0 - الصوت 2024

تُستخدم البطاريات عمومًا لتشغيل الدوائر الإلكترونية والمشاريع ، لأنها متاحة بسهولة ويمكن توصيلها بسهولة. لكنها استنزفت بسرعة ثم نحتاج إلى بطاريات جديدة ، كما أن هذه البطاريات لا يمكنها توفير تيار عالٍ لقيادة محرك قوي. لحل هذه المشاكل ، نقوم اليوم بتصميم مصدر الطاقة المتغير الخاص بنا والذي سيوفر جهد تيار مستمر منظم يتراوح من 0 إلى 24 فولت بحد أقصى يصل إلى 3 أمبير.

بالنسبة لمعظم أجهزة الاستشعار والمحركات لدينا ، نستخدم مستويات جهد مثل 3.3 فولت أو 5 فولت أو 12 فولت. ولكن بينما تتطلب المستشعرات تيارًا بالمللي أمبير ، فإن المحركات مثل المحركات المؤازرة أو محركات PMDC ، التي تعمل بجهد 12 فولت أو أكثر ، تتطلب تيارًا عاليًا. لذلك نحن نبني هنا مصدر طاقة منظم لتيار 3 أمبير بجهد متغير بين 0 إلى 24 فولت. ولكن من الناحية العملية ، حصلنا على ما يصل إلى 22.2 فولت من المخرجات.

هنا يتم التحكم في مستوى الجهد بمساعدة مقياس الجهد ويتم عرض قيمة الجهد على شاشة الكريستال السائل (LCD) التي سيتم تشغيلها بواسطة Arduino Nano. تحقق أيضًا من دوائر إمداد الطاقة السابقة:

المواد المطلوبة:

محول - 24 فولت 3 أمبير
لوحة نقطة
منظم الجهد العالي LM338K
جسر الصمام الثنائي 10A
اردوينو نانو
شاشة LCD 16 * 2
المقاوم 1 كيلو و 220 أوم
مكثف 0.1 فائق التوهج و 0.001 فائق التوهج
7812 منظم جهد
وعاء متغير 5 كيلو (وعاء راديو)
عصا بيرج (أنثى)
كتلة المحطة

كيف تعمل:

مصدر الطاقة المنظم (RPS) هو الذي يحول التيار الكهربائي المتردد إلى تيار مستمر وينظمه إلى مستوى الجهد المطلوب لدينا. يستخدم RPS لدينا محول تنحي 24V 3A والذي يتم تصحيحه إلى DC باستخدام جسر الصمام الثنائي. يتم تنظيم جهد التيار المستمر هذا إلى المستوى المطلوب باستخدام LM338K ويتم التحكم فيه باستخدام مقياس الجهد. يتم تشغيل Arduino و LCD بواسطة منظم الجهد المنخفض التصنيف IC مثل 7812. سأشرح الدائرة خطوة بخطوة أثناء المضي في مشروعنا.

توصيل شاشة LCD مع Arduino لعرض مستوى الجهد:

لنبدأ بشاشة LCD. إذا كنت معتادًا على تفاعل LCD مع Arduino ، فيمكنك تخطي هذا الجزء والانتقال مباشرةً إلى القسم التالي وإذا كنت جديدًا في Arduino و LCD ، فلن تكون هناك مشكلة لأنني سأوجهك بالرموز والوصلات. Arduino عبارة عن مجموعة أدوات تحكم دقيقة تعمل بنظام ATMEL والتي ستساعدك في بناء المشاريع بسهولة. هناك الكثير من المتغيرات المتاحة ولكننا نستخدم Arduino Nano نظرًا لأنه مضغوط وسهل الاستخدام على لوحة النقاط

واجه العديد من الأشخاص مشكلات في توصيل شاشة LCD مع Arduino ، ولهذا السبب حاولنا ذلك أولاً حتى لا يفسد مشروعنا في اللحظة الأخيرة. لقد استخدمت ما يلي كبداية:

سيتم استخدام لوحة النقاط هذه لدوائرنا بالكامل ، يوصى باستخدام عصا بيرغ أنثى لإصلاح Arduino Nano بحيث يمكن إعادة استخدامها لاحقًا. يمكنك أيضًا التحقق من العمل باستخدام لوح التجارب (موصى به للمبتدئين) قبل المضي قدمًا في لوحة Dot. يوجد دليل لطيف من AdaFruit لشاشات الكريستال السائل ، يمكنك التحقق منه. فيما يلي المخططات الخاصة بـ Arduino و LCD. يتم استخدام Arduino UNO هنا للخطط ، ولكن لا داعي للقلق لأن Arduino NANO و UNO لهما نفس pinouts ويعملان بنفس الطريقة.

بمجرد الانتهاء من الاتصال ، يمكنك تحميل الكود أدناه مباشرة للتحقق من عمل شاشة LCD. يتم توفير ملف الرأس الخاص بشاشات LCD بواسطة Arduino افتراضيًا ، ولا تستخدم أي رؤوس صريحة لأنها تميل إلى إعطاء أخطاء.

#تضمن // تهيئة المكتبة بأرقام دبابيس الواجهة LiquidCrystal LCD (7 ، 8 ، 9 ، 10 ، 11 ، 12) ؛ كثافة العمليات أ = 5 ؛ إعداد باطل () {// قم بإعداد عدد أعمدة وصفوف شاشة LCD: lcd.begin (16، 2)؛ // اطبع رسالة على شاشة LCD. lcd.print ("مرحبًا ، العالم!") ؛ } حلقة فارغة () {// اضبط المؤشر على العمود 0 ، السطر 1 // (ملاحظة: السطر 1 هو الصف الثاني ، لأن العد يبدأ ب 0): lcd.setCursor (0، 1)؛ // اطبع عدد الثواني منذ إعادة التعيين: lcd.print (a) ؛ }

يجب أن يعمل هذا على تشغيل شاشة LCD ، ولكن إذا كنت لا تزال تواجه مشكلات ، فجرّب ما يلي:

1. تحقق من تعريف الدبابيس في البرنامج.

2. قم بتأريض الدبوس الثالث (VEE) والدبوس الخامس (RW) من شاشة LCD مباشرةً.

3. تأكد من وضع دبابيس LCD بالترتيب الصحيح ، وأن سنون بعض شاشات LCD بها دبابيس في اتجاه آخر.

بمجرد أن يعمل البرنامج ، يجب أن يبدو مثل هذا. إذا كان لديك أي مشاكل فأخبرنا عن طريق التعليقات. لقد استخدمت كبل USB الصغير لتشغيل Arduino في الوقت الحالي ، ولكن لاحقًا سنقوم بتشغيله باستخدام منظم الجهد. لقد قمت بلحامهم بلوحة النقاط هكذا

هدفنا هو جعل RPS سهل الاستخدام وكذلك الحفاظ على التكلفة منخفضة قدر الإمكان ، ومن ثم قمت بتجميعها على لوحة نقطية ، ولكن إذا كان بإمكانك تقديم لوحة دوائر مطبوعة (PCB) ، فسيكون ذلك رائعًا لأننا نتعامل ذات التيارات العالية.

بناء دائرة إمداد الطاقة المتغيرة 0-24 فولت 3 أمبير:

الآن بعد أن أصبحت شاشتنا جاهزة ، فلنبدأ بالدوائر الأخرى. من الآن المستحسن المضي قدما بحذر إضافي لأننا نتعامل مباشرة مع التيار المتردد والتيار العالي تحقق من الاستمرارية باستخدام مقياس متعدد في كل مرة قبل تشغيل الدائرة.

المحول الذي نستخدمه هو محول 24V 3A ، وهذا سوف ينزل جهدنا (220V في الهند) إلى 24V ، ونعطي هذا مباشرة لمعدل الجسر الخاص بنا. يجب أن يمنحك مقوم الجسر (جذر ضعف جهد الدخل) 33.9 فولت ، لكن لا تتفاجأ إذا حصلت على حوالي 27-30 فولت. هذا بسبب انخفاض الجهد عبر كل صمام ثنائي في مقوم الجسر. بمجرد أن نصل إلى هذه المرحلة ، سنلحمه بلوحة النقاط الخاصة بنا ونتحقق من مخرجاتنا ونستخدم كتلة طرفية حتى نستخدمها كمصدر ثابت غير منظم إذا لزم الأمر.

الآن ، دعونا نتحكم في جهد الخرج باستخدام منظم تيار عالي مثل LM338K ، سيكون هذا متاحًا في الغالب في عبوات هيكل معدني ، لأنه يجب أن يكون مصدر تيار عالي. يتم عرض مخططات منظم الجهد المتغير أدناه.

يجب حساب قيمة R1 و R2 باستخدام الصيغ أعلاه لتحديد جهد الخرج. يمكنك أيضًا حساب قيم المقاوم باستخدام حاسبة المقاوم LM317. في حالتنا ، نحصل على R1 ليكون 110 أوم و R2 كـ 5K (POT).

بمجرد أن يصبح الإخراج المنظم لدينا جاهزًا ، يتعين علينا فقط تشغيل Arduino ، للقيام بذلك ، سنستخدم 7812 IC لأن Arduino سيستهلك تيارًا أقل فقط. جهد الإدخال 7812 هو ناتجنا المعدل 24 فولت تيار مستمر من المعدل. يتم إعطاء خرج 12V DC المنظم إلى دبوس Vin في Arduino Nano. لا تستخدم 7805 لأن الحد الأقصى لجهد الدخل 7805 هو 24 فولت فقط بينما 7812 يمكنه تحمل 24 فولت. مطلوب أيضًا المشتت الحراري لـ 7812 نظرًا لأن الجهد التفاضلي مرتفع جدًا.

الدائرة الكاملة لهذا التيار المتغير موضحة أدناه ،

اتبع المخططات ولحام مكوناتك وفقًا لذلك. كما هو موضح في المخططات ، يتم تعيين الجهد المتغير من 1.5 إلى 24 فولت إلى 0-4.5 فولت باستخدام دائرة مقسم محتملة ، نظرًا لأن Arduino يمكنه قراءة الفولتية فقط من 0-5. يتم توصيل هذا الجهد المتغير بالدبوس A0 والذي يتم من خلاله قياس جهد خرج RPS. الكود النهائي لاردوينو نانو موضح أدناه في قسم الكود. تحقق أيضًا من فيديو العرض التوضيحي في النهاية.

بمجرد الانتهاء من أعمال اللحام وتحميل الكود إلى Arduino ، يصبح مصدر الطاقة المنظم لدينا جاهزًا للاستخدام. يمكننا استخدام أي حمل يعمل من 1.5 إلى 22 فولت مع التصنيف الحالي بحد أقصى 3A.

ضع في اعتبارك:

1. كن حذرًا أثناء لحام الوصلات ، فإن أي عدم تطابق أو إهمال سيقلي مكوناتك بسهولة.

2. قد لا يكون الجنود العاديون قادرين على تحمل 3A ، وهذا سيؤدي في النهاية إلى إذابة اللحام الخاص بك ويسبب ماس كهربائى. استخدم أسلاك نحاسية سميكة أو استخدم المزيد من الأسلاك أثناء توصيل مسارات التيار العالي كما هو موضح في الصورة.

3. أي ماس كهربائى أو لحام ضعيف سوف يحرق ملفات المحولات بسهولة. ومن ثم تحقق من الاستمرارية قبل تشغيل الدائرة. لمزيد من الأمان ، يمكن استخدام مصهر أو مصهر على جانب الإدخال.

4. تأتي منظمات الجهد العالي في الغالب في عبوات معدنية ، بينما استخدامها على اللوحة النقطية لا تضع مكونات قريبة منها لأن أجسامها تعمل كناتج للجهد المعدل ، مما يؤدي إلى حدوث تموجات.

لا تقم أيضًا بلحام السلك بالعلبة المعدنية ، استخدم بدلاً من ذلك برغيًا صغيرًا كما هو موضح في الصورة أدناه. لا يلتصق الجنود بجسمه ، وتؤدي الحرارة إلى إتلاف المنظم بشكل دائم.

5. لا تخطي أي مكثفات مرشح من المخططات ، فهذا سيضر بك Arduino.

6. لا تفرط في تحميل المحول أكثر من 3 أ ، توقف عندما تسمع ضجيج هسهسة من المحول. من الجيد أن تعمل بين نطاقات 0 - 2.5A.

7. تحقق من إخراج 7812 قبل توصيله بـ Arduino ، وتحقق من ارتفاع درجة الحرارة أثناء التجربة الأولى. إذا حدث تسخين ، فهذا يعني أن Arduino الخاص بك يستهلك المزيد من التيار ، قم بتقليل الإضاءة الخلفية لشاشة LCD لحل هذه المشكلة.

تطوير:

يعاني مصدر الطاقة المنظم (RPS) الذي تم نشره أعلاه من مشاكل قليلة في الدقة بسبب الضوضاء الموجودة في إشارة الخرج. هذا النوع من الضوضاء شائع في الحالات التي يتم فيها استخدام ADC ، والحل البسيط لها هو استخدام مرشح تمرير منخفض مثل مرشح RC. نظرًا لأن لوحة Dot ذات الدائرة الكهربائية تحتوي على كل من التيار المتردد والتيار المستمر في مساراتها ، فستكون الضوضاء عالية مقارنة بالدوائر الأخرى. ومن ثم تُستخدم قيمة R = 5.2K و C = 100uf لتصفية الضوضاء في إشارتنا.

كما تمت إضافة مستشعر تيار ACS712 إلى دائرتنا لقياس تيار الخرج لـ RPS. يوضح الانقسام أدناه كيفية توصيل المستشعر بلوحة Arduino.

يُظهر الفيديو الجديد كيف تحسنت الدقة:

0