مقدمه :
در این پروژه در سایت ایران پاور میخواهیم مبدل کاهنده ای بسازیم که ولتاژ 12 ولتی DC را به مقداری بین 2 الی 11 ولت تبدیل کنیم. این مدار در مراجع معروف الکترونیک قدرت به عنوان مبدل کاهنده شناخته میشود. ولتاژ خروجی یا ولتاژ کاهش یافته نسبت به ورودی در این پروژه توسط یک پتانسیومتر متصل به آردوینو به مقدار مطلوب ما قابل کنترل و تنظیم است.
شناخت کلی مبدل ها :
به طور کلی مبدل های DC به DC دو نوع زیر را شامل میشوند :
- مبدل های افزاینده یا Boost که سطح ولتاژ خروجی آن ها از سطح ولتاژ ورودیشان بیشتر است.
- مبدل های کاهنده یا Buck که سطح ولتاژ خروجی آن ها از سطح ولتاژ ورودیشان کمتر است.
در هر دو نوع این مبدل ها ولتاژ ورودی به مقدار مطلوب ما تغییر داده میشود.عملکرد این مبدل ها را میتوان به ترانسفورماتور ها (ترانس ها) شبیه دانست با یک تفاوت اصلی که آن ها باهم دارند و این تفاوت را به زبان ساده میتوان این گونه بیان کرد که ترانسفورماتورها سطح ولتاژ AC (متناوب) را کاهش یا افزایش میدهند اما مبدل های DC سطح ولتاژ DC را تغییر میدهند. پایه ی اساسی هر دو نوع مبدل بیان شده در بالا سه عنصر زیر است :
- ماسفت ها یا سوئیچ های قدرت
- سلف ها
- خازن ها
در این پروژه میخواهیم یک مبدل کاهنده که در آن از آردوینو به عنوان منبع PWM استفاده میشود به عنوان یک نمونه کار در ایران پاور به شما معرفی کنیم.
همچنین بخوانید »انتقال برق (dc (HVDC و تحلیل آن
تغییر فرکانس PWM بر روی پایه های آردوینو چطور انجام میشود :
بر روی آردوینو UNO پایه های 3 , 5 , 6 , 9 , 10 و 11 PWM هستند.
برای اجرای PWM لازم است از دستور زیر استفاده شود :
;(analogWrite( PWM PIN NO,PWM VALUE
در آردوینو UNO :
فرکانس PWM برای D3 و D11 به صورت زیر موجود هستند :
برای فرکانس سوئیچ زنی 3921.16 هرتز ;TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000010
برای فرکانس سوئیچ زنی 490.20 هرتز که مقدار پیش فرض این پایه ها نیز است. ;TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000100
برای فرکانس سوئیچ زنی 245.10 هرتز ;TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000101
برای فرکانس سوئیچ زنی 122.55 هرتز ;TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000110
فرکانس PWM برای پایه های D5 و D6 به صورت زیر موجود هستند :
برای فرکانس سوئیچ زنی 7812.50 هرتز ;TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000010
برای فرکانس سوئیچ زنی 976.56 هرتز که مقدار پیش فرض این پایه ها نیز هست ;TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000011
برای فرکانس سوئیچ زنی 61.04 هرتز ;TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000101
فرکانس PWM برای پایه های D9 و D10 به صورت زیر موجود هستند :
برای فرکانس سوئیچ زنی 490.20 هرتز که مقدار پیش فرض نیز هست. ;TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000011
برای فرکانس سوئیچ زنی 122.55 هرتز ;TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000100
لیست قطعات :
- آردوینو Arduino UNO UNO
- سلف 100 میکروهانری
- دیود شاتکی
- خازن 100 میکروفاراد
- IRF540N
- مقاومت 10 کیلو و 100 اهم
- پتانسیومتر
- باتری 12 ولتی
- بار خروجی ( در این پروژه یک موتور به عنوان بار در نظر گرفته میشود.)
شماتیک مدار :
همچنین بخوانید » تاباندن سیم به هم چطور میتواند تداخل الکترومغناطیسی را کم کند؟
اتصالات را مانند آنچه در مدار مشخص شده است انجام دهید »
- پین 6 آردوینو را به پایه ی بیس ماسفت وصل میکنیم.
- انتهای پایه های پتانسیومتر را به پایه ی 5 ولت و پایه ی زمین آردوینو UNO وصل میکنیم .
- پایه ی مثبت ترمینال باتری را به درین ماسفت و پایه ی منفی آن را به ترمینال P دیود شاتکی وصل میکنیم.
- از پایه ی P دیود شاتکی به صورت سری با سلف به بار (در اینجا موتور) وصل میکنیم.
- حال پایه ی N دیود شاتکی به پایانه ی سورس ماسفت متصل میکنیم.
- خازن 47 میکرو فاراد را موازی با بار قرار میدهیم.
- در انتها پایه ی زمین آردوینو را به پایه ی سورس ماسفت وصل میکنیم.
همچنین بخوانید » ضریب توان چیست و چرا اصلاح ضریب توان انجام میدهیم؟بخش دوم
کد برنامه آردوینو :
;int m
;int n
()void setup
}
تنظیم پین 6 به عنوان خروچی مدولاسیون پهنای پالس //;(pinMode(6,OUTPUT
تنظیم یک پین به عنوان ورودی آنالوگ //;(pinMode(A1,INPUT
;TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000001
Serial.begin(9600) ; // serial communication
{
()void loop
}
;(m= analogRead(A1
;(n= map(m,0,1023,0,255
;(analogWrite(6,n
;(“Serial.print(” PWM Value
;(Serial.println(n
{
همچنین بخوانید » آموزش ساخت تابلو ال ای دی تبلیغاتی
مدار مبدل کاهنده چطور کار میکند ؟
از آنجا که پتانسیومتر مقداری آنالوگ را به آردوینو میدهد ، این مقدار ولتاژ PWM دریافتی توسط پایه ی گیت ماسفت که از پایه ی 6 آردوینو تغذیه میشود را تعیین میکند.
و در نهایت این مقدار ولتاژ خروجی دو سر بار را کنترل میکند.
هنگامی که ماسفت روشن است ، سلف این مدار انرژی را ذخیره کرده و هنگامی که ماسفت خاموش میشود این انرژی در بار که در اینجا موتور است تخلیه میشود. و به دلیل اینکه این مراحل با سرعت بالایی انجام میشود ما یک ولتاژ DC کاهش یافته در دو سر موتور خواهیم داشت که به طور مستقیم به پتانسیومتر وابسته است.
همچنین بخوانید » طراحی و شبیه سازی مبدل کاک (cuk)
همچنین برای مشاهده فیلم کوتاهی از این مدار میتوانید به کانال آپارات ما به آدرس https://www.aparat.com/irnpower1 مراجعه کنید و یا اینجا کلیک کنید تا به آدرس مستقیم این فیلم در آپارات متصل شوید.
محمد فارسیجانی
بدون دیدگاه