مصدر طاقة متغير (محول باك): 4 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

يعد مصدر الطاقة جهازًا أساسيًا عند العمل مع الإلكترونيات. إذا كنت تريد معرفة مقدار الطاقة التي تستهلكها دائرتك ، فستحتاج إلى أخذ قياسات الجهد والتيار ثم ضربها للحصول على الطاقة. مثل هذا العمل الذي يستغرق وقتا طويلا. يصبح هذا الأمر أكثر صعوبة إذا كنت ترغب في مراقبة الطاقة باستمرار على مدار فترة زمنية. حسنًا ، دع الميكروكونترولر الخاص بك يقوم بكل العمل الشاق. في هذا الفيديو ، سوف نرى كيفية إنشاء مصدر طاقة متغير رخيص ومعرفة كيفية عمله.

هيا بنا نبدأ

الخطوة 1: محول باك وعمله

دعونا نلقي نظرة على هذه الوحدة القائمة على LM2596 IC والتي تعطي جهدًا متغيرًا للتيار المستمر عند أطراف الخرج. لدراسة الدائرة بعمق ، أخرجت المقياس المتعدد الخاص بي ، ووضعته في وضع الاستمرارية وبدأت في البحث للعثور على ما هو متصل بماذا. بعد بعض التحقيق ، توصلت إلى الدائرة كما هو موضح. هذا هو محول باك ، المعروف أيضًا باسم محول التدريجي. يعطي تباين مقياس الجهد أي جهد بين 1.25 فولت والجهد الداخل. من خلال إلقاء نظرة على ورقة البيانات الخاصة بـ LM2596 ، يمكننا أن نرى أنه جهاز تبديل بسيط مع بعض الميزات التي يمكننا تجاهلها في الوقت الحالي.

لذلك من أجل الفهم الواضح ، يمكننا استبدال جزء من الدائرة بمفتاح بسيط كما هو موضح في الصورة.

الحالة 1: المفتاح مغلق (طن)

عندما يكون المفتاح مغلقًا ، يتدفق التيار خلال الحمل. هذا ينشط المحرِّض الذي يخزن الطاقة في مجاله المغناطيسي. الصمام الثنائي متحيز عكسيًا ويعمل كدائرة مفتوحة.

الحالة 2: المفتاح مفتوح (Toff)

عندما يكون المفتاح مفتوحًا ، ينهار المجال المغناطيسي للمحث مما يؤدي إلى تدفق emf وبالتالي يتدفق التيار عبر الحمل والصمام الثنائي الذي أصبح الآن متحيزًا للأمام.

تتمثل وظيفة المكثف في تقليل محتوى التموج في شكل الموجة الناتج. يتم ذلك مرارا وتكرارا.

سيبدو التيار المتدفق خلال الحمل كما هو موضح في الصورة. سيرتفع التيار خلال طن وينخفض خلال Toff. من خلال إجراء بعض العمليات الحسابية ، يمكننا التوصل إلى الصيغة

صوت = α × فين

حيث يُعرف "α" بدورة العمل التي تساوي طن / طن. نظرًا لأن α يختلف من 0 إلى 1 ، يمكننا أن نرى أن جهد الخرج هو جزء جهد الدخل.

الخطوة 2: الأشياء التي سوف تحتاجها

1x أردوينو من اختيارك (الأصغر كان الأفضل)

1x INA219 مراقب الطاقة

1x LM2596 وحدة

1x LM7805 منظم جهد

1x OLED Display (128 x 64)

1x تيار مستمر مقبس الطاقة

2x كتل طرفية

1x مفتاح SPDT

مقياس جهد 1 × 10 كيلو (استخدم قدرًا دقيقًا من 10 لفات إن أمكن)

1x صندوق الضميمة

الخطوة 3: هيا بنا إلى البناء

كفى من النظرية. دعونا نجمع كل المكونات المطلوبة ونبني مصدر طاقة صغير رخيص باستخدام هذا المحول. تم إرفاق مخطط الدائرة والكود بموجب هذا. تأكد من تثبيت مكتبات SSD1306 و INA219 بواسطة Adafruit.

للحصول على جميع القياسات المطلوبة ، ذهبت مع INA219. إنه مراقب طاقة ثنائي الاتجاه مع I2C. هذا الجهاز الصغير يجعل مهمة قياس التيار سهلة.

سنستخدم دبابيس فقط من Arduino لـ I2C. لم يكن لدي سوى Arduino Nano في وقت إنشاء المشروع. يمكن استخدام بديل أصغر.

لقد قمت بإلغاء لحام مقياس الجهد الصغير الموجود على PCB واستبدله بمقياس جهد 10 كيلو بايت تم إرفاقه في مقدمة الصندوق. إذا كان ذلك ممكنًا ، استخدم مقياس جهد دقيق بعشر دورات. سيساعد هذا في إجراء تعديلات دقيقة.

يتم استخدام شاشة OLED مقاس 0.96 بوصة 128 × 64 صغيرة لعرض جميع القياسات من INA219.

أخيرًا ، حاوية صغيرة لتلائم كل شيء. كن مبدعًا في اختيار تخطيط المكونات طالما أنه معقول.

الخطوة 4: استمتع

هذا كل شيء! قم بتحميل الكود وابدأ اللعب بجهازك الصغير. فقط تذكر أن الحد الأقصى للتيار الذي يمكن استخلاصه من المحول هو 3A. هذا النوع من الوحدات لا يحتوي على أي حماية ضد ماس كهربائى.

شكرا لك على البقاء حتى النهاية. أتمنى أن تحبوا هذا المشروع جميعًا وتعلمت شيئًا جديدًا اليوم. اسمح لي أن أعرف إذا قمت بعمل واحد لنفسك. اشترك في قناتي على يوتيوب لمزيد من المشاريع القادمة. شكرا لك مرة أخرى!