Zaloguj się
Wszystkie
21 kwietnia 2023
442
Celem zaprezentowanego projektu było skonstruowanie regulowanego obciążenia prądu stałego, które będzie kontrolowane przez moduł Arduino Nano z podłączonym wyświetlaczem LCD i enkoderem obrotowym. Finalne rozwiązanie oferuje tryby pracy przy stałym prądzie i stałej mocy, może współpracować ze źródłami o napięciu do 30 V i z prądem do 20 A, jeśli zastosowany radiator będzie w stanie rozproszyć taką ilość mocy.
W artykule zaprezentowano, krok po kroku, jak zbudować urządzenie tego rodzaju. Na stronie źródłowej jest dostępny film obrazujący działanie i budowę układu, który warto obejrzeć, jeśli opis i zamieszczone tu schematy nie będą wystarczająco jasno opisywały wszystkich etapów konstrukcji urządzenia.
Potrzebne elementy
Do budowy układu potrzebne będą następujące elementy:
- moduł Arduino Nano,
- wyświetlacz LCD 16×2 z interfejsem I²C,
- enkoder obrotowy,
- sterownik MOSFET TC4420,
- tranzystor MOSFET IRFZ44N,
- sensor prądu ACS712,
- uchwyt bezpiecznika,
- bezpiecznik 20 A,
- złącza do podłączania obciążenia, np. gniazda bananowe.
Schemat układu
Konstrukcja elektroniczna układu jest bardzo prosta. Centralnym elementem układu jest, oczywiście, moduł Arduino, który steruje wszystkimi podzespołami. Do Arduino podłączone są elementy interfejsu użytkownika – wyświetlacz LCD (U4) oraz enkoder obrotowy (U5).
Wyświetlacz podłączony jest za pomocą interfejsu I²C, co pozwala zaoszczędzić liczbę potrzebnych pinów mikrokontrolera. Wymagane są tylko dwie linie sygnałowe – SDA (danych) oraz SCL (zegara). Jeśli nie będziemy w stanie pozyskać takiego wyświetlacza, to moduł Arduino, zastosowany w tym projekcie ma dostateczną liczbę linii GPIO, aby wysterować interfejs LCD z klasycznym interfejsem równoległym i sterownikiem HD44780 z interfejsem 4- lub 8-bitowym. Do kontrolowania urządzenia służy pojedynczy enkoder obrotowy, który jest podłączony do mikrokontrolera. W enkoderze znajduje się również przycisk, który został podłączony osobną linią do Arduino.
W torze sygnałowym obciążenia znajdują się trzy elementy, umieszczone pomiędzy linią VCC, a masą układu. Rozpoczynając od dodatniego bieguna zasilania, prąd przechodzi przez układ ACS712, a następnie przez tranzystor Q1 i bezpiecznik F1. Sensor ACS712 firmy Allegro to w pełni zintegrowany sensor do pomiaru prądu, który bazuje na czujniku Halla. Układ ten mierzy płynący prąd poprzez pomiar pola magnetycznego wokół przewodnika (znajdującego się we wnętrzu obudowy scalonego sensora), co gwarantuje niską rezystancję elementu pomiarowego (niski spadek napięcia, a co za tym idzie niewielkie straty mocy) oraz izolację galwaniczną pomiędzy układem pomiarowym, a torem prądu. Układ ten ma wyjście analogowe, które podłączone jest do wejścia przetwornika analogowo-cyfrowego modułu Arduino.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
