У цьому підручнику ми розробимо джерело змінної напруги 5 В від Arduino Uno. Для цього ми будемо використовувати функцію АЦП (аналого-цифрове перетворення) та ШІМ (модуляція ширини імпульсу).
Деякі цифрові електронні модулі, такі як акселерометр, працюють на напрузі 3,3 В, а деякі - на 2,2 В. Деякі навіть працюють на нижчих напругах. Завдяки цьому ми не можемо отримати регулятор для кожного з них. Отже, тут ми зробимо просту схему, яка забезпечить вихідну напругу від 0-5 вольт з роздільною здатністю 0,05 В. Таким чином, ми можемо точно подавати напругу для інших модулів.
Ця схема може подавати струм до 100 мА, тому ми можемо без проблем використовувати цей блок живлення для більшості модулів датчика. Цей вихідний сигнал схеми також може бути використаний для зарядки акумуляторів типу AA або AAA. З дисплеєм на місці ми можемо легко побачити коливання потужності в системі. Цей змінний блок живлення містить інтерфейс кнопки для програмування напруги. Нижче пояснено роботу та схему.
Апаратне забезпечення: Arduino Uno, блок живлення (5 В), конденсатор 100 мкФ (2 шт.), Кнопка (2 шт.), Резистор 1 кОм (3 шт.), РК-дисплей 16 * 2 символи, транзистор 2N2222.
Програмне забезпечення: Atmel studio 6.2 або AURDINO щоночі.
Принципова схема та робоче пояснення
Схема для блоку змінної напруги з використанням Arduino показано на діаграмі нижче.
Напруга на виході не повністю лінійна; це буде шумно. Для фільтрації шуму конденсатори розміщують через вихідні клеми, як показано на малюнку. Дві кнопки тут призначені для збільшення та зменшення напруги. На дисплеї відображається напруга на висновках ВИХІД.
Перш ніж приступити до роботи, нам слід вивчити функції АЦП та ШІМ Arduino UNO.
Тут ми збираємося взяти напругу, яка подається на терміналі OUTPUT, і подати її в один з каналів АЦП Arduino. Після перетворення ми візьмемо це ЦИФРОВЕ значення і зв’яжемо його з напругою і покажемо результат на дисплеї 16 * 2. Це значення на дисплеї представляє значення змінної напруги.
ARDUINO має шість каналів АЦП, як показано на малюнку. У них будь-який один або всі з них можуть бути використані як входи для аналогової напруги. АЦП UNO має 10-бітну роздільну здатність (тому цілі значення від (0- (2 ^ 10) 1023)). Це означає, що він відобразить вхідні напруги від 0 до 5 вольт у цілі значення від 0 до 1023. Отже, для кожного (5/1024 = 4,9 мВ) на одиницю.
Тут ми будемо використовувати A0 UNO.
|
Перш за все, канали АЦП UNO мають стандартне опорне значення 5 В. Це означає, що ми можемо дати максимальну вхідну напругу 5 В для перетворення АЦП на будь-якому вхідному каналі. Оскільки деякі датчики забезпечують напругу від 0-2,5 В, при еталонному напрузі 5 В ми отримуємо меншу точність, тому ми маємо інструкцію, яка дозволяє нам змінювати це контрольне значення. Тож для зміни опорного значення ми маємо (“analogReference ();”) Наразі ми залишаємо це як.
За замовчуванням ми отримуємо максимальну роздільну здатність АЦП на платі, яка становить 10 біт, цю роздільну здатність можна змінити за допомогою інструкції (“analogReadResolution (біти);”). Ця зміна дозволу може стати в нагоді в деяких випадках. Наразі ми залишаємо це як.
Тепер, якщо вищевказані умови встановлені за замовчуванням, ми можемо зчитувати значення з АЦП каналу '0', безпосередньо викликаючи функцію “analogRead (pin);”, тут “pin” представляє pin, куди ми підключили аналоговий сигнал, в даному випадку це буде "A0".
Значення з АЦП можна взяти у ціле число як “float VOLTAGEVALUE = analogRead (A0); ”, За цією інструкцією значення після АЦП зберігається у цілому числі“ VOLTAGEVALUE ”.
ШІМ UNO може бути досягнутий на будь-якому з контактів, символізованих як «~» на платі друкованої плати. В ООН є шість каналів ШІМ. Ми збираємось використовувати PIN3 для своєї мети.
|
analogWrite (3, VALUE); |
З вищевикладеної умови ми можемо безпосередньо отримати сигнал ШІМ на відповідному штифті. Першим параметром у дужках є вибір пін-номера ШІМ-сигналу. Другий параметр - для написання коефіцієнта мита.
Значення ШІМ UNO можна змінити від 0 до 255. З “0” якнайнижче до “255” як найвище. З коефіцієнтом оподаткування 255 ми отримаємо 5 В на PIN3. Якщо коефіцієнт мита подано як 125, ми отримаємо 2,5 В на PIN3
Як було сказано раніше, дві кнопки підключені до PIN4 та PIN5 UNO. На пресі значення коефіцієнта збору ШІМ збільшиться. При натисканні іншої кнопки значення коефіцієнта оподаткування ШІМ зменшується. Отже, ми змінюємо коефіцієнт подачі сигналу ШІМ на PIN3.
Цей ШІМ-сигнал на PIN3 подається на базу транзистора NPN. Цей транзистор забезпечує змінну напругу на своєму випромінювачі, виконуючи при цьому роль комутаційного пристрою.
Зі змінним коефіцієнтом напруги ШІМ в основі буде змінюватися напруга на виході емітера. З цим ми маємо під рукою джерело змінної напруги.
Вихід напруги подається до АЦП UNO, щоб користувач бачив вихідну напругу.