مطالب اینترنتی


در این ساختنی آموزش ساخت منبع تغذیه با آردوینو را یاد می گیرید. ساخت این منبع تغذیه بسیار ساده است اما در عین سادگی کارایی های متنوعی دارد. ضمن اینکه برای ساختش از ماژول ها و قطعات آماده استفاده شده تا دیگر نیاز به طراحی برد مدار چاپی نداشته باشید.

این منبع تغذیه سه ویژگی و قابلیت اصلی دارد:

  • امکان برقراری ارتباط با کامپیوتر که باعث تنظیم ولتاژ خروجی و کنترل دستگاه برای تولید خروجی های متناسب با کارکردهای خاص می شود.
  • امکان ذخیره سازی مقدار ولتاژ دلخواه
  • امکان تغییر خروجی به نسبت اندازه گیری سنسورهای آنالوگ مختلف

وقتی می خواهید این ویژگی ها را به منبع تغذیه اضافه کنید، آردوینو بهترین انتخاب برای کنترل آن است. برای کنترل ولتاژ خروجی هم از یک پتانسیومتر دیجیتال در حلقه فیدبک استفاده می شود. مدار اصلی هم با یک کیت LM317 ساخته می شود (البته شما می توانید قطعات مستقل را جایگزین این کیت کنید). LM317 بهترین قطعه ممکن برای ساخت منبع تغذیه نیست اما استفاده از آن اشکالی ندارد.

شماتیک کامل منبع تغذیه

در تصویر بالا می توانید شماتیک کامل مدار منبع تغذیه را ببینید. برای درک بهتر شماتیک به نکات زیر توجه کنید:

  • پتانسیومتر دیجیتال از نوع I2C است و از طریق پین های SCL و SDA با آردوینو ارتباط برقرار می کند (پین های A4 و A5 آردوینو).
  • برای تغذیه آردوینو به جای ولتاژ ورودی کیت منبع تغذیه از یکسوساز استفاده می کنیم. اینکار ولتاژ ورودی و خروجی را در حد قابل پذیرش برای آردوینو (حدود ۱۲ ولت DC) محدود می کند. اگر به ولتاژ ورودی بیشتری نیاز دارید، باید آردوینو را با تراشه رگولاتور متوسط مثل ۷۸۰۸ ،۷۸۰۹ یا ۷۸۱۲ تغذیه کنید.
  • ولتاژ ۵ ولتی تولید شده توسط آردوینو به عنوان ولتاژ تغذیه پتانسیومتر دیجیتال استفاده می شود.
  • دکمه به پین دیجیتال ۴ آردوینو وصل می شود. برای کارکرد صحیح این دکمه باید از کتابخانه Button استفاده کنید که در از لینک انتهای گام قابل دریافت است (رمز فایل saakhtani.ir است). با فشار دادن دکمه، آردوینو مقدار ولتاژ جاری را ثبت می کند و نشانگر LED هم به نشانه تایید پنج بار چشمک میزند.
  • پین های A0 و A1 پتانسیومتر دیجیتال به زمین وصل می شوند. برای جزییات بیشتر به دیتاشیت پتانسیومتر مراجعه کنید.
  • چرا LM317 برای ساخت منبع تغذیه ایده آل نیست؟ ولتاژ خروجی این قطعه با فرمول زیر مشخص می شود:

در ساختنی بخوانید : با وسایل ساده و ارزان رسیور مادون قرمز USB بسازید

(VO = VREF (1 + R2 / R1) + (IADJ × R2

در این فرمول R1 مقاومت ۲۴۰Ohm و R2 مقدار پتانسیومتر دیجیتال، Vref ~1.25V و IADJ ~ 50uA است. محدودیت حداکثر ولتاژ پتانسیومتر دیجیتال روی ۵٫۵V تنظیم شده و افت ولتاژ R1 هم ۱٫۲۵V است. این مقادیر ولتاژ خروجی را به ۶٫۷۵V محدود می کند و در نتیجه مانع استفاده از تراشه رگولاتور LM317 برای ولتاژهای بالاتر می شود.
اگر به ولتاژهای خروجی بالاتر نیاز دارید، می توانید از رگولاتورهای دیگر استفاده کنید. اگر از رگولاتورهای دیگر استفاده می کنید، برای سالم ماندن پتانسیومتر باید مقدار آن را به کمتر از ۱Kohm محدود کنید. برای اینکار هم باید یک مقاومت ۱Kohm به صورت موازی به آن وصل کنید. طبق فرمول بالا، استفاده از این قطعات حداکثر ولتاژ خروجی ۶V را می دهد.
اضافه کردن مقاومت موازی حالت خطی بودن ولتاژ خروجی را هم براساس کدهای دیجیتال تغییر می دهد (به نمودار دقت کنید). چنین ویژگی در برخی موارد کاربرد دارد – این رزولوشن برای ولتاژهای بالاتر بهتر است. اما اگر از رگولاتور LM317 استفاده کنید، بهتر است از پتانسیومتر دیجیتال ۱Kohm استفاده کنید اما مقاومت موازی را حذف کنید.

  • به پین ۵ آردوینو یک LED وصل کنید. در برنامه آردوینو که بعدا دانلود خواهید کرد، شدت نور به ولتاژ خروجی بستگی دارد.
  • رمزگذار روتاری به پین های ۲ و ۳ آردوینو وصل می شود و برای خواندن حالت رمزگذر هم از وقفه های سخت افزاری ۰ و ۱ استفاده می شود.

دقت کنید که در شماتیک بالا مقاومت پول آپ متصل بین SDA و SCL و تغذیه نشان داده نشده اند. این قطعات روی برد آداپتور پتانسیومتر لحیم می شوند.

گام اول: کیت LM317 را لحیم کنید

در مرحله اول ساخت منبع تغذیه، کیت LM317 را لحیم کنید. چون می خواهیم از پتانسیومتر دیجیتال استفاده کنیم، پتانسیومتر مکانیکی کیت را جدا می کنیم.

در ساختنی بخوانید : آموزش ساخت : با آردوینو ماشین هدیه یاب بسازید [Arduino]

گام دوم: پین هدر را اضافه کنید

پین هدر ماده را به برد آردوینو لحیم کنید تا برایتان کار رابط کاربری را بکند.

گام سوم: پتانسیومتر دیجیتال را اضافه کنید

تراشه پتانسیومتر دیجیتال را به پین SOI8 برد آداپتور DIP8 لحیم کنید. دو مقاومت ۲۰KOhm هم بین پین های SDA،SCL و پین Vcc قرار بدهید تا ارتباط I2C برقرار بشود.

گام چهارم: پتانسیومتر را به برد اصلی لحیم کنید

برد پتانسیومتر دیجیتال را جای آردوینوی مکانیکی لحیم کنید. برای تغذیه موقت آن هم از یک رگولاتور ۷۸۰۵ اضافی استفاده کنید. هنگام راه اندازی، پتانسیومتر وایپرش را در حالت وسطی قرار می دهد و ولتاژ خروجی هم به خوبی تعریف شده است.

گام پنجم: رمزگذار را تنظیم کنید

برای کنترل ولتاژ خروجی، از یک رمزگذار روتاری متصل به برد آردوینو استفاده می کنیم. علاوه براین به یک پوش باتن هم نیاز داریم. پین اتصال به زمین پوش باتن و پین وسطی رمزگذار (سیم آبی) را بهم لحیم کنید.

گام پنجم: ترانسفورماتور را جدا کنید

ترانسفورماتور را جدا کنید

ترانسفورماتور را جدا کنید

یک آداپتور AC/DC قدیمی پیدا کنید و ترانسفورماتور آن را جدا کنید.

گام ششم: قطعات را داخل جعبه قرار بدهید

حالا باید جعبه منبع تغذیه را انتخاب کنید. می توانید از جعبه پروژه های آماده استفاده کنید یا خودتان یک جعبه طراحی کنید. ما روش اول را انتخاب کردیم. سوراخ ها و برش های مورد نیاز برای نصب قطعات را روی جعبه ایجاد کنید. ترانسفورماتور را هم با چسب اپوکسی داخل جعبه ثابت کنید. برد آردینو را هم با چسب اپوکسی کف جعبه بچسبانید. برد رگولاتور هم با پیچ و اسپیسر نصب می شود و ولت سنج هم به جعبه چسبانده می شود.

گام هفتم: تغییرات سخت افزاری ضروری

همانطور که قبلا گفتیم این منبع تغذیه می تواند ولتاژ جاری را ذخیره کند و از آن برای دفعه بعد استفاده کند. برای ذخیره سازی مقدار دیجیتال ولتاژ از EEPROM داخلی تراشه ATmega328 آردوینو استفاده می کنیم. استفاده از این روش به نوبه خود مشکلاتی دارد که برای رفع آنها از یک بلاک استارت نرم استفاده می کنیم. این قطعه براساس ترانزیستور NMOS کار می کند. وقتی ولتاژ یکسوساز در مدار ظاهر می شود، گیت آن به وسیله خازن الکترولیتی بالا کشیده می شود. در نتیجه ترانزیستور MOS که به صورت موازی به پتانسیومتر دیجیتال وصل است، بسته می شود و با اتصال به زمین کوتاه می شود و تا زمانی که آردوینو روشن بشود ولتاژ را پایین نگه می دارد. خازن الکترولیتی بعد از شارژ شدن، مقاومت را به زمین وصل می کند و دروازه MOS پایین می آید؛ در نتیجه ترانزیستور باز می شود و ولتاژ خروجی به مقدار پیش فرض باز می گردد.

در ساختنی بخوانید : چراغ خواب هوشمند بسازید و آن را با زنگ موبایل سینک کنید

در تصویر بالا این برد کوچک را کنار برد پتانسیومتر دیجیتال لحیم شده است.

گام هشتم: آردوینو را برنامه ریزی کنید

کدهای آردوینو را از لینک زیر دانلود کنید (رمز فایل saakhtani.ir است) و آنها را مطابق نیازتان ویرایش کنید.

طراحی کدهای آردوینو بسیار ساده است. شاید سخت ترین بخش مربوط به محاسبات معکوس است؛ جایی که مقدار ولتاژ هدف را در سریال مانیتور تایپ می کنید و برنامه کلمه دیجیتالی که باید در رجیستر پتانسیومتر دیجیتال نوشته بشود را محاسبه می کند. این محاسبات براساس فرمول محاسبه ولتاژ خروجی رگولاتور LM317 که قبلا دیدید، انجام می شود. استفاده از مقاومت ۱KOhm به صورت موازی، کدها را کمی پیچیده تر می کند و اگر این قطعه را نداشته باشید، کارتان ساده تر می شود.

توصیه می کنیم با مولتی متر دیجیتال اندازه دقیق R2، مقاومت موازی، مقاومت پتانسیومتر دیجیتال و ولتاژ مرجع را اندازه بگیرید. با داشتن مقدار دقیق این موارد، محاسبه معکوس ساده تر و دقیق تر خواهد شد.

با اضافه کردن ماژول وای فای، قابلیت اترنت و … می توانید کارایی های برنامه آردوینو را هم بیشتر کنید و ولتاژ خروجی را از طریق اینترنت کنترل کنید. همچنین می توانید سنسورهای مختلف هم به مدار اضافه کنید.

منبع تغذیه کوچک و هوشمندتان آماده است

منبع تغذیه رومیزی کوچک بسازید

اگر این منبع تغذیه را ساختید، تجربیات و پیشنهادهایتان را با کاربران ساختنی به اشتراک بگذارید. در ضمن اگر قصد ساخت منبع تغذیه را دارید، می توانید قطعات مورد نیاز را از فروشگاه قطعات الکترونیکی ساختنی بخرید.

منبع

بیشتر بخوانید:

[ad_2]

لینک منبع

مطلب منبع تغذیه کوچک و کاربردی بسازید و با آردوینو کنترلش کنید در سایت مفیدستان.





نوع مطلب :
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
سه شنبه 24 بهمن 1396 05:10 ب.ظ
بهترین راستی من تا حالا روش های زیادی رو برای دیده شدن وبلاگم امتحان کردم.این آخری عالی بود.تو هم امتحان کن
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر


درباره وبلاگ



مدیر وبلاگ : نویسنده
نویسندگان
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :