V tej vadnici bomo razvili 5V vir spremenljive napetosti iz Arduino Uno. Za to bomo uporabili funkcijo ADC (analogna v digitalno pretvorbo) in PWM (modulacija širine impulza).
Nekateri digitalni elektronski moduli, kot je merilnik pospeška, delujejo na napetosti 3,3 V, nekateri pa na 2,2 V. Nekateri delajo celo na nižjih napetostih. S tem ne moremo dobiti regulatorja za vsakega od njih. Tu bomo naredili preprosto vezje, ki bo zagotavljalo napetost od 0 do 5 voltov pri ločljivosti 0,05 V. Tako lahko s tem natančno določimo napetost za druge module.
To vezje lahko zagotavlja tokove do 100 mA, zato lahko to napajalno enoto brez težav uporabljamo za večino modulov senzorjev. Ta izhod vezja lahko uporabite tudi za polnjenje baterij AA ali AAA. Z nameščenim zaslonom lahko zlahka opazimo nihanja moči v sistemu. Ta spremenljiva napajalna enota vsebuje gumbni vmesnik za programiranje napetosti. Delo in vezje so razloženi spodaj.
Strojna oprema: Arduino Uno, napajalnik (5v), kondenzator 100uF (2 kosa), gumb (2 kosa), upor 1KΩ (3 kosi), LCD 16 * 2 znaki, tranzistor 2N2222.
Programska oprema: Atmel studio 6.2 ali AURDINO ponoči.
Shema vezja in delovna razlaga
Vezje za spremenljivka napetost enoto z uporabo Arduino je prikazano na spodnji shemi.
Napetost na izhodu ni popolnoma linearna; bo hrupno. Za filtriranje hrupa so kondenzatorji nameščeni čez izhodne sponke, kot je prikazano na sliki. Dva gumba tukaj sta za povečanje in zmanjšanje napetosti. Zaslonska enota prikazuje napetost na priključkih OUTPUT.
Preden začnemo delati, moramo preučiti funkcije ADC in PWM Arduino UNO.
Tu bomo odvzeli napetost, ki jo zagotavlja priključek OUTPUT, in jo napotili v enega od ADC kanalov Arduino. Po pretvorbi bomo vzeli to DIGITALNO vrednost in jo povezali z napetostjo ter rezultat prikazali na zaslonu 16 * 2. Ta prikazana vrednost predstavlja spremenljivo vrednost napetosti.
ARDUINO ima šest ADC kanalov, kot je prikazano na sliki. V teh se lahko kateri koli ali vsi uporabljajo kot vhodi za analogno napetost. UNO ADC ima 10-bitno ločljivost (torej celoštevilčne vrednosti iz (0- (2 ^ 10) 1023)). To pomeni, da bo preslikal vhodne napetosti med 0 in 5 voltov v celoštevilčne vrednosti med 0 in 1023. Torej za vsako (5/1024 = 4,9 mV) na enoto.
Tu bomo uporabili A0 UNO.
|
Najprej imajo UNO ADC kanali privzeto referenčno vrednost 5V. To pomeni, da lahko damo maksimalno vhodno napetost 5V za pretvorbo ADC na katerem koli vhodnem kanalu. Ker nekateri senzorji zagotavljajo napetosti od 0-2,5V, dobimo z referenco 5V manjšo natančnost, zato imamo navodilo, ki nam omogoča spreminjanje te referenčne vrednosti. Torej za spremembo referenčne vrednosti imamo (“analogReference ();”) Za zdaj jo pustimo kot.
Privzeto dobimo največjo ločljivost ADC plošče, ki znaša 10 bitov, to ločljivost pa lahko spremenimo z uporabo navodil (“analogReadResolution (bitov);”). Ta sprememba ločljivosti je v nekaterih primerih lahko koristna. Za zdaj pustimo tako.
Če so zgornji pogoji nastavljeni na privzete, lahko iz ADC-ja kanala '0' beremo vrednost tako, da neposredno pokličemo funkcijo "analogRead (pin);", tukaj "pin" predstavlja pin, kamor smo povezali analogni signal, v tem primeru je to bi bila "A0".
Vrednost iz ADC lahko vzamemo v celo število kot „float VOLTAGEVALUE = analogRead (A0); ", Po tem navodilu se vrednost po ADC shrani v celo število" VOLTAGEVALUE ".
PWM UNO je mogoče doseči na katerem koli zatiču, ki je na plošči PCB simboliziran kot »~«. V UNO je šest kanalov PWM. Za svoj namen bomo uporabili PIN3.
analogWrite (3, VALUE); |
Iz zgornjega pogoja lahko signal PWM neposredno dobimo na ustreznem zatiču. Prvi parameter v oklepajih je za izbiro številke pina PWM signala. Drugi parameter je za zapisovanje razmerja dajatev.
Vrednost PWM UNO lahko spremenite od 0 do 255. Z “0” kot najnižjo na “255” kot najvišjo. Z 255 kot razmerjem dajatev bomo pri PIN3 dobili 5V. Če je razmerje dajatev podano kot 125, bomo pri PIN3 dobili 2,5 V
Kot že rečeno, sta na gumbi PIN4 in PIN5 UNO povezana dva gumba. Ob pritisku se bo vrednost razmerja PWM povečala. Ko pritisnete drugi gumb, se vrednost razmerja PWM zmanjša. Tako spreminjamo razmerje obratovanja signala PWM na PIN3.
Ta signal PWM na PIN3 se napaja na dno NPN tranzistorja. Ta tranzistor zagotavlja spremenljivo napetost na svojem oddajniku, medtem ko deluje kot preklopna naprava.
S spremenljivim delovnim razmerjem PWM na dnu bo na izhodu oddajnika spremenljiva napetost. S tem imamo pri roki spremenljiv napetostni vir.
Izhodna napetost se napaja v UNO ADC, da lahko uporabnik vidi izhodno napetost.