- Materiais requisitados:
- Como funciona:
- Conectando o LCD com Arduino para exibir o nível de tensão:
- Circuito de fonte de alimentação variável 0-24 V 3A:
- Ponto a ser mantido em mente:
- Melhoria:
As baterias geralmente são usadas para alimentar o Circuito Eletrônico e os Projetos, pois estão facilmente disponíveis e podem ser facilmente conectadas. Mas eles se esgotaram rapidamente e então precisamos de novas baterias, também essas baterias não podem fornecer alta corrente para acionar um motor potente. Portanto, para resolver esses problemas, hoje estamos projetando nossa própria fonte de alimentação variável, que fornecerá tensão DC regulada de 0 a 24 V com corrente máxima de até 3 Amps.
Para a maioria de nossos sensores e motores, usamos níveis de tensão como 3,3 V, 5 V ou 12 V. Mas, embora os sensores exijam corrente em miliamperes, motores como servo motores ou motores PMDC, que funcionam com 12 V ou mais, exigem uma alta corrente. Portanto, estamos construindo aqui a Fonte de Alimentação Regulada de corrente 3A com tensão variável entre 0 a 24v. Porém, na prática, obtivemos até 22,2v de saída.
Aqui, o nível de tensão é controlado com a ajuda de um potenciômetro e o valor da tensão é exibido em um display de cristal líquido (LCD) que será acionado por um Arduino Nano. Verifique também nossos circuitos de fonte de alimentação anteriores:
Materiais requisitados:
- Transformador - 24 V 3 A
- Quadro de pontos
- Regulador de alta tensão de corrente LM338K
- Ponte de Diodo 10A
- Arduino Nano
- LCD 16 * 2
- Resistor 1k e 220 ohms
- Capacitor 0,1uF e 0,001uF
- Regulador de tensão 7812
- Pot variável 5K (Radio Pot)
- Stick Berg (Feminino)
- Bloco terminal
Como funciona:
Uma fonte de alimentação regulada (RPS) é aquela que converte sua rede elétrica CA em CC e a regula para nosso nível de tensão necessário. Nosso RPS usa um transformador abaixador de 24 V 3 A que é retificado em CC usando uma ponte de diodo. Esta tensão DC é regulada para o nosso nível exigido usando LM338K e controlada por meio de um potenciômetro. O Arduino e o LCD são alimentados por um regulador de tensão IC de baixa classificação de corrente como o 7812. Explicarei o circuito passo a passo à medida que avançarmos em nosso projeto.
Conectando o LCD com Arduino para exibir o nível de tensão:
Vamos começar com o display LCD. Se você estiver familiarizado com a interface de LCD com Arduino, pode pular esta parte e pular diretamente para a próxima seção e, se você for novo no Arduino e no LCD, não será um problema, pois irei orientá-lo com códigos e conexões. Arduino é um kit de microcontrolador com ATMEL que o ajudará a construir projetos facilmente. Existem muitas variantes disponíveis, mas estamos usando o Arduino Nano, pois é compacto e fácil de usar em um quadro de ponto
Muitas pessoas enfrentaram problemas na interface de um LCD com o Arduino, é por isso que tentamos isso primeiro para que não estrague nosso projeto no último minuto. Usei o seguinte para começar:
Esta placa Dot será usada em todo o nosso circuito, é recomendado o uso de uma haste de berg fêmea para consertar o Arduino Nano para que possa ser reutilizado posteriormente. Você também pode verificar o funcionamento usando uma placa de ensaio (recomendado para iniciantes) antes de prosseguirmos com nossa placa de pontos. Há um bom guia da AdaFruit para LCD, você pode conferir. Os esquemas para Arduino e LCD são fornecidos abaixo. O Arduino UNO é usado aqui para esquemas, mas não se preocupe, o Arduino NANO e o UNO têm as mesmas pinagens e funcionam da mesma forma.
Uma vez feita a conexão, você pode fazer o upload do código abaixo diretamente para verificar o funcionamento do LCD. O arquivo de cabeçalho para LCD é fornecido pelo Arduino por padrão, não use cabeçalhos explícitos, pois eles tendem a apresentar erros.
#incluir
Isso deve fazer seu MDC funcionar, mas se você ainda enfrentar problemas, tente o seguinte:
1. Verifique a definição dos pinos no programa.
2. Aterre diretamente o 3º pino (VEE) e o 5º pino (RW) de seu LCD.
3. Certifique-se de que os pinos do LCD estão colocados na ordem certa, alguns LCDs têm os pinos em outra direção.
Depois que o programa funcionar, ele deve ter a seguinte aparência. Se você tiver qualquer problema, deixe-nos saber por meio de comentários. Eu usei o cabo mini USB para alimentar o Arduino por enquanto, mas mais tarde iremos ligá-lo usando um regulador de tensão. Eu os soldou ao quadro de pontos assim
Nosso objetivo é tornar este RPS fácil de usar e também manter o custo o mais baixo possível, portanto, eu montei em uma placa de ponto, mas se você puder oferecer uma placa de circuito impresso (PCB), será ótimo, já que estamos lidando com altas correntes.
Circuito de fonte de alimentação variável 0-24 V 3A:
Agora que nosso Display está pronto, vamos começar com os outros circuitos. A partir de agora, é aconselhável proceder com cautela extra, pois estamos lidando diretamente com a rede CA e alta corrente. Verifique a continuidade usando um multímetro todas as vezes antes de ligar o circuito.
O transformador que usamos é um transformador de 24 V 3 A, isso reduzirá nossa tensão (220 V na Índia) para 24 V, e o forneceremos diretamente ao nosso retificador em ponte. O retificador em ponte deve fornecer (root 2 vezes a tensão de entrada) 33,9 V, mas não se surpreenda se você obtiver em torno de 27 - 30 Volts. Isso ocorre por causa da queda de tensão em cada diodo em nossa ponte retificadora. Assim que atingirmos este estágio, iremos soldá-lo ao nosso quadro de pontos e verificar nossa saída e usar um bloco de terminais para que possamos usá-lo como uma fonte constante não regulamentada, se necessário.
Agora vamos controlar a tensão de saída usando um regulador de alta corrente como o LM338K, ele estará disponível principalmente em uma embalagem de corpo de metal, já que tem como fonte de alta corrente. Os esquemas para regulador de tensão variável são mostrados abaixo.
O valor de R1 e R2 deve ser calculado usando as fórmulas acima para determinar a tensão de saída. Você também pode calcular os valores do resistor usando esta calculadora de resistor LM317. Em nosso caso, obtemos R1 como 110 ohms e R2 como 5K (POT).
Assim que nossa saída regulada estiver pronta, só temos que ligar o Arduino, para fazer isso usaremos um IC 7812, já que o Arduino consumirá apenas menos corrente. A tensão de entrada do 7812 é nossa saída retificada de 24 Vcc do retificador. A saída de 12 V DC regulada é fornecida ao pino Vin do Arduino Nano. Não use 7805, pois a tensão de entrada máxima de 7805 é de apenas 24 V, enquanto o 7812 pode suportar até 24 V. Também é necessário um dissipador de calor para o 7812, uma vez que a tensão diferencial é muito alta.
O circuito completo desta fonte de alimentação variável é mostrado abaixo,
Siga os esquemas e solde seus componentes de acordo. Conforme mostrado nos esquemas, a tensão variável de 1,5 a 24 V é mapeada para 0-4,5 V usando o circuito divisor de potencial, já que nosso Arduino só pode ler tensões de 0-5. Esta tensão variável é conectada ao pino A0, usando o qual a tensão de saída do RPS é medida. O código final para o Arduino Nano é fornecido abaixo na seção de código. Verifique também o Vídeo de Demonstração no final.
Assim que o trabalho de solda estiver concluído e o código carregado para o Arduino, nossa fonte de alimentação regulada está pronta para uso. Podemos usar qualquer carga que funcione de 1,5 a 22 V com uma classificação de corrente de no máximo 3A.
Ponto a ser mantido em mente:
1. Tenha cuidado ao soldar as conexões, qualquer incompatibilidade ou descuido irá fritar facilmente seus componentes.
2. As soldas comuns podem não ser capazes de suportar 3A, isso acabará por derreter a solda e causar curto-circuito. Use fios de cobre grossos ou use mais chumbo ao conectar as trilhas de alta corrente, conforme mostrado na imagem.
3. Qualquer curto-circuito ou solda fraca queimará facilmente os enrolamentos do transformador; portanto, verifique a continuidade antes de ligar o circuito. Para segurança adicional, um MCB ou fusível no lado da entrada pode ser usado.
4. Os reguladores de tensão de alta corrente vêm principalmente em embalagens de latas de metal, embora usá-los em placas pontilhadas não coloque componentes próximos a eles, pois seu corpo age como a saída da tensão retificada, além disso resultará em ondulações.
Também não solde o fio na lata de metal, em vez disso, use um pequeno parafuso como mostrado na imagem abaixo. As soldas não grudam em seu corpo e o aquecimento resulta em danos permanentes ao regulador.
5. Não pule nenhum capacitor de filtro do esquema, isso irá danificar seu Arduino.
6. Não sobrecarregue o transformador mais de 3A, pare quando ouvir um ruído sibilante do transformador. É bom operar entre as faixas de 0 - 2,5A.
7. Verifique a saída do 7812 antes de conectá-lo ao Arduino, verifique se há superaquecimento durante a primeira tentativa. Se ocorrer aquecimento, significa que seu Arduino está consumindo mais corrente, reduza a luz de fundo do LCD para resolver isso.
Melhoria:
A fonte de alimentação regulada (RPS) que é postada acima tem poucos problemas com a precisão devido ao ruído presente no sinal de saída. Este tipo de ruído é comum nos casos em que um ADC é usado, uma solução simples para isso é usar um filtro passa-baixo como o filtro RC. Como nossa placa de ponto com circuito tem CA e CC em suas trilhas, o ruído será mais alto do que o de outros circuitos. Portanto, um valor de R = 5,2K e C = 100uf é usado para filtrar o ruído em nosso sinal.
Além disso, um sensor de corrente ACS712 é adicionado ao nosso circuito para medir a corrente de saída do RPS. O esquemático a seguir mostra como conectar o sensor à placa Arduino.
O novo vídeo mostra como a precisão melhorou: