כיצד להשתמש ממיר DC ל- DC Buck LM2596: 8 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

הדרכה זו תראה כיצד להשתמש בממיר באק LM2596 להפעלת מכשירים הדורשים מתח שונה. אנו נראה אילו סוגי הסוללות הטובים ביותר לשימוש עם הממיר וכיצד ניתן להשיג יותר מפלט אחד בלבד מהממיר (בעקיפין).

נסביר מדוע בחרנו בממיר זה ולאיזה סוג של פרויקטים נוכל להשתמש בו.

רק הערה קטנה לפני שנתחיל: בעבודה עם רובוטיקה ואלקטרוניקה אל תתעלמו מחשיבות חלוקת הכוח.

זהו מדריך הלימוד הראשון שלנו בסדרה בנושא הפצת כוח, אנו מאמינים כי לעתים מתעלמים מהפצת כוח וזוהי סיבה גדולה מדוע אנשים רבים מאבדים עניין ברובוטיקה בהתחלה, למשל הם שורפים את הרכיבים שלהם ולא מוכנים לקנות רכיבים חדשים מהפחד פשוט לשרוף אותם שוב, אנו מקווים שסדרה זו בנושא הפצת חשמל תעזור לך להבין כיצד לעבוד טוב יותר עם חשמל.

אספקה:

1. ממיר DC ל- DC LM2596
2. סוללת אלקליין 9V
3. ארדואינו אונו
4. חוטי מגשר
5. סוללת Li-Po או Li-Ion 2S
6. נתיך 2A או 3A
7. מנוע סרוו SG90
8. לוח לחם קטן

שלב 1: סקירה כללית של Pinout

כאן תוכל לראות כיצד נראה מודול ממיר DC ל- DC LM2596. אתה יכול להבחין כי LM2596 הוא IC, והמודול הוא מעגל שנבנה סביב ה- IC כדי לגרום לו לפעול כממיר מתכוונן.

Pinout עבור מודול LM2596 הוא פשוט מאוד:

IN+ כאן אנו מחברים את החוט האדום מהסוללה (או ממקור החשמל), זהו VCC או VIN (4.5V - 40V)

IN- כאן אנו מחברים את החוט השחור מהסוללה (או ממקור החשמל), זהו הקרקע, GND או V--

OUT+ כאן אנו מחברים את המתח החיובי של מעגל חלוקת הכוח או רכיב המופעל

OUT- כאן אנו מחברים את הקרקע של מעגל חלוקת הכוח או רכיב המופעל

שלב 2: התאמת הפלט

זהו ממיר באק כלומר הוא יקח מתח גבוה יותר וימיר אותו למתח נמוך יותר. כדי להתאים את המתח עלינו לבצע מספר שלבים.

1. חבר את הממיר עם הסוללה או מקור חשמל אחר. דע כמה מתח הזנת בממיר.
2. הגדר את המולטימטר לקרוא את המתח וחבר אליו את פלט הממיר. עכשיו אתה כבר יכול לראות את המתח על הפלט.
3. כוונן את הגוזם (כאן 20k אוהם) בעזרת מברג זעיר עד שהמתח יוגדר ליציאה הרצויה. אל תהסס לסובב את הגוזם לשני הכיוונים כדי לקבל את התחושה כיצד לעבוד איתו. לפעמים כשאתה משתמש בממיר בפעם הראשונה תצטרך לסובב את בורג הגוזם 5-10 עיגולים מלאים כדי לגרום לו לפעול. שחק עם זה עד שתקבל את ההרגשה.
4. עכשיו כשהמתח מותאם כראוי, במקום המולטימטר חבר את המכשיר/המודול שאתה רוצה להפעיל.

בצעדים הבאים נרצה להראות לך כמה דוגמאות כיצד לייצר מתחים מסוימים ומתי להשתמש במתחים אלה. צעדים אלה המוצגים כאן משתמעים מעתה והלאה על כל הדוגמאות.

שלב 3: דירוג נוכחי

הדירוג הנוכחי של ה- IC LM2596 הוא 3 אמפר (זרם יציב), אבל אם בעצם תמשוך אותו 2 אמפר או יותר לפרק זמן ארוך הוא יתחמם ויישרף. כמו ברוב המכשירים גם כאן, עלינו לספק קירור מספיק כדי שיעבוד זמן רב ואמין.

כאן נרצה לצייר אנלוגיה למחשבי ה- PC והמעבד, כפי שרובכם כבר יודעים, החימום וההתרסקות של המחשב האישי שלכם, כדי לשפר את הביצועים שלהם אנו צריכים לשפר את הקירור שלהם, אנו יכולים להחליף את הקירור בפסיבי או אוויר טוב יותר. קריר יותר או הצג אפילו טוב יותר עם קירור נוזלי, זה אותו דבר עם כל רכיב אלקטרוני כמו של IC. אז כדי לשפר אותו נדביק מעליו צידנית קטנה (מחליף חום) וזה יפיץ באופן פסיבי את החום מה- IC לאוויר שמסביב.

התמונה למעלה מציגה שתי גרסאות של מודול LM2596.

הגרסה הראשונה היא ללא צידנית ואנו נשתמש בה אם הזרם היציב הוא מתחת ל -1.5 אמפר.

הגרסה השנייה היא עם הצידנית ואנו נשתמש בה אם הזרם היציב הוא מעל 1.5 אמפר.

שלב 4: הגנה על זרם גבוה

דבר נוסף שצריך לציין בעת עבודה עם מודולי כוח כמו ממירים הוא שהם יישרפו אם הזרם יעלה גבוה מדי. אני מאמין שכבר הבנת את זה מהשלב למעלה, אבל איך להגן על ה- IC מפני הזרם הגבוה?

כאן ברצוננו להציג מרכיב נוסף הפתיל. במקרה הספציפי הזה הממיר שלנו זקוק להגנה מפני 2 או 3 אמפר. אז ניקח, נניח נתיך 2 אמפר ונחבר אותו בהתאם לתמונות למעלה. זה יספק את ההגנה הדרושה ל- IC שלנו.

בתוך הנתיך יש חוט דק העשוי מחומר הנמס בטמפרטורות נמוכות, עובי החוט מותאם בקפידה במהלך הייצור כך שחוט התא יישבר (או לא ימוכר) אם הזרם יעלה על 2 אמפר. זה יעצור את זרימת הזרם והזרם הגבוה לא יוכל להגיע לממיר. כמובן שזה אומר שנצטרך להחליף את הנתיך (כי הוא נמס עכשיו) ולתקן את המעגל שניסה למשוך יותר מדי זרם.

אם אתה רוצה לדעת יותר על הנתיכים, עיין במדריך שלנו עליהם כאשר אנו משחררים אותו.

שלב 5: הפעלת מנוע 6V ובקר 5V ממקור יחיד

להלן דוגמה הכוללת את כל מה שהוזכר לעיל. נסכם הכל בשלבי החיווט:

1. חבר את סוללת 2S Li-Po (7.4V) עם נתיך 2A. זה יגן על המעגל הראשי שלנו מפני זרם גבוה.
2. כוונן את המתח ל -6 וולט כאשר המולטימטר מחובר ליציאה.
3. חבר את הקרקע ואת ה- VCC מהסוללה באמצעות מסופי הכניסה של הממיר.
4. חבר את הפלט החיובי עם ה- VIN על הארדואינו ועם החוט האדום על המיקרו סרוו SG90.
5. חבר את הפלט השלילי עם ה- GND על הארדואינו ואת החוט החום על המיקרו סרוו SG90.

כאן התאמנו את המתח ל- 6V והפעלנו את ה- Arduino Uno ואת ה- SG90. הסיבה מדוע נעשה זאת במקום להשתמש בפלט 5V של ה- Arduino Uno כדי לטעון את SG90 היא הפלט הקבוע שניתן על ידי הממיר, כמו גם זרם הפלט המוגבל שמגיע מהארדואינו, וגם אנחנו תמיד רוצים להפריד את כוח מנוע מכוח המעגל. כאן הדבר האחרון לא ממש מושג מכיוון שהוא מיותר עבור המנוע הזה, אך הממיר מספק לנו את האפשרות לעשות זאת.

כדי להבין יותר מדוע עדיף להניע את הרכיבים בצורה זו ולהפריד את המנועים מהבקרים, עיין במדריך שלנו בנושא סוללות כאשר הוא משוחרר.

שלב 6: הפעלת התקני 5V ו -3.3V ממקור יחיד

דוגמה זו מראה כיצד להשתמש ב- LM2596 להפעלת שני מכשירים עם שני סוגים שונים של מתח. ניתן לראות בבירור את החיווט מהתמונות. מה שעשינו כאן מוסבר בשלבים שלהלן.

1. חבר את סוללת האלקליין 9V (ניתן לרכוש בכל חנות מקומית) לכניסת הממיר.
2. כוונן את המתח ל- 5V וחבר את הפלט ללוח הלחם.
3. חבר את ה- 5V של הארדואינו למסוף החיובי בלוח הלחם, וחבר את הקרקע של הארדואינו ולוח הלחם.
4. המכשיר השני שמופעל כאן הוא משדר/מקלט אלחוטי nrf24, הוא דורש 3.3V, בדרך כלל תוכל להפעיל אותו ישירות מהארדואינו אבל הזרם שמגיע מהארדואינו בדרך כלל חלש מכדי לשדר אות רדיו יציב, אז נשתמש בממיר שלנו כדי להפעיל אותו.
5. לשם כך עלינו להשתמש במפריד מתח כדי להפחית את המתח מ- 5V ל -3.3V. זה נעשה על ידי חיבור ה- +5V של הממיר לנגד 2k אוהם, ונגד 1k Ohm לקרקע. מתח הטרמינל שבו הם נוגעים מצטמצם כעת ל -3.3V שבו אנו משתמשים לטעינת nrf24.

אם אתה רוצה לדעת יותר על הנגדים ועל מחיצות המתח, עיין במדריך שלנו בנושא כאשר הוא ישוחרר.

שלב 7: סיכום

ברצוננו לסכם את מה שהראינו כאן.

• השתמש ב- LM2596 כדי להמיר מתח מגבוה (4.5 - 40) לנמוך
• השתמש תמיד במולטימטר כדי לבדוק את רמת המתח ביציאה לפני חיבור התקנים/מודולים אחרים
• השתמש ב- LM2596 ללא גוף קירור (קירור) של 1.5 אמפר ומטה, ועם גוף קירור עד 3 אמפר
• השתמש בנתיך 2 אמפר או 3 אמפר להגנה על LM2596 אם אתה מניע מנועים ומושך זרמים בלתי צפויים
• באמצעות ממירים אתה מספק מתח יציב למעגלים שלך עם זרם מספיק בו תוכל להשתמש כדי לשלוט במנועים בצורה מהימנה, בדרך זו לא תהיה לך התנהגות מופחתת עם ירידת המתח של הסוללות לאורך זמן

שלב 8: דברים נוספים

אתה יכול להוריד את הדגמים בהם השתמשנו במדריך זה מחשבון GrabCAD שלנו:

דגמי רובוטרוניק של GrabCAD

אתה יכול לראות את ההדרכות האחרות שלנו בנושא Instructables:

מדריכים רובוטרוניק

אתה יכול גם לבדוק את ערוץ YouTube שעדיין נמצא בתהליך של פתיחה:

YouTube רובוטרוניק