I denne vejledning udvikler vi en 5V variabel spændingskilde fra Arduino Uno. Til det skal vi bruge ADC (Analog til digital konvertering) og PWM (Pulse Width Modulation) -funktion.
Nogle digitale elektroniske moduler som accelerometer fungerer på spænding 3.3V og nogle arbejder på 2.2V. Nogle arbejder endda på lavere spændinger. Med dette kan vi ikke få en regulator til hver enkelt af dem. Så her laver vi et simpelt kredsløb, der giver en spændingsoutput fra 0-5 volt ved en opløsning på 0,05V. Så med dette kan vi muligvis levere spændinger nøjagtigt til de andre moduler.
Dette kredsløb kan give strømme op til 100mA, så vi kan bruge denne strømforsyning til de fleste sensormoduler uden problemer. Dette kredsløbsoutput kan også bruges til at oplade genopladelige AA- eller AAA-batterier. Med skærmen på plads kan vi let se effektsvingningerne i systemet. Denne variable strømforsyningsenhed indeholder knapgrænseflade til spændingsprogrammeringen. Arbejdet og kredsløbet forklares nedenfor.
Hardware: Arduino Uno, Strømforsyning (5v), 100uF kondensator (2 stk.), Knap (2 stk.), 1KΩ modstand (3 stykker), 16 * 2 tegn LCD, 2N2222 transistor.
Software: Atmel studio 6.2 eller AURDINO om natten.
Kredsløbsdiagram og arbejdsforklaring
Den kredsløb for variabel spænding enhed med Arduino er vist i nedenstående diagram.
Spændingen over output er ikke helt lineær; det vil være støjende. For at filtrere ud er støjkondensatorerne placeret på tværs af udgangsterminaler som vist i figuren. De to knapper her er til spændingsforøgelse og -reduktion. Displayenheden viser spændingen ved OUTPUT-terminalerne.
Før vi går på arbejde, skal vi undersøge ADC- og PWM-funktioner i Arduino UNO.
Her skal vi tage den spænding, der leveres ved OUTPUT-terminalen, og føde den til en af ADC-kanaler i Arduino. Efter konvertering vil vi tage den DIGITALE værdi, og vi vil relatere den til spænding og vise resultatet i 16 * 2-skærm. Denne værdi på displayet repræsenterer den variable spændingsværdi.
ARDUINO har seks ADC-kanaler, som vist i figuren. I dem kan en eller alle af dem bruges som indgange til analog spænding. UNO ADC har en 10 bit opløsning (så heltalets værdier fra (0- (2 ^ 10) 1023)). Dette betyder, at det vil kortlægge indgangsspændinger mellem 0 og 5 volt i heltalsværdier mellem 0 og 1023. Så for hver (5/1024 = 4,9 mV) pr. Enhed.
Her skal vi bruge A0 fra UNO.
|
Først og fremmest har UNO ADC-kanalerne en standardreferenceværdi på 5V. Dette betyder, at vi kan give en maksimal indgangsspænding på 5V til ADC-konvertering på enhver indgangskanal. Da nogle sensorer leverer spændinger fra 0-2,5V, med en 5V-reference får vi mindre nøjagtighed, så vi har en instruktion, der gør det muligt for os at ændre denne referenceværdi. Så for at ændre den referenceværdi, vi har ("analogReference ();") For nu lader vi det være.
Som standard får vi den maksimale ADC-opløsning på kortet, der er 10 bit, denne opløsning kan ændres ved hjælp af instruktion (“analogReadResolution (bits);”). Denne opløsningsændring kan komme til nytte i nogle tilfælde. For nu lader vi det være.
Hvis ovenstående betingelser nu er indstillet til standard, kan vi læse værdien fra ADC af kanal '0' ved direkte at kalde funktionen "analogRead (pin);", her "pin" repræsenterer pin, hvor vi forbinder analogt signal, i dette tilfælde er det ville være “A0”.
Værdien fra ADC kan tages i et heltal som “float VOLTAGEVALUE = analogRead (A0); ”, Ved denne instruktion lagres værdien efter ADC i heltal“ VOLTAGEVALUE ”.
PWM fra UNO kan opnås ved en hvilken som helst af benene, der er symboliseret som “~” på printkortet. Der er seks PWM-kanaler i UNO. Vi skal bruge PIN3 til vores formål.
analogWrite (3, VALUE); |
Fra ovenstående tilstand kan vi direkte få PWM-signalet ved den tilsvarende pin. Den første parameter i parentes er at vælge pin-nummeret på PWM-signalet. Anden parameter er til at skrive toldforhold.
PWM-værdien for UNO kan ændres fra 0 til 255. Med “0” som lavest til “255” som højest. Med 255 som toldforhold får vi 5V ved PIN3. Hvis toldforholdet er angivet som 125, får vi 2,5 V ved PIN3
Som nævnt tidligere er der to knapper forbundet til PIN4 og PIN5 i UNO. Ved tryk stiger toldforholdsværdien af PWM. Når der trykkes på en anden knap, reduceres PWM-arbejdsforholdets værdi. Så vi varierer pligtforholdet mellem PWM-signal ved PIN3.
Dette PWM-signal ved PIN3 føres til basen af NPN-transistoren. Denne transistor giver en variabel spænding ved dens emitter, mens den fungerer som en switch-enhed.
Med det variable driftsforhold PWM ved basen vil der være variabel spænding ved emitteroutput. Med dette har vi en variabel spændingskilde ved hånden.
Spændingsoutputtet føres til UNO ADC, så brugeren kan se spændingsoutputtet.