- Materiales necesarios:
- Cómo funciona:
- Conexión de LCD con Arduino para mostrar el nivel de voltaje:
- Circuito de fuente de alimentación variable de construcción 0-24v 3A:
- Punto a tener en cuenta:
- Potenciar:
Las baterías se utilizan generalmente para encender el circuito electrónico y los proyectos, ya que están fácilmente disponibles y se pueden conectar fácilmente. Pero se agotaron rápidamente y luego necesitamos baterías nuevas, además, estas baterías no pueden proporcionar alta corriente para impulsar un motor potente. Entonces, para resolver estos problemas, hoy estamos diseñando nuestra propia fuente de alimentación variable que proporcionará voltaje de CC regulado que varía de 0 a 24 V con una corriente máxima de hasta 3 amperios.
Para la mayoría de nuestros sensores y motores utilizamos niveles de voltaje como 3.3V, 5V o 12V. Pero mientras que los sensores requieren corriente en miliamperios, los motores como los servomotores o los motores PMDC, que funcionan con 12V o más, requieren una corriente alta. Entonces, estamos construyendo aquí la fuente de alimentación regulada de corriente 3A con voltaje variable entre 0 y 24v. Sin embargo, en la práctica, obtuvimos hasta 22.2v de salida.
Aquí, el nivel de voltaje se controla con la ayuda de un potenciómetro y el valor de voltaje se muestra en la pantalla de cristal líquido (LCD) que será impulsado por un Arduino Nano. Consulte también nuestros circuitos de suministro de energía anteriores:
Materiales necesarios:
- Transformador - 24V 3A
- Tablero de puntos
- Regulador de voltaje de alta corriente LM338K
- Puente de diodos 10A
- Arduino Nano
- LCD 16 * 2
- Resistencia 1k y 220 ohmios
- Condensador 0.1uF y 0.001uF
- 7812 Regulador de voltaje
- Potenciómetro variable 5K (Radio Pot)
- Palo de berg (hembra)
- Bloque de terminales
Cómo funciona:
Una fuente de alimentación regulada (RPS) es aquella que convierte su red de CA en CC y la regula a nuestro nivel de voltaje requerido. Nuestro RPS utiliza un transformador reductor de 24 V 3 A que se rectifica a CC mediante un puente de diodos. Este voltaje de CC se regula a nuestro nivel requerido mediante el uso de LM338K y se controla mediante un potenciómetro. El Arduino y el LCD funcionan con un regulador de voltaje IC de baja corriente nominal como el 7812. Explicaré el circuito paso a paso a medida que avanzamos en nuestro proyecto.
Conexión de LCD con Arduino para mostrar el nivel de voltaje:
Comencemos con la pantalla LCD. Si está familiarizado con la interfaz de LCD con Arduino, puede omitir esta parte y saltar directamente a la siguiente sección y si es nuevo en Arduino y LCD, no será un problema, ya que lo guiaré con códigos y conexiones. Arduino es un kit de microcontrolador alimentado por ATMEL que lo ayudará a construir proyectos fácilmente. Hay muchas variantes disponibles, pero estamos usando Arduino Nano ya que es compacto y fácil de usar en una placa de puntos.
Muchas personas se han enfrentado a problemas al conectar una pantalla LCD con Arduino, por eso intentamos esto primero para que no arruine nuestro proyecto en el último minuto. He usado lo siguiente para empezar:
Esta placa Dot se usará para todo nuestro circuito, se recomienda usar un palo de té hembra para arreglar el Arduino Nano para que pueda reutilizarse más tarde. También puede verificar el funcionamiento utilizando una placa de pruebas (recomendado para principiantes) antes de continuar con nuestra placa de puntos. Hay una buena guía de AdaFruit para LCD, puedes consultarla. Los esquemas para Arduino y LCD se muestran a continuación. Arduino UNO se usa aquí para esquemas, pero no se preocupe, Arduino NANO y UNO tienen los mismos pines y funcionan igual.
Una vez realizada la conexión, puede cargar el siguiente código directamente para comprobar el funcionamiento de la pantalla LCD. El archivo de encabezado para LCD lo proporciona Arduino de forma predeterminada, no use ningún encabezado explícito ya que tienden a dar errores.
#incluir
Esto debería hacer que su LCD funcione, pero si aún tiene problemas, intente lo siguiente:
1. Compruebe la definición de los pines en el programa.
2. Conecte a tierra directamente el tercer pin (VEE) y el quinto pin (RW) de su LCD.
3. Asegúrese de que los pines del LCD estén colocados en el orden correcto, algunos LCD tienen sus pines en otra dirección.
Una vez que el programa funcione, debería verse así. Si tiene algún problema, háganoslo saber mediante comentarios. He usado el cable mini USB para alimentar el Arduino por ahora, pero luego lo alimentaremos usando un regulador de voltaje. Los soldé al tablero de puntos así
Nuestro objetivo es hacer que este RPS sea fácil de usar y también mantener el costo lo más bajo posible, por lo tanto, lo he ensamblado en una placa de puntos, pero si puede ofrecer una placa de circuito impreso (PCB), será excelente ya que estamos tratando con corrientes elevadas.
Circuito de fuente de alimentación variable de construcción 0-24v 3A:
Ahora que nuestra pantalla está lista, comencemos con los otros circuitos. A partir de ahora es aconsejable proceder con mayor precaución ya que estamos tratando directamente con la red de CA y alta corriente. Verifique la continuidad usando un multímetro cada vez que encienda su circuito.
El transformador que usamos es un transformador de 24 V 3 A, esto reducirá nuestro voltaje (220 V en la India) a 24 V, y lo damos directamente a nuestro puente rectificador. El puente rectificador debería darle (raíz 2 veces el voltaje de entrada) 33,9 V, pero no se sorprenda si obtiene alrededor de 27 a 30 voltios. Esto se debe a la caída de voltaje en cada diodo de nuestro puente rectificador. Una vez que lleguemos a esta etapa lo soldaremos a nuestra placa de puntos y verificaremos nuestra salida y usaremos un bloque de terminales para que lo usemos como una fuente constante no regulada si es necesario.
Ahora controlemos el voltaje de salida usando un regulador de alta corriente como el LM338K, este estará disponible principalmente en un paquete de cuerpo metálico, ya que tiene que generar alta corriente. Los esquemas del regulador de voltaje variable se muestran a continuación.
El valor de R1 y R2 debe calcularse utilizando las fórmulas anteriores para determinar el voltaje de salida. También puede calcular los valores de resistencia con esta calculadora de resistencia LM317. En nuestro caso, obtenemos que R1 sea de 110 ohmios y R2 de 5K (POT).
Una vez lista nuestra salida Regulada solo tenemos que encender Arduino, para ello usaremos un IC 7812 ya que el Arduino solo consumirá menos corriente. El voltaje de entrada del 7812 es nuestra salida rectificada de 24 V CC del rectificador. La salida de 12V DC regulada se le da al pin Vin de Arduino Nano. No utilice el 7805 ya que el voltaje de entrada máximo del 7805 es de solo 24 V, mientras que el 7812 puede soportar hasta 24 V. También se requiere un disipador de calor para 7812 ya que el voltaje diferencial es muy alto.
El circuito completo de esta fuente de alimentación variable se muestra a continuación,
Siga los esquemas y suelde sus componentes en consecuencia. Como se muestra en los esquemas, el voltaje variable de 1.5 a 24V se asigna a 0-4.5V mediante el uso de un circuito divisor de potencial, ya que nuestro Arduino solo puede leer voltajes de 0-5. Este voltaje variable se conecta al pin A0 mediante el cual se mide el voltaje de salida del RPS. El código final para Arduino Nano se proporciona a continuación en la sección de código. También consulte el video de demostración al final.
Una vez que se realiza el trabajo de soldadura y el código se carga en Arduino, nuestra fuente de alimentación regulada está lista para usar. Podemos utilizar cualquier carga que funcione de 1,5 a 22 V con una corriente nominal máxima de 3 A.
Punto a tener en cuenta:
1. Tenga cuidado al soldar las conexiones, cualquier desajuste o descuido freirá fácilmente sus componentes.
2. Es posible que las soldaduras ordinarias no puedan soportar 3A, esto hará que eventualmente se derrita la soldadura y cause un cortocircuito. Use cables de cobre gruesos o use más plomo mientras conecta las pistas de alta corriente como se muestra en la imagen.
3. Cualquier cortocircuito o soldadura débil quemará fácilmente los devanados de su transformador; por lo tanto, verifique la continuidad antes de encender el circuito. Para mayor seguridad, se puede utilizar un MCB o fusible en el lado de entrada.
4. Los reguladores de voltaje de alta corriente vienen en su mayoría en paquetes de latas de metal, mientras que al usarlos en el tablero de puntos, no coloque componentes cerca de ellos ya que su cuerpo actúa como la salida del voltaje rectificado, lo que provocará ondulaciones.
Tampoco suelde el cable a la lata de metal, en su lugar use un tornillo pequeño como se muestra en la imagen que se muestra a continuación. Las soldaduras no se adhieren a su cuerpo y el calentamiento daña el regulador de forma permanente.
5. No omita ningún condensador de filtro de los esquemas, esto dañará su Arduino.
6. No sobrecargue el transformador más de 3A, deténgase cuando escuche un silbido del transformador. Es bueno operar entre los rangos de 0 - 2.5A.
7. Verifique la salida de su 7812 antes de conectarlo a su Arduino, verifique el sobrecalentamiento durante la primera prueba. Si se produce un calentamiento, significa que su Arduino está consumiendo más corriente, reduzca la luz de fondo de la pantalla LCD para resolver esto.
Potenciar:
La fuente de alimentación regulada (RPS) que se muestra arriba tiene pocos problemas con la precisión debido al ruido presente en la señal de salida. Este tipo de ruido es común en los casos en que se usa un ADC, una solución simple es usar un filtro de paso bajo como el filtro RC. Dado que nuestra placa de puntos en circuito tiene tanto CA como CC en sus pistas, el ruido será alto que el de otros circuitos. Por lo tanto, se usa un valor de R = 5.2K y C = 100uf para filtrar el ruido en nuestra señal.
También se agrega un sensor de corriente ACS712 a nuestro circuito para medir la corriente de salida del RPS. El siguiente cismático muestra cómo conectar el sensor a la placa Arduino.
El nuevo video muestra cómo ha mejorado la precisión: