Az DC -DC Buck konverter használata LM2596: 8 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Ez az oktatóanyag bemutatja, hogyan kell használni az LM2596 Buck Converter készüléket különböző feszültségeket igénylő eszközök bekapcsolásához. Megmutatjuk, hogy melyek a legjobb típusú elemek, amelyeket az átalakítóval lehet használni, és hogyan szerezhet be több mint egy kimenetet az átalakítóból (közvetve).

Elmagyarázzuk, miért ezt az átalakítót választottuk, és milyen projektekhez használhatjuk.

Csak egy kis megjegyzés, mielőtt elkezdenénk: Amikor robotikával és elektronikával dolgozik, ne hagyja figyelmen kívül az áramelosztás fontosságát.

Ez az első oktatóanyagunk az áramelosztásról szóló sorozatunkban. Úgy véljük, hogy az áramelosztást gyakran figyelmen kívül hagyják, és ez nagy oka annak, hogy sokan kezdetben elveszítik érdeklődésüket a robotika iránt, például felégetik az alkatrészeket, és nem hajlandók vásárolni. új alkatrészeket a félelemtől, hogy csak újra felégetjük őket, reméljük, hogy ez az áramelosztási sorozat segít megérteni, hogyan kell jobban dolgozni az elektromos árammal.

Kellékek:

1. LM2596 DC -DC átalakító
2. 9V alkáli elem
3. Arduino Uno
4. Jumper vezetékek
5. 2S Li-Po vagy Li-Ion akkumulátor
6. 2A vagy 3A biztosíték
7. Szervo motor SG90
8. Kis kenyértábla

1. lépés: Pinout áttekintés

Itt láthatja, hogyan néz ki az LM2596 DC -DC átalakító modul. Észreveheti, hogy az LM2596 egy IC, és a modul egy áramkör az IC körül, hogy állítható átalakítóként működjön.

Az LM2596 modul pinoutja nagyon egyszerű:

IN+ Itt csatlakoztatjuk az akkumulátor (vagy az áramforrás) piros vezetékét, ez VCC vagy VIN (4,5V - 40V)

IN- Itt csatlakoztatjuk az akkumulátor (vagy az áramforrás) fekete vezetékét, ez földelt, GND vagy V--

OUT+ Itt csatlakoztatjuk az áramelosztó áramkör pozitív feszültségét vagy egy tápfeszültségű komponenst

OUT- Itt csatlakoztatjuk az áramelosztó áramkör földjét vagy egy tápellátású alkatrészt

2. lépés: A kimenet beállítása

Ez egy bak konverter, ami azt jelenti, hogy magasabb feszültséget vesz igénybe, és alacsonyabb feszültséggé alakítja át. A feszültség beállításához néhány lépést kell tennünk.

1. Csatlakoztassa az átalakítót az akkumulátorhoz vagy más áramforráshoz. Tudja meg, hogy mennyi feszültséget adott meg az átalakítóban.
2. Állítsa be a multimétert a feszültség leolvasására, és csatlakoztassa hozzá az átalakító kimenetét. Most már láthatja a kimeneten lévő feszültséget.
3. Állítsa be a vágót (itt 20k Ohm) egy apró csavarhúzóval, amíg a feszültség a kívánt kimenetre nem áll. Nyugodtan forgassa a vágót mindkét irányba, hogy érezze, hogyan kell vele dolgozni. Néha, amikor először használja az átalakítót, 5-10 teljes körben el kell forgatnia a vágócsavart, hogy működjön. Játssz vele, amíg meg nem kapja az érzést.
4. Most, hogy a feszültség megfelelően van beállítva, a multiméter helyett csatlakoztassa a tápellátni kívánt eszközt/modult.

A következő néhány lépésben néhány példát szeretnénk bemutatni arra vonatkozóan, hogyan lehet bizonyos feszültségeket előállítani, és mikor kell ezeket használni. Az itt bemutatott lépések mostantól minden példára vonatkoznak.

3. lépés: Aktuális értékelés

Az IC LM2596 jelenlegi minősítése 3 Amper (állandó áram), de ha ténylegesen két vagy több erősítőt húz át rajta hosszú ideig, akkor felmelegszik és kiég. A legtöbb eszközhöz hasonlóan itt is elegendő hűtést kell biztosítanunk ahhoz, hogy hosszú ideig és megbízhatóan működjön.

Itt analógiát szeretnénk levonni a PC -vel és a CPU -val, amint azt a legtöbben már tudják, hogy a számítógép felmelegszik és összeomlik, teljesítményük javítása érdekében javítanunk kell a hűtésükön, helyettesíthetjük a hűtést jobb passzív vagy levegővel hűvösebb vagy még jobb bevezetés folyadékhűtéssel, ez ugyanaz minden elektronikai alkatrésznél, mint az IC -k. Tehát javítása érdekében egy kis hűtőt (hőcserélőt) ragasztunk rá, és ez passzívan elosztja a hőt az IC -ről a környező levegőre.

A fenti kép az LM2596 modul két változatát mutatja.

Az első változatban nincs hűtő, és akkor használjuk, ha az egyenáram 1,5 A alatt van.

A második verzió a hűtővel van felszerelve, és akkor használjuk, ha az egyenáram 1,5 A felett van.

4. lépés: Nagyáramú védelem

Egy másik dolog, amit meg kell említeni, amikor olyan tápegységgel dolgozik, mint az átalakító, hogy kiég, ha az áram túl magas lesz. Úgy gondolom, hogy ezt már megértette a fenti lépésből, de hogyan lehet megvédeni az IC -t a nagy áramtól?

Itt szeretnénk bemutatni egy másik alkatrészt, a biztosítékot. Ebben az esetben a konverterünk védelmet igényel 2 vagy 3 amper ellen. Tehát veszünk, mondjuk egy 2 A -es biztosítékot, és a fenti képek szerint bekötjük. Ez biztosítja az IC számára a szükséges védelmet.

A biztosíték belsejében van egy vékony huzal, amely alacsony hőmérsékleten olvadó anyagból készül, és a huzal vastagságát gondosan beállítják a gyártás során, hogy a huzal elszakadjon (vagy leoldódjon), ha az áram 2 amper felett van. Ez leállítja az áramlást, és a nagy áram nem tud eljutni az átalakítóhoz. Természetesen ez azt jelenti, hogy ki kell cserélnünk a biztosítékot (mert most megolvadt), és ki kell javítanunk azt az áramkört, amely túl sok áramot próbált felvenni.

Ha többet szeretne tudni a biztosítékokról, olvassa el a velük kapcsolatos oktatóanyagunkat, amikor kiadjuk.

5. lépés: A 6 V -os motor és az 5 V -os vezérlő áramellátása egyetlen forrásból

Íme egy példa, amely magában foglal mindent, amit fent említettünk. Mindent összefoglalunk a bekötési lépésekkel:

1. Csatlakoztassa a 2S Li-Po (7.4V) akkumulátort a 2A biztosítékhoz. Ez megvédi fő áramkörünket a nagy áramtól.
2. Állítsa be a feszültséget 6 V -ra a kimenetre csatlakoztatott multiméterrel.
3. Csatlakoztassa a földet és a VCC -t az akkumulátorról az átalakító bemeneti csatlakozóival.
4. Csatlakoztassa a pozitív kimenetet az Arduino VIN -jével és az SG90 mikro -szervo piros vezetékével.
5. Csatlakoztassa a negatív kimenetet az Arduino GND -jéhez és a barna vezetéket az SG90 mikro szervóhoz.

Itt a feszültséget 6 V -ra állítottuk, és bekapcsoltuk az Arduino Uno -t és az SG90 -et. Az Arduino Uno 5V -os kimenetének az SG90 töltésére való felhasználása helyett az átalakító által megadott állandó kimenet, valamint az Arduino -ból származó korlátozott kimeneti áram az oka annak, hogy miért tesszük ezt. a motor teljesítményét az áramkörből. Itt az utolsó dolog valójában nem érhető el, mert felesleges ehhez a motorhoz, de az átalakító lehetőséget biztosít számunkra.

Ha többet szeretne megtudni arról, hogy miért jobb így táplálni az alkatrészeket, és elválasztani a motorokat a vezérlőktől, kérjük, tekintse meg az akkumulátorokról szóló bemutatónkat, amikor elengedik.

6. lépés: 5V és 3,3V eszközök áramellátása egyetlen forrásból

Ez a példa bemutatja, hogyan használhatja az LM2596 készüléket két különböző típusú feszültségű eszköz táplálására. A kábelezés jól látható a képeken. Amit itt tettünk, az alábbi lépésekben ismertetjük.

1. Csatlakoztassa a 9 V -os alkáli elemet (bármelyik helyi boltban megvásárolható) az átalakító bemenetéhez.
2. Állítsa a feszültséget 5 V -ra, és csatlakoztassa a kimenetet a kenyérsütő táblához.
3. Csatlakoztassa az Arduino 5V -ját a kenyérsütő panel pozitív csatlakozójához, és csatlakoztassa az Arduino és a kenyértábla alapjait.
4. A második itt táplált eszköz egy vezeték nélküli adó/vevő nrf24, 3,3 V -ot igényel, általában közvetlenül az Arduino -ról táplálhatja, de az Arduino -ból érkező áram általában túl gyenge ahhoz, hogy stabil rádiójelet továbbítson, ezért használjuk átalakítónkat hogy hatalma alá kerüljön.
5. Ehhez feszültségosztót kell használnunk, hogy 5 V -ról 3,3 V -ra csökkentsük a feszültséget. Ez úgy történik, hogy a konverter +5 V -ot a 2 k ohmos ellenálláshoz, és 1 k ohmos ellenállást a földhöz csatlakoztatja. A terminál feszültsége, ahol érintkeznek, most 3,3 V -ra csökken, amelyet az nrf24 töltésére használunk.

Ha többet szeretne tudni az ellenállásokról és a feszültségosztókról, kérjük, olvassa el a bemutatónkat, amikor kiadják.

7. lépés: Következtetés

Szeretnénk összefoglalni az itt bemutatottakat.

• Az LM2596 segítségével alakítsa át a feszültséget magasról (4,5 - 40) alacsonyra
• Mindig használjon multimétert, hogy ellenőrizze a kimeneti feszültség szintjét, mielőtt más eszközöket/modulokat csatlakoztat
• Használja az LM2596 készüléket hűtőborda (hűtő) nélkül 1,5 A vagy annál alacsonyabb hőmérsékleten, és hűtőbordával akár 3 Amperig
• Használjon 2 amper vagy 3 amper biztosítékot az LM2596 védelmére, ha kiszámíthatatlan áramokat használó motorokat táplál.
• A konverterek használatával stabil feszültséget biztosít az áramköröknek, elegendő árammal, amellyel megbízhatóan vezérelheti a motorokat, így nem csökken az akkumulátorok feszültségcsökkenése az idő múlásával

8. lépés: Extra dolgok

Az oktatóanyagban használt modelleket letöltheti GrabCAD -fiókunkból:

GrabCAD Robottronic modellek

Az Instructables egyéb oktatóanyagait megtekintheti:

Utasítható Robottronic

Ellenőrizheti a Youtube csatornát is, amely még elindul:

Youtube Robottronic