به نام خدا

ساخت منبع تغذیه متغیر با آردوینو

در این آموزش می خواهیم ساخت یک منبع تغذیه متغیر تا 5 ولت را به شما آموزش دهیم . برای انجام این کار باید از PWM و ADC استفاده کنیم .

در خیلی از مواقع به ماژول ها و سنسور هایی بر می خوریم و که ولتاژ راه اندازی آن ها کمتر از 5 ولت است مثلا 3.3 ولت یا 2.2 ولت ، برای این موارد می توانیم از این منبع تغذیه استفاده کنیم . این منبع تغذیه بین 0 تا 5 ولت با دقت 0.05 ولت متغیر است . منبع تغذیه ای که آموزش می دهیم توان جریان دهی تا 100 میلی آمپر را دارد که این میزان جریان برای راه اندازی اکثر ماژول ها و سنسور ها مناسب است .

با خروجی این مدار می توانید باتری های قابل شارژ سایز AA و AAA را به راحتی شارژ کنید . توسط دو میکروسوئیچ که در مدار قرار دارد می توانید ولتاژ را کم و زیاد کنید .

قطعات مورد نیاز این پروژه به شرح زیر است :

– برد آردوینو UNO ( البته هر برد آردوینو دیگر را هم می توانید استفاده کنید )

– منبع تغذیه 5 ولت

– خازن 100 میکروفاراد ( دو عدد )

– میکروسوئیچ ( دو عدد )

– مقاومت یک کیلو اهم ( سه عدد )

– ال سی دی کارکتری 16*2

– ترانزیستور 2N2222

شماتیک مدار به صورت زیر است :

ولتاژ خروجی به صورت کامل خطی نخواهد بود و نویز دارد برای کاهش این نویز ، در خروجی خازن قرار می دهیم . با میکروسوئیچ ها ولتاژ را کم و زیاد می کنیم و ولتاژی که در خروجی وجود دارد را در ال سی دی نمایش می دهیم . ولتاژی که بر روی ال سی دی نمایش داده می شود توسط واحد ADC از خروجی ولتاژ خوانده می شود .

ال سی دی کاراکتری 16 پایه دارد که دو تا از پایه های آن برای نور پس زمینه است . بعضی از ال سی دی های کاراکتری این دو پایه را برای نور پس زمینه ندارند و 14 پایه دارند . 8 پایه برای تبادل داده است ( D0 تا D7 ) . پایه 1 و 2 برای تغذیه مثبت و منفی ال سی دی است . پایه 3 برای تنظیم نور پس زمینه . پایه 6 ( E ) برای فعال سازی پین ها است و پایه های 5 و 6 برای کنترل پین ها . به هنگام نوشتن روی ال سی دی پایه 5 را به زمین وصل می کنیم . برای ارسال و نمایش داده ها روی ال سی دی کافی است 4 پایه از 8 پایه ای که مربوط به تبادل داده می شود ( D4 تا D7 ) را به آردوینو وصل کنیم . پایه های 4 و 6 را هم باید به آردوینو وصل کنیم .

برد آردوینو UNO دارای 6 کانال ADC است و رزولوشن آن 10 بیتی می باشد . این به این معنی است که ولتاژ 0 تا 5 ولت آنالوگ به عددی بین 0 تا 1023 تبدیل می شود که این یعنی هر 4.9 میلی ولت ( 5/1023 ) یک واحد به عدد ADC که بین 0 تا 1023 تغییر می کند اضافه می شود . 0 معادل 0 ولت و 1023 معادل 5 ولت است .

کانال های ADC آردوینو به صورت پیش فرض دارای ولتاژ مرجع 5 ولت می باشند ولی ما می توانیم این ولتاژ مرجع را تغییر دهیم . مثلا اگر ولتاژ خروجی سنسور ما بین 0 تا 2.7 ولت باشد می توانیم ولتاژ مرجع خود را متناسب با سنسور تغییر دهیم و آن را به 2.7 ولت تغییر دهیم .

رزولوشن واحد ADC به صورت پیش فرض 10 بیت است ولی می توانیم این رزولوشن را تغییر دهیم . این تغییر رزولوشن در مواردی مفید است .

توسط دستور های زیر می توانیم داده ها را دریافت کنیم ، ولتاژ مرجع ADC را تغییر دهیم و رزولوشن ADC را عوض کنیم .

analogRead(pin)

()analogReference

analogReadResolution(bits)

ما از پایه A0 آردوینو برای اندازه گیری ولتاژ خروجی استفاده می کنیم .

حال باید ببینیم ولتاژ متغیر را چطور ایجاد می کنیم . ولتاژ متغیر این منبع تغذیه را توسط موج PWM تولید می کنیم . آردوینو UNO دارای 6 کانال PWM است که رزولوشن این کانال ها 8 بیتی می باشد یعنی بین 0 تا 255 تغییر می کند .

ما از پین 3 برای تولید PWM استفاده می کنیم . با تغییر عدد PWM بین 0 تا 255 ، پهنای پالس PWM تغییر می کند و در نتیجه میانگین ولتاژ تغییر خواهد کرد . به عنوان مثال اگر عدد 127 ( عدد وسط بین 0 تا 255 ) را به PWM بدهیم ولتاژ 2.5 ولت تولید می شود . پین 3 آردوینو به بیس یک ترانزیستور NPN وصل شده است ، ولتاژ و جریان را در واقع این ترانزیستور از منبع می گیرد . اگر به جای این ترانزیستور از ترانزیستور های جریان بالاتر استفاده کنیم مشخصا جریان قابل تحمل منبع تغذیه ما بیشتر خواهد شد .

میکروسوئیچ ها را هم به پایه های 4 و 5 آردوینو وصل کرده ایم .

کد های برنامه را می توانید از لینک زیر دانلود کنید :

[maxbutton id=”176″ url=”http://avatrobo.ir/wp-content/uploads/2018/01/Variable_Power_Supply.zip” text=”دانلود فایل” ]

فیلم زیر نحوه عملکرد این پروژه را نشان می دهد .