电池通常很容易为电子电路和项目供电,因为它们容易获得并且可以轻松连接。但是它们很快就耗尽了电量,因此我们需要新的电池,而且这些电池无法提供大电流来驱动强大的电机。因此,为了解决这些问题,今天我们正在设计自己的可变电源,它将提供0至24v的稳压DC电压,最大电流可达3A。
对于我们的大多数传感器和电机,我们使用的电压电平为3.3V,5V或12V。但是,尽管传感器需要以毫安为单位的电流,但以12V或更高电压运行的伺服电动机或PMDC电动机等电动机仍需要高电流。因此,我们在这里构建3A电流的稳压电源,其可变电压在0至24v之间。但是实际上,我们获得了高达22.2v的输出。
此处,电压水平通过电位计控制,电压值显示在液晶显示屏(LCD)上,液晶显示屏由Arduino Nano驱动。还请检查我们以前的电源电路:
所需材料:
- 变压器-24V 3A
- 点板
- LM338K大电流稳压器
- 二极管桥10A
- Arduino纳米
- 液晶屏16 * 2
- 电阻1k和220欧姆
- 电容器0.1uF和0.001uF
- 7812稳压器
- 5K可变锅(收音机锅)
- 冰棍(女)
- 接线端子
这个怎么运作:
一个稳压电源(RPS)是一个,你的交流市电转换成DC,它规定了对我们要求的电压电平。我们的RPS使用24V 3A降压变压器,该变压器通过二极管桥整流为DC。使用LM338K将该直流电压调节到我们所需的水平,并使用电位计进行控制。在Arduino的和LCD是由低额定电流稳压IC喜欢7812.我会一步,因为我们通过我们的项目说明电路一步供电。
将LCD与Arduino连接以显示电压电平:
让我们从LCD显示屏开始。如果您熟悉与Arduino的LCD接口,则可以跳过这一部分,直接跳到下一部分,如果您是Arduino和LCD的新手,那将不是问题,因为我将为您提供代码和连接指南。Arduino是ATMEL驱动的微控制器套件,可帮助您轻松构建项目。有很多可用的变体,但我们使用的是Arduino Nano,因为它紧凑且易于在点板上使用
许多人在将LCD与Arduino接口时遇到了问题,这就是为什么我们首先尝试这样做,以免在最后一分钟破坏我们的项目。我使用以下内容开始:
该Dot板将用于我们的整个电路,建议使用女性冰山一角固定Arduino Nano,以便以后再使用。您也可以在继续使用Dot板之前,使用面包板(建议初学者)验证其工作原理。AdaFruit有一个很好的LCD指南,您可以检查一下。Arduino和LCD的原理图如下所示。Arduino UNO在这里用于原理图,但不必担心Arduino NANO和UNO具有相同的引脚排列和相同的功能。
连接完成后,您可以直接上传以下代码以检查LCD的工作情况。LCD的头文件默认是由Arduino提供的,请勿使用任何显式头文件,因为它们容易出错。
#包括
这样可以使LCD正常工作,但是如果仍然遇到问题,请尝试以下操作:
1.检查程序中的引脚定义。
2.将LCD的第3针(VEE)和第5针(RW)直接接地。
3.确保将LCD引脚按正确的顺序放置,某些LCD的引脚是另一个方向。
程序运行后,它应该看起来像这样。如果您有任何问题,请通过评论告知我们。我现在使用迷你USB电缆为Arduino供电,但是稍后我们将使用稳压器为其供电。我像这样将它们焊接到点板上
我们的目标是使该RPS易于使用并保持尽可能低的成本,因此,我将其组装在点板上,但是如果您可以提供印刷电路板(PCB),那将是非常不错的选择,因为我们正在合作高电流。
建筑物0-24v 3A可变电源电路:
现在我们的显示器已经准备就绪,让我们从其他电路开始。从现在开始,建议格外小心,因为我们直接处理交流电源和大电流。每次给电路通电之前,请使用万用表检查导通性。
我们使用的变压器是24V 3A变压器,这会将我们的电压(印度为220V)降低到24V,我们将其直接提供给桥式整流器。桥式整流器将为您提供(根为输入电压的2倍)33.9V,但是如果您获得27至30伏左右的电压,请不要感到惊讶。这是由于桥式整流器中每个二极管的压降所致。一旦达到这一阶段,我们将其焊接到点板上并验证我们的输出并使用接线盒,以便在需要时将其用作非稳压恒定源。
现在,让我们使用诸如LM338K之类的高电流调节器来控制输出电压,由于它必须提供高电流,因此该产品将主要用于金属主体封装中。可变电压调节器的原理图如下所示。
必须使用上述公式计算R1和R2的值,以确定输出电压。您也可以使用此LM317电阻计算器来计算电阻值。在我们的例子中,R1为110欧姆,R2为5K(POT)。
一旦我们的稳压输出准备就绪,我们只需要给Arduino加电即可,为此我们将使用7812 IC,因为Arduino仅消耗较少的电流。7812的输入电压是我们从整流器整流的24v DC输出。稳压12V DC的输出提供给Arduino Nano的Vin引脚。不要使用7805,因为7805的最大输入电压仅为24V,而7812可以承受高达24V的电压。还散热器需要7812由于差分电压是非常高的。
该可变电源的完整电路如下所示,
遵循原理图,并相应地焊接组件。如原理图所示,通过使用分压器电路,可将1.5至24V的可变电压映射到0-4.5V,因为我们的Arduino只能读取0-5的电压。该可变电压连接到引脚A0,通过该引脚可测量RPS的输出电压。Arduino Nano的最终代码在下面的代码部分中给出。另请在末尾查看演示 视频。
一旦焊接工作完成并将代码上传到Arduino,我们的稳压电源即可使用。我们可以使用1.5至22V的任何负载,最大额定电流为3A。
注意事项:
1.焊接连接时请小心,任何不匹配或粗心的地方都容易使您的组件油炸。
2.普通焊料可能无法承受3A电流,这将导致铅最终熔化您的焊料并引起短路。如图所示,在连接大电流走线时,请使用粗铜线或更多导线。
3.任何短路或焊接不良都会很容易烧毁变压器绕组。因此,在给电路加电之前要检查导通性。为了提高安全性,可以在输入侧使用MCB或保险丝。
4.大电流稳压器大多采用金属罐包装,在点板上使用时,请勿将组件靠近它们放置,因为它们的主体将作为整流电压的输出,进一步会导致纹波。
也不要将电线焊接到金属罐上,而是使用小螺钉,如下图所示。焊料不会粘在其主体上,加热会导致稳压器永久损坏。
5.请勿从原理图中跳过任何滤波电容,否则会损坏Arduino。
6.不要使变压器过载超过3A,听到变压器发出嘶嘶声时请停下来。最好在0-2.5A的范围内工作。
7.在将7812的输出连接到Arduino之前,先对其进行验证,并在首次试用期间检查是否过热。如果发生发热,则意味着您的Arduino正在消耗更多电流,请减少LCD的背光以解决此问题。
升级:
由于输出信号中存在噪声,以上发布的稳压电源(RPS)的精度几乎没有问题。这种噪声在使用ADC的情况下很常见,一种简单的解决方案是使用低通滤波器,例如RC滤波器。由于我们的带电路点板电路的轨迹中既有交流电也有直流电,因此噪声会比其他电路高。因此,将R = 5.2K和C = 100uf的值用于滤除信号中的噪声。
还一个电流传感器ACS712被添加到我们的电路,以测量RPS的输出电流。下面的示意图显示了如何将传感器连接到Arduino开发板。
新视频显示了准确性如何提高:https://www.youtube.com/watch?v = Uj1hHchvF7Q