Šajā apmācībā mēs izstrādāsim 5V mainīga sprieguma avotu no Arduino Uno. Šim nolūkam mēs izmantosim ADC (Analog to Digital Conversion) un PWM (Pulse Width Modulation) funkcijas.
Daži digitālie elektroniskie moduļi, piemēram, akselerometrs, darbojas ar spriegumu 3,3 V un daži - ar 2,2 V. Daži pat strādā pie zemāka sprieguma. Tādējādi mēs nevaram iegūt regulatoru katram no viņiem. Tātad šeit mēs izveidosim vienkāršu ķēdi, kas nodrošinās sprieguma izeju no 0 līdz 5 voltiem ar izšķirtspēju 0,05 V. Tādējādi mēs varam precīzi nodrošināt spriegumu pārējiem moduļiem.
Šī shēma var nodrošināt strāvu līdz 100mA, tāpēc mēs varam bez grūtībām izmantot šo barošanas bloku lielākajai daļai sensoru moduļu. Šo ķēdes izeju var izmantot arī uzlādējamu AA vai AAA bateriju uzlādēšanai. Izmantojot displeju, mēs varam viegli redzēt jaudas svārstības sistēmā. Šajā mainīgajā barošanas blokā ir pogas saskarne sprieguma programmēšanai. Darbība un ķēde ir paskaidrota zemāk.
Aparatūra: Arduino Uno, barošanas avots (5v), 100uF kondensators (2 gab.), Poga (2 gab.), 1KΩ rezistors (3 gab.), 16 * 2 rakstzīmju LCD, 2N2222 tranzistors.
Programmatūra: Atmel studio 6.2 vai AURDINO katru vakaru.
Shēmas shēma un darba skaidrojums
Par mainīga sprieguma vienībai, izmantojot Arduino ķēde ir parādīts zemāk diagrammā.
Spriegums izejā nav pilnīgi lineārs; tas būs trokšņains. Lai filtrētu, trokšņa kondensatori tiek novietoti pāri izejas spailēm, kā parādīts attēlā. Divas pogas šeit ir paredzētas sprieguma palielināšanai un samazināšanai. Displeja bloks parāda spriegumu OUTPUT spailēs.
Pirms doties strādāt, mums jāizpēta Arduino UNO ADC un PWM funkcijas.
Šeit mēs ņemsim OUTPUT terminālā paredzēto spriegumu un ievadīsim to vienā no Arduino ADC kanāliem. Pēc pārveidošanas mēs ņemsim šo DIGITAL vērtību, un mēs to saistīsim ar spriegumu un parādīsim rezultātu 16 * 2 displejā. Šī displejā redzamā vērtība atspoguļo mainīgo sprieguma vērtību.
ARDUINO ir seši ADC kanāli, kā parādīts attēlā. Tajos vienu vai visus no tiem var izmantot kā analogā sprieguma ieejas. UNO ADC ir 10 bitu izšķirtspēja (tātad veselu skaitļu vērtības no (0- (2 ^ 10) 1023)). Tas nozīmē, ka tā ieejas spriegumu no 0 līdz 5 voltiem kartēs veselu skaitļu vērtībās no 0 līdz 1023. Tātad katram (5/1024 = 4,9 mV) uz vienu vienību.
Šeit mēs izmantosim UNO A0.
|
Pirmkārt, UNO ADC kanāliem noklusējuma atsauces vērtība ir 5 V. Tas nozīmē, ka mēs varam dot maksimālo ieejas spriegumu 5 V ADC pārveidošanai jebkurā ieejas kanālā. Tā kā daži sensori nodrošina spriegumu no 0-2,5 V, ar 5 V atsauci mēs iegūstam mazāku precizitāti, tāpēc mums ir instrukcija, kas ļauj mums mainīt šo atsauces vērtību. Tātad, lai mainītu mums esošo atsauces vērtību (“analogReference ();”) Pagaidām mēs to atstājam kā.
Pēc noklusējuma mēs iegūstam maksimālo plates ADC izšķirtspēju, kas ir 10 biti, šo izšķirtspēju var mainīt, izmantojot instrukciju (“analogReadResolution (bits);”). Šīs izšķirtspējas izmaiņas dažos gadījumos var būt noderīgas. Pagaidām mēs to atstājam kā.
Ja iepriekš minētie nosacījumi ir iestatīti uz noklusējumu, mēs varam nolasīt kanāla '0' ADC vērtību, tieši izsaucot funkciju "analogRead (pin);", šeit "pin" apzīmē tapu, kur mēs savienojām analogo signālu, šajā gadījumā tas būtu “A0”.
Vērtību no ADC var uzskatīt par veselu skaitli kā “pludiņš VOLTAGEVALUE = analogRead (A0); ”, Pēc šīs instrukcijas vērtība pēc ADC tiek saglabāta veselā skaitļā“ VOLTAGEVALUE ”.
UNO PWM var sasniegt jebkurā no tapām, kuras PCB plāksnē simbolizē kā “~”. UNO ir seši PWM kanāli. Mēs savam mērķim izmantosim PIN3.
|
analogWrite (3, VALUE); |
No iepriekš minētā nosacījuma mēs varam tieši iegūt PWM signālu attiecīgajā tapā. Pirmais iekavās esošais parametrs ir PWM signāla tapas numura izvēle. Otrais parametrs ir paredzēts rakstīšanas darba attiecībai.
UNO PWM vērtību var mainīt no 0 līdz 255. Ar “0” kā zemāko uz “255” kā augstāko. Ar 255 kā darba attiecību mēs saņemsim 5V pie PIN3. Ja darba attiecība ir norādīta kā 125, mēs saņemsim 2,5 V pie PIN3
Kā minēts iepriekš, pie UN4 PIN4 un PIN5 ir savienotas divas pogas. Nospiežot, PWM darba attiecība palielināsies. Nospiežot citu pogu, PWM darba attiecība samazinās. Tāpēc mēs mainām PWM signāla darba attiecību pie PIN3.
Šis PWM signāls pie PIN3 tiek padots NPN tranzistora pamatnei. Šis tranzistors nodrošina mainīgu spriegumu pie tā izstarotāja, vienlaikus darbojoties kā komutācijas ierīce.
Ar mainīgu darba attiecību PWM pie bāzes būs mainīgs spriegums pie izstarotāja izejas. Ar šo mums ir pieejams mainīga sprieguma avots.
Sprieguma izeja tiek padota uz UNO ADC, lai lietotājs varētu redzēt sprieguma izeju.