dòng điện chạy qua tải sẽ có dạng như trong hình. Dòng điện sẽ tăng trong Ton và giảm trong Toff. Bằng cách thực hiện một số phép toán, chúng ta có thể đưa ra công thức

Vout = α x Vin

trong đó ‘α’ được gọi là chu kỳ làm việc bằng Ton / T. Khi α thay đổi từ 0 đến 1, chúng ta có thể thấy rằng điện áp đầu ra là phần nhỏ của điện áp đầu vào.

Bước 2: Những thứ bạn sẽ cần

1x Arduino bạn chọn (càng nhỏ càng tốt)

Màn hình nguồn 1x INA219

1x Mô-đun LM2596

1x Bộ điều chỉnh điện áp LM7805

1x Màn hình OLED (128 x 64)

1x Ổ cắm điện DC

2x khối thiết bị đầu cuối

1x công tắc SPDT

Chiết áp 1x 10k (Sử dụng biến trở 10 chính xác nếu có thể)

1x hộp bao vây

Bước 3: Hãy bắt đầu xây dựng

Lý thuyết đủ rồi. Hãy để chúng tôi thu thập tất cả các thành phần cần thiết và xây dựng một bộ nguồn nhỏ giá rẻ bằng cách sử dụng bộ chuyển đổi này. Sơ đồ mạch và mã được đính kèm theo đây. Đảm bảo bạn cài đặt thư viện SSD1306 và INA219 của Adafruit.

Để có được tất cả các phép đo cần thiết, tôi đã sử dụng INA219. Nó là một màn hình điện hai chiều với I2C. Thiết bị nhỏ bé này giúp công việc đo dòng điện trở nên dễ dàng.

Chúng tôi sẽ chỉ sử dụng hai chân của Arduino cho I2C. Tôi chỉ có Arduino Nano tại thời điểm thực hiện dự án. Một giải pháp thay thế nhỏ hơn có thể được sử dụng.

Tôi tháo chiết áp nhỏ trên PCB và thay thế nó bằng một chiết áp 10k được gắn ở mặt trước của hộp. Nếu có thể, hãy sử dụng chiết áp chính xác mười lần lượt. Điều này sẽ giúp thực hiện các điều chỉnh tốt.

Một màn hình OLED 0,96 inch 128x64 nhỏ được sử dụng để hiển thị tất cả các phép đo từ INA219.

Cuối cùng là một khung nhỏ để mọi thứ vừa vặn. Hãy sáng tạo trong việc lựa chọn bố cục cho các thành phần miễn là nó hợp lý.

Bước 4: Thưởng thức

Đó là nó! Tải lên mã và bắt đầu chơi với thiết bị nhỏ của bạn. Chỉ cần nhớ rằng dòng điện tối đa có thể được rút ra từ bộ chuyển đổi là 3A. Loại mô-đun này không có bất kỳ biện pháp bảo vệ chống đoản mạch nào.

Cảm ơn bạn đã gắn bó cho đến cuối cùng. Hy vọng tất cả các bạn yêu thích dự án này và học được điều gì đó mới ngày hôm nay. Hãy cho tôi biết nếu bạn làm một cái cho chính mình. Đăng ký kênh YouTube của tôi để biết thêm các dự án sắp tới. Cảm ơn bạn một lần nữa!