Kā izmantot DC uz DC Buck pārveidotāju LM2596: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Šī apmācība parādīs, kā izmantot LM2596 Buck Converter, lai ieslēgtu ierīces, kurām nepieciešams atšķirīgs spriegums. Mēs parādīsim, kuri ir labākie bateriju veidi, ko izmantot ar pārveidotāju, un kā iegūt vairāk nekā tikai vienu izeju no pārveidotāja (netieši).

Mēs paskaidrosim, kāpēc mēs izvēlējāmies šo pārveidotāju un kādiem projektiem mēs to varam izmantot.

Pirms darba sākšanas tikai neliela piezīme: Strādājot ar robotiku un elektroniku, lūdzu, neaizmirstiet par enerģijas sadales nozīmi.

Šī ir mūsu pirmā apmācība mūsu sērijā par enerģijas sadali, mēs uzskatām, ka enerģijas sadale bieži tiek ignorēta un ka tas ir liels iemesls, kāpēc daudzi cilvēki sākumā zaudē interesi par robotiku, piemēram, sadedzina savas sastāvdaļas un nevēlas pirkt jaunas sastāvdaļas no bailēm tās vienkārši atkal sadedzināt, mēs ceram, ka šī sērija par enerģijas sadali palīdzēs jums saprast, kā labāk strādāt ar elektrību.

Piegādes:

1. LM2596 DC līdz DC pārveidotājs
2. 9V sārma akumulators
3. Arduino Uno
4. Jumper vadi
5. 2S litija vai litija jonu akumulators
6. 2A vai 3A drošinātājs
7. Servomotors SG90
8. Mazs maizes dēlis

1. darbība. Pārskats par kontaktiem

Šeit jūs varat redzēt, kā izskatās LM2596 līdzstrāvas pārveidotāja modulis. Jūs varat pamanīt, ka LM2596 ir IC, un modulis ir shēma, kas veidota ap IC, lai tas darbotos kā regulējams pārveidotājs.

Pinout LM2596 modulim ir ļoti vienkāršs:

IN+ Šeit mēs savienojam sarkano vadu no akumulatora (vai barošanas avota), tas ir VCC vai VIN (4.5V - 40V)

IN- Šeit mēs savienojam melno vadu no akumulatora (vai barošanas avota), tas ir iezemēts, GND vai V--

OUT+ Šeit mēs savienojam strāvas sadales ķēdes pozitīvo spriegumu vai komponentu

OUT- Šeit mēs savienojam strāvas sadales ķēdes zemi vai ar komponentu darbināmu strāvu

2. darbība: izvades regulēšana

Tas ir buks pārveidotājs, kas nozīmē, ka tam būs nepieciešams lielāks spriegums un tas tiks pārveidots par zemāku spriegumu. Lai pielāgotu spriegumu, mums jāveic dažas darbības.

1. Pievienojiet pārveidotāju ar akumulatoru vai citu barošanas avotu. Ziniet, cik daudz sprieguma esat ievadījis pārveidotājā.
2. Iestatiet multimetru, lai nolasītu spriegumu, un pievienojiet tam pārveidotāja izeju. Tagad izejā jau var redzēt spriegumu.
3. Noregulējiet trimmeri (šeit 20k omi) ar mazu skrūvgriezi, līdz spriegums ir iestatīts uz vēlamo jaudu. Jūtieties brīvi pagriezt trimmeri abos virzienos, lai radītu sajūtu, kā ar to strādāt. Dažreiz, kad pirmo reizi izmantojat pārveidotāju, jums būs jāpagriež trimmera skrūve 5-10 pilnus apļus, lai tā darbotos. Spēlē ar to, līdz rodas sajūta.
4. Tagad, kad spriegums ir atbilstoši noregulēts, multimetra vietā pievienojiet ierīci/moduli, kuru vēlaties barot.

Nākamajos pāris soļos mēs vēlētos parādīt dažus piemērus, kā ražot noteiktu spriegumu un kad izmantot šos spriegumus. Šie soļi, kas parādīti šeit, turpmāk attiecas uz visiem piemēriem.

3. darbība. Pašreizējais vērtējums

IC LM2596 pašreizējais vērtējums ir 3 ampēri (vienmērīga strāva), bet, ja jūs ilgstoši izvelciet caur to 2 vai vairāk ampēri, tas sakarst un izdeg. Tāpat kā lielākajā daļā ierīču, mums arī jānodrošina pietiekama dzesēšana, lai tā darbotos ilgi un droši.

Šeit mēs vēlamies izdarīt analoģiju ar datoru un centrālo procesoru, kā lielākā daļa no jums jau zina, ka jūsu dators sakarst un avarē, lai uzlabotu to veiktspēju, mums ir jāuzlabo to dzesēšana, mēs varam aizstāt dzesēšanu ar labāku pasīvo vai gaisu ar dzesēšanu ar šķidrumu, tas ir tas pats ar katru elektronisko komponentu, piemēram, IC. Tātad, lai to uzlabotu, mēs virs tā pielīmēsim nelielu dzesētāju (siltummaini), un tas pasīvi sadalīs siltumu no IC apkārtējā gaisā.

Augšējā attēlā ir redzamas divas LM2596 moduļa versijas.

Pirmā versija ir bez dzesētāja, un mēs to izmantosim, ja pastāvīgā strāva ir zemāka par 1,5 ampēriem.

Otrā versija ir ar dzesētāju, un mēs to izmantosim, ja pastāvīgā strāva ir lielāka par 1,5 ampēriem.

4. solis: augsta strāvas aizsardzība

Vēl viena lieta, kas jāpiemin, strādājot ar barošanas moduļiem, piemēram, pārveidotājiem, ir tā, ka tie izdeg, ja strāva kļūst pārāk augsta. Es uzskatu, ka jūs to jau esat sapratis no iepriekš minētā soļa, bet kā pasargāt IC no lielas strāvas?

Šeit mēs vēlētos iepazīstināt ar citu komponentu - drošinātāju. Šajā konkrētajā gadījumā mūsu pārveidotājam nepieciešama aizsardzība pret 2 vai 3 ampēriem. Tātad, mēs pieņemsim, pieņemsim 2 ampēru drošinātāju un vadu to saskaņā ar iepriekš redzamajiem attēliem. Tas nodrošinās nepieciešamo aizsardzību mūsu IC.

Drošinātāja iekšpusē ir plāns vads, kas izgatavots no materiāla, kas kūst zemā temperatūrā; stieples biezums ražošanas laikā tiek rūpīgi noregulēts tā, lai, ja strāva pārsniegtu 2 ampērus, stieple saplīstu (vai neatlocītos). Tas pārtrauks strāvas plūsmu, un lielā strāva nevarēs nonākt pārveidotājā. Protams, tas nozīmē, ka mums būs jānomaina drošinātājs (jo tas tagad ir izkusis) un jālabo ķēde, kas mēģināja izvilkt pārāk daudz strāvas.

Ja vēlaties uzzināt vairāk par drošinātājiem, lūdzu, skatiet mūsu apmācību par tiem, kad mēs tos atbrīvojam.

5. solis: 6 V motora un 5 V kontroliera barošana no viena avota

Šeit ir piemērs, kas ietver visu iepriekš minēto. Mēs apkoposim visu ar vadu soļiem:

1. Pievienojiet 2S Li-Po (7,4 V) akumulatoru ar 2A drošinātāju. Tas pasargās mūsu galveno ķēdi no lielas strāvas.
2. Noregulējiet spriegumu līdz 6 V, ja izejā ir pievienots multimetrs.
3. Pievienojiet zemējumu un VCC no akumulatora ar pārveidotāja ieejas spailēm.
4. Savienojiet pozitīvo izvadi ar VIN uz Arduino un ar sarkano vadu uz mikro servo SG90.
5. Savienojiet negatīvo izvadi ar GND uz Arduino un brūno vadu uz mikro servo SG90.

Šeit mēs esam noregulējuši spriegumu līdz 6 V un ieslēguši Arduino Uno un SG90. Iemesls, kāpēc mēs to darītu, tā vietā, lai izmantotu Arduino Uno 5 V izeju, lai uzlādētu SG90, ir nemainīgā izeja, ko sniedz pārveidotājs, kā arī ierobežotā izejas strāva, kas nāk no Arduino, un arī mēs vienmēr vēlamies atdalīt motora jauda no ķēdes jaudas. Šeit pēdējā lieta faktiski netiek sasniegta, jo tas nav vajadzīgs šim motoram, bet pārveidotājs nodrošina mums iespēju to darīt.

Lai saprastu vairāk par to, kāpēc ir labāk barot komponentus šādā veidā un atdalīt motorus no kontrolieriem, lūdzu, skatiet mūsu apmācību par baterijām, kad tā tiek atbrīvota.

6. darbība: 5V un 3.3V ierīču barošana no viena avota

Šis piemērs parāda, kā izmantot LM2596, lai darbinātu divas ierīces ar divu veidu spriegumiem. Elektroinstalācija ir skaidri redzama no attēliem. Tas, ko mēs šeit esam paveikuši, ir izskaidrots tālāk norādītajās darbībās.

1. Pievienojiet 9V sārma bateriju (var iegādāties jebkurā vietējā veikalā) pārveidotāja ieejai.
2. Noregulējiet spriegumu līdz 5 V un pievienojiet izeju pie maizes dēļa.
3. Savienojiet Arduino 5V ar maizes dēļa pozitīvo spaili un pievienojiet Arduino pamatni un maizes dēli.
4. Otrā šeit darbināmā ierīce ir bezvadu raidītājs/uztvērējs nrf24, tam nepieciešams 3.3V, parasti jūs to varētu barot tieši no Arduino, bet strāva, kas nāk no Arduino, parasti ir pārāk vāja, lai pārraidītu stabilu radio signālu, tāpēc mēs izmantosim savu pārveidotāju lai to darbinātu.
5. Lai to izdarītu, mums jāizmanto sprieguma dalītājs, lai samazinātu spriegumu no 5 V līdz 3,3 V. Tas tiek darīts, savienojot pārveidotāja +5 V ar 2 kΩ rezistoru un 1 kΩ pretestību pie zemes. Termināla spriegums, kur tie saskaras, tagad ir samazināts līdz 3.3V, ko mēs izmantojam nrf24 uzlādēšanai.

Ja vēlaties uzzināt vairāk par rezistoriem un sprieguma dalītājiem, lūdzu, skatiet mūsu apmācību par to, kad tā tiek atbrīvota.

7. solis. Secinājums

Mēs vēlētos apkopot to, ko mēs šeit parādījām.

• Izmantojiet LM2596, lai pārveidotu spriegumu no augsta (4,5 - 40) uz zemu
• Pirms citu ierīču/moduļu pievienošanas vienmēr izmantojiet multimetru, lai pārbaudītu izejas sprieguma līmeni
• Izmantojiet LM2596 bez radiatora (dzesētāja) 1,5 ampēriem vai zemāk, un ar siltuma izlietni līdz 3 ampēriem
• Izmantojiet 2 ampēru vai 3 ampēru drošinātāju, lai aizsargātu LM2596, ja barojat motorus, kas rada neparedzamas strāvas
• Izmantojot pārveidotājus, jūs nodrošiniet ķēdēm stabilu spriegumu ar pietiekamu strāvu, ko varat izmantot, lai droši kontrolētu motorus, tādā veidā jums nebūs samazināta uzvedība, kad laika gaitā samazināsies akumulatora spriegums

8. solis: papildu lietas

Šajā apmācībā izmantotos modeļus varat lejupielādēt no mūsu GrabCAD konta:

GrabCAD Robottronic modeļi

Jūs varat redzēt mūsu citas pamācības par Instructables:

Instrukcijas Robottronic

Varat arī pārbaudīt Youtube kanālu, kas joprojām sākas:

Youtube Robottronic