U ovom uputstvu ćemo razviti 5V izvor promjenjivog napona iz Arduino Uno-a. Za to ćemo koristiti značajku ADC (analogna u digitalnu konverziju) i PWM (modulacija širine impulsa).
Neki digitalni elektronički moduli poput akcelerometra rade na naponu 3,3 V, a neki na 2,2 V. Neki rade i na nižim naponima. Ovim ne možemo dobiti regulatora za svakog od njih. Dakle, ovdje ćemo napraviti jednostavan sklop koji će osigurati izlazni napon od 0-5 volti pri rezoluciji 0,05V. Dakle, s ovim možemo precizno osigurati napon za ostale module.
Ovaj krug može pružiti struje do 100 mA, tako da ovu jedinicu napajanja možemo koristiti za većinu modula senzora bez ikakvih problema. Ovaj izlaz kruga također se može koristiti za punjenje AA ili AAA punjivih baterija. S postavljenim zaslonom lako možemo vidjeti oscilacije snage u sustavu. Ova promjenjiva jedinica napajanja sadrži sučelje tipke za programiranje napona. Rad i sklop su objašnjeni u nastavku.
Hardver: Arduino Uno, napajanje (5v), kondenzator 100uF (2 komada), gumb (2 komada), otpor 1KΩ (3 komada), LCD s 16 znakova s 2 znaka, tranzistor 2N2222.
Softver: Atmel studio 6.2 ili AURDINO svake noći.
Kružni dijagram i radno objašnjenje
Sklop za jedinicu promjenjivog napona pomoću arduina prikazan je na donjem dijagramu.
Napon na izlazu nije potpuno linearan; bit će bučna. Za filtriranje kondenzatori buke postavljaju se preko izlaznih stezaljki kao što je prikazano na slici. Dva gumba ovdje služe za povećanje i smanjenje napona. Jedinica zaslona prikazuje napon na izlaznim stezaljkama.
Prije odlaska na posao moramo pogledati značajke ADC-a i PWM-a Arduino UNO.
Ovdje ćemo uzeti napon predan na izlazu i napojiti ga u jedan od ADC kanala Arduina. Nakon pretvorbe uzet ćemo tu DIGITALNU vrijednost i mi ćemo je povezati s naponom i prikazati rezultat na zaslonu 16 * 2. Ova prikazana vrijednost predstavlja promjenljivu vrijednost napona.
ARDUINO ima šest ADC kanala, kao što je prikazano na slici. U njima se bilo koji ili jedan od njih mogu koristiti kao ulazi za analogni napon. UNO ADC ima 10-bitnu razlučivost (dakle, cjelobrojne vrijednosti iz (0- (2 ^ 10) 1023)). To znači da će preslikati ulazne napone između 0 i 5 volti u cjelobrojne vrijednosti između 0 i 1023. Dakle, za svaki (5/1024 = 4,9 mV) po jedinici.
Ovdje ćemo koristiti A0 UNO-a.
|
Prije svega UNO ADC kanali imaju zadanu referentnu vrijednost od 5V. To znači da možemo dati maksimalni ulazni napon od 5V za ADC pretvorbu na bilo kojem ulaznom kanalu. Budući da neki senzori pružaju napone od 0-2,5V, s referencom od 5V dobivamo manju točnost, pa imamo uputu koja nam omogućuje promjenu ove referentne vrijednosti. Dakle, za promjenu referentne vrijednosti imamo (“analogReference ();”) Za sada je ostavljamo kao.
Prema zadanim postavkama dobivamo maksimalnu razlučivost ADC ploče, koja iznosi 10 bita, ova se razlučivost može mijenjati pomoću uputa („analogReadResolution (bitovi);“). Ova promjena rezolucije može dobro doći u nekim slučajevima. Za sada to ostavljamo kao.
Ako su gornji uvjeti postavljeni na zadane, možemo očitati vrijednost iz ADC-a kanala '0' izravnim pozivom funkcije "analogRead (pin);", ovdje "pin" predstavlja pin na koji smo spojili analogni signal, u ovom slučaju to je bio bi "A0".
Vrijednost iz ADC-a može se uzeti u cijeli broj kao „float VOLTAGEVALUE = analogRead (A0); ", Ovom se uputom vrijednost nakon ADC-a sprema u cijeli broj" VOLTAGEVALUE ".
PWM UNO-a može se postići na bilo kojem od pinova simboliziranih kao "~" na ploči PCB-a. U UNO postoji šest PWM kanala. U našu svrhu upotrijebit ćemo PIN3.
|
analogWrite (3, VRIJEDNOST); |
Iz gornjeg stanja možemo izravno dobiti PWM signal na odgovarajućem pinu. Prvi parametar u zagradama je za odabir broja pina PWM signala. Drugi parametar je za upisivanje omjera davanja.
Vrijednost PWM-a UNO može se mijenjati od 0 do 255. S "0" najniža na "255" najviša. Sa 255 kao omjer radne snage dobit ćemo 5V na PIN3. Ako je omjer radne snage naveden kao 125, dobit ćemo 2,5 V na PIN3
Kao što je ranije rečeno, dva su gumba povezana s PIN4 i PIN5 UNO-a. Na pritisku će se povećati vrijednost omjera PWM. Kada se pritisne druga tipka, vrijednost omjera radne snage PWM se smanjuje. Dakle, mijenjamo omjer radne snage PWM signala na PIN3.
Ovaj PWM signal na PIN3 dovodi se na bazu NPN tranzistora. Ovaj tranzistor daje promjenjivi napon na svom emiteru, dok djeluje kao sklopni uređaj.
S promjenjivim omjerom radne snage PWM u osnovi bit će promjenjivi napon na izlazu emitera. Uz ovo imamo pri ruci izvor promjenjivog napona.
Izlaz napona dovodi se na UNO ADC, da bi korisnik mogao vidjeti napon napona.