Paano Gumamit ng DC to DC Buck Converter LM2596: 8 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Ipapakita ng tutorial na ito kung paano gamitin ang LM2596 Buck Converter upang mapagana ang mga aparato na nangangailangan ng iba't ibang mga voltages. Ipapakita namin kung alin ang pinakamahusay na uri ng mga baterya na gagamitin sa converter at kung paano makakuha ng higit sa isang output mula sa converter (hindi direkta).

Ipapaliwanag namin kung bakit namin napili ang converter na ito at para sa anong uri ng mga proyekto ang magagamit namin ito.

Isang maliit na tala lamang bago kami magsimula: Kapag nagtatrabaho sa mga robot at electronics mangyaring huwag pansinin ang kahalagahan ng pamamahagi ng kuryente.

Ito ang aming unang tutorial sa aming serye sa Pamamahagi ng Lakas, naniniwala kami na ang Pamamahagi ng Power ay madalas na napapansin at ito ay isang malaking kadahilanan kung bakit maraming tao ang nawalan ng interes sa mga robot sa simula, halimbawa sinusunog nila ang kanilang mga sangkap at ayaw bumili. mga bagong sangkap mula sa takot na sunugin lamang muli, inaasahan namin na ang seryeng ito sa Pamamahagi ng Power ay makakatulong sa iyo na maunawaan kung paano mas mahusay na gagana ang kuryente.

Mga Pantustos:

1. LM2596 DC sa DC Converter
2. 9V Alkaline Battery
3. Arduino Uno
4. Jumper Wires
5. 2S Li-Po o Li-Ion Battery
6. 2A o 3A Fuse
7. Servo Motor SG90
8. Maliit na Breadboard

Hakbang 1: Pangkalahatang-ideya ng Pinout

Dito mo makikita kung paano ang hitsura ng LM2596 DC to DC Converter Module. Maaari mong mapansin na ang LM2596 ay isang IC, at ang module ay isang circuit build sa paligid ng IC upang ito ay gumana bilang isang adjustable converter.

Ang pinout para sa LM2596 module ay napaka-simple:

IN + Dito kinokonekta namin ang pulang kawad mula sa baterya (o ang pinagmulan ng kuryente), ito ang VCC o VIN (4.5V - 40V)

IN- Dito kinokonekta namin ang itim na kawad mula sa baterya (o ang mapagkukunan ng kuryente), ito ay ground, GND o V--

OUT + Dito kinokonekta namin ang positibong boltahe ng circuit ng pamamahagi ng kuryente o isang sangkap na pinapatakbo

OUT- Dito kinokonekta namin ang lupa ng circuit ng pamamahagi ng kuryente o isang sangkap na pinapatakbo

Hakbang 2: Pagsasaayos ng Output

Ito ay isang buck converter na nangangahulugang kukuha ito ng mas mataas na boltahe at i-convert ito sa mas mababang boltahe. Upang ayusin ang boltahe na kailangan nating gawin sa pares ng mga hakbang.

1. Ikonekta ang converter gamit ang baterya o iba pang mapagkukunan ng kuryente. Alamin kung magkano ang boltahe na iyong nai-input sa converter.
2. Itakda ang multimeter upang mabasa ang boltahe at ikonekta ang output ng converter dito. Ngayon ay makikita mo na ang boltahe sa output.
3. Ayusin ang trimmer (dito 20k Ohm) gamit ang isang maliit na distornilyador hanggang ang boltahe ay nakatakda sa nais na output. Huwag mag-atubiling buksan ang trimmer sa parehong direksyon upang makuha ang pakiramdam kung paano ito gagana. Minsan kapag ginamit mo ang converter sa kauna-unahang pagkakataon kailangan mong paikutin ang trimmer screw na 5-10 buong bilog upang gumana ito. I-play ito hanggang sa makuha mo ang pakiramdam.
4. Ngayon na ang boltahe ay naaangkop na nababagay, sa halip na ang multimeter ay ikonekta ang aparato / module na nais mong lakas.

Sa susunod na ilang mga hakbang na nais naming ipakita sa iyo ng ilang mga halimbawa sa kung paano makagawa ng ilang mga voltages at kung kailan gagamitin ang mga voltages na ito. Ang mga hakbang na ito na ipinakita dito ay mula ngayon na ipinahiwatig sa lahat ng mga halimbawa.

Hakbang 3: Kasalukuyang Rating

Ang kasalukuyang rating ng IC LM2596 ay 3 Amps (matatag na kasalukuyang), ngunit kung talagang hilahin mo ito 2 o higit pang mga Amps sa loob ng mahabang panahon mag-iinit ito at masunog. Tulad ng karamihan sa mga aparato dito kailangan din nating magbigay ng sapat na paglamig para sa ito upang gumana nang mahaba at mapagkakatiwalaan.

Dito nais naming gumuhit ng isang pagkakatulad sa mga PC at CPU's, tulad ng nalalaman ng karamihan sa iyo, ang pag-init at pag-crash ng iyong PC, upang mapabuti ang kanilang pagganap na kailangan namin upang mapabuti ang kanilang paglamig, maaari naming palitan ang paglamig ng isang mas mahusay na passive o hangin mas malamig o ipakilala nang mas mahusay sa likido na paglamig, pareho ang bagay sa bawat elektronikong sangkap tulad ng IC's. Kaya upang mapagbuti ito ay ididikit namin ang isang maliit na palamigan (heat exchanger) sa ibabaw nito at ito ay passively na ibabahagi ang init mula sa IC hanggang sa nakapalibot na hangin.

Ang imahe sa itaas ay nagpapakita ng dalawang bersyon ng module na LM2596.

Ang unang bersyon ay walang cooler at gagamitin namin ito kung ang matatag na kasalukuyang ay mas mababa sa 1.5 Amps.

Ang pangalawang bersyon ay kasama ang mas malamig at gagamitin namin ito kung ang matatag na kasalukuyang nasa itaas ng 1.5 Amps.

Hakbang 4: Mataas na Kasalukuyang Proteksyon

Ang isa pang bagay na banggitin kapag nagtatrabaho sa mga module ng kuryente tulad ng mga converter ay susunugin nila kung ang kasalukuyang napakataas. Naniniwala ako na naintindihan mo na mula sa hakbang sa itaas, ngunit kung paano protektahan ang IC mula sa mataas na kasalukuyang?

Dito nais naming ipakilala ang isa pang bahagi ng Fuse. Sa partikular na ito, ang aming converter ay nangangailangan ng proteksyon mula sa 2 o 3 Amps. Kaya kukuha kami, sabihin nating isang 2 Amp fuse at i-wire ito ayon sa mga imahe sa itaas. Magbibigay ito ng kinakailangang proteksyon para sa aming IC.

Sa loob ng Fuse mayroong isang manipis na kawad na gawa sa isang materyal na natutunaw sa mababang temperatura, ang kapal ng kawad ay maingat na nababagay sa panahon ng pagmamanupaktura upang ang thae wire ay masisira (o hindi naka-unsold) kung ang kasalukuyang napupunta sa itaas ng 2 Amps. Ititigil nito ang kasalukuyang daloy at ang mataas na kasalukuyang hindi makakapunta sa nagtatag. Siyempre nangangahulugan ito na kailangan nating palitan ang Fuse (sapagkat natunaw ito ngayon) at iwasto ang circuit na sumubok na gumuhit ng sobrang kasalukuyang.

Kung nais mong malaman ang tungkol sa mga piyus mangyaring sumangguni sa aming tutorial sa kanila kapag pinakawalan namin ito.

Hakbang 5: Pagpapatakbo ng 6V Motor at 5V Controller Mula sa Isang Nag-iisang Pinagmulan

Narito ang isang halimbawa na kasama ang lahat ng nabanggit sa itaas. Ibubuod namin ang lahat sa mga hakbang sa mga kable:

1. Ikonekta ang baterya ng 2S Li-Po (7.4V) gamit ang 2A fuse. Protektahan nito ang aming pangunahing circuit mula sa mataas na kasalukuyang.
2. Ayusin ang boltahe sa 6V na may koneksyon sa multimeter sa output.
3. Ikonekta ang lupa at ang VCC mula sa baterya gamit ang mga input terminal ng converter.
4. Ikonekta ang positibong output gamit ang VIN sa Arduino at sa pulang kawad sa micro servo SG90.
5. Ikonekta ang negatibong output sa GND sa Arduino at sa brown wire sa micro servo SG90.

Dito naayos namin ang boltahe sa 6V at pinalakas ang Arduino Uno at ang SG90. Ang dahilan kung bakit gagawin namin iyon sa halip na gamitin ang 5V output ng Arduino Uno upang singilin ang SG90 ay ang matatag na output na ibinigay ng converter, pati na rin ang limitadong kasalukuyang output na nagmumula sa Arduino, at lagi din naming nais na paghiwalayin ang lakas ng motor mula sa lakas ng circuit. Dito ang huling bagay ay hindi talaga nakamit dahil hindi kinakailangan para sa motor na ito, ngunit ang converter ay nagbibigay sa amin ng posibilidad na gawin iyon.

Upang maunawaan nang higit pa sa kung bakit mas mahusay na paganahin ang mga sangkap sa ganitong paraan at upang paghiwalayin ang mga motor mula sa mga tagakontrol mangyaring sumangguni sa aming tutorial sa mga baterya kapag ito ay inilabas.

Hakbang 6: Pagpapatakbo ng 5V at 3.3V Mga Device Mula sa Isang Nag-iisang Pinagmulan

Ipinapakita ng halimbawang ito kung paano gamitin ang LM2596 upang mapagana ang dalawang aparato na may dalawang magkakaibang uri ng voltages. Ang mga kable ay maaaring malinaw na nakikita mula sa mga imahe. Ang nagawa natin dito ay ipinaliwanag sa mga hakbang sa ibaba.

1. Ikonekta ang 9V Alkaline Battery (maaaring mabili sa anumang lokal na tindahan) sa input ng converter.
2. Ayusin ang boltahe sa 5V at ikonekta ang output sa breadboard.
3. Ikonekta ang 5V ng Arduino sa positibong terminal sa breadboard, at ikonekta ang mga bakuran ng Arduino at ang Breadboard.
4. Ang pangalawang aparato na pinapatakbo dito ay isang wireless transmitter / receiver nrf24, nangangailangan ito ng 3.3V, karaniwang maaari mo itong direktang i-power mula sa Arduino ngunit ang kasalukuyang nagmumula sa Arduino ay kadalasang masyadong mahina upang magpadala ng matatag na signal ng radyo, kaya gagamitin namin ang aming converter upang kapangyarihan ito.
5. Upang gawin iyon kailangan nating gumamit ng isang Voltage Divider upang mabawasan ang boltahe mula 5V hanggang 3.3V. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagkonekta sa + 5V ng converter sa 2k Ohm risistor, at 1k Ohm risistor sa lupa. Ang boltahe ng terminal kung saan sila hawakan ay nabawasan ngayon sa 3.3V na ginagamit namin upang singilin ang nrf24.

Kung nais mong malaman ang higit pa tungkol sa mga resistors at ang mga divider ng boltahe mangyaring sumangguni sa aming tutorial tungkol doon kapag ito ay inilabas.

Hakbang 7: Konklusyon

Nais naming buod sa ipinakita namin dito.

• Gumamit ng LM2596 upang mai-convert ang boltahe mula sa mataas (4.5 - 40) hanggang sa mababa
• Palaging gumamit ng isang Multimeter upang suriin ang antas ng boltahe sa output bago ikonekta ang iba pang mga aparato / module
• Gumamit ng LM2596 nang walang heat sink (cooler) para sa 1.5 Amps o mas mababa, at may heat sink hanggang sa 3 Amps
• Gumamit ng isang 2 Amp o 3 Amp Fuse upang maprotektahan ang LM2596 kung pinapagana mo ang mga motor na gumuhit ng hindi mahuhulaan na mga alon
• Ang paggamit ng mga converter ay nagbibigay ka ng matatag na boltahe sa iyong mga circuit na may sapat na kasalukuyang kung saan maaari mong gamitin upang mapagkakatiwalaan na makontrol ang mga motor, sa ganitong paraan hindi mo mabawasan ang pag-uugali sa pagbagsak ng boltahe ng mga baterya sa paglipas ng panahon

Hakbang 8: Dagdag na Bagay

Maaari mong i-download ang mga modelo na ginamit namin sa tutorial na ito mula sa aming GrabCAD account:

Mga Modelong GrabCAD Robottronic

Maaari mong makita ang aming iba pang mga tutorial sa Mga Tagubilin:

Mga Instruction na Robottronic

Maaari mo ring suriin ang Youtube channel na nasa proseso pa rin ng pagsisimula:

Youtube Robottronic