Tässä opetusohjelmassa kehitämme 5 V: n vaihtelevan jännitteen lähteen Arduino Unolta. Tätä varten aiomme käyttää ADC (analoginen digitaalimuunnos) ja PWM (pulssinleveyden modulaatio) -ominaisuutta.
Jotkut digitaaliset elektroniset moduulit, kuten kiihtyvyysanturi, toimivat jännitteellä 3,3 V ja jotkut 2,2 V: n jännitteellä. Jotkut työskentelevät jopa pienemmillä jännitteillä. Tämän avulla emme voi saada sääntelyvirtaa jokaiselle heistä. Joten tässä teemme yksinkertaisen piirin, joka tuottaa jännitteen 0-5 volttia tarkkuudella 0,05 V. Joten tällä voimme tarjota jännitteet tarkasti muille moduuleille.
Tämä piiri voi tuottaa jopa 100 mA: n virtoja, joten voimme käyttää tätä tehoyksikköä suurimmalle osalle anturimoduuleista ilman ongelmia. Tätä piirilähtöä voidaan käyttää myös ladattavien AA- tai AAA-paristojen lataamiseen. Näytön ollessa paikallaan voimme helposti nähdä järjestelmän tehon vaihtelut. Tämä vaihteleva virtalähde sisältää painikeliitännän jännitteen ohjelmointia varten. Toiminta ja piiri selitetään alla.
Laitteisto: Arduino Uno, virtalähde (5v), 100uF kondensaattori (2 kpl), painike (2 kpl), 1KΩ vastus (3 kpl), 16 * 2 merkin LCD, 2N2222 transistori.
Ohjelmisto: Atmel studio 6.2 tai AURDINO iltaisin.
Piirikaavio ja selitys työstä
Piiri muuttuva jännite kö arduino on esitetty alla kaaviossa.
Lähtöjännite ei ole täysin lineaarinen; se on meluisa. Suodattamiseksi kohinakondensaattorit sijoitetaan lähtöliittimien yli kuvan osoittamalla tavalla. Nämä kaksi painiketta ovat jännitteen lisäystä ja vähentämistä varten. Näyttöyksikkö näyttää jännitteen OUTPUT-liittimissä.
Ennen työskentelyä meidän on tutkittava Arduino UNO: n ADC- ja PWM-ominaisuuksia.
Täällä aiomme ottaa OUTPUT-liitännässä olevan jännitteen ja syöttää sen yhteen Arduinon ADC-kanavista. Muunnoksen jälkeen otamme DIGITAL-arvon ja suhteutamme sen jännitteeseen ja näytämme tuloksen 16 * 2 -näytössä. Tämä näytöllä oleva arvo edustaa muuttuvaa jännitearvoa.
ARDUINOlla on kuusi ADC-kanavaa, kuten kuvassa näkyy. Niissä yhtä tai kaikkia niistä voidaan käyttää analogisen jännitteen tuloina. UNO ADC: n resoluutio on 10 bittiä (joten kokonaislukuarvot ((0- (2 ^ 10) 1023)). Tämä tarkoittaa, että se kartoittaa 0 - 5 voltin syöttöjännitteet kokonaislukuiksi välillä 0 - 1023. Joten jokaiselle (5/1024 = 4,9 mV) yksikköä kohti.
Täällä aiomme käyttää UNO: n A0: ta.
|
Ensinnäkin UNO ADC -kanavien oletusarvo on 5 V. Tämä tarkoittaa, että voimme antaa enimmäisjännitteen 5 V ADC-muunnokselle missä tahansa tulokanavassa. Koska jotkut anturit tarjoavat jännitteitä 0-2,5 V, 5 V: n referenssillä saamme vähemmän tarkkuutta, joten meillä on ohje, jonka avulla voimme muuttaa tätä vertailuarvoa. Joten referenssiarvon muuttamiseksi meillä on ("analogReference ();") Tällä hetkellä jätämme sen arvoksi.
Oletuksena saamme levyn ADC-enimmäistarkkuuden, joka on 10 bittiä, tätä resoluutiota voidaan muuttaa käskyllä ("analogReadResolution (bits);"). Tämä resoluution muutos voi olla hyödyllinen joissakin tapauksissa. Toistaiseksi jätämme sen.
Jos edellä mainitut ehdot on asetettu oletusarvoiksi, voimme lukea arvon kanavan '0' ADC: stä kutsumalla suoraan toimintoon "analogRead (pin);", tässä "pin" edustaa nastaa, johon liitimme analogisen signaalin, tässä tapauksessa se olisi "A0".
ADC: n arvo voidaan ottaa kokonaislukuksi muodossa ”float VOLTAGEVALUE = analogRead (A0); ”, Tällä ohjeella arvo ADC: n jälkeen tallennetaan kokonaislukuun” VOLTAGEVALUE ”.
UNO: n PWM voidaan saavuttaa millä tahansa nastalla, jota PCB-piirilevyllä on symboli "~". UNO: ssa on kuusi PWM-kanavaa. Aiomme käyttää PIN3: ta tarkoitukseen.
analogWrite (3, ARVO); |
Yllä olevasta ehdosta voimme saada PWM-signaalin suoraan vastaavaan tapiin. Suluissa ensimmäinen parametri on PWM-signaalin pin-numeron valitseminen. Toinen parametri on kirjoitussuhde.
UNO: n PWM-arvo voidaan muuttaa arvosta 0 arvoon 255. Kun ”0” on pienin ja ”255” on korkein. Kun käyttösuhde on 255, saamme 5 V PIN3: lla. Jos käyttöaste on 125, saamme 2,5 V PIN3: lla
Kuten aiemmin mainittiin, UNO: n PIN4: ään ja PIN5: ään on kytketty kaksi painiketta. Painalluksella PWM: n käyttöaste nousee. Kun muuta painiketta painetaan, PWM: n käyttöaste pienenee. Joten vaihdamme PWM-signaalin käyttöastetta PIN3: ssä.
Tämä PIN3: lla oleva PWM-signaali syötetään NPN-transistorin kantaan. Tämä transistori tarjoaa vaihtelevan jännitteen emitterissään samalla kun se toimii kytkinlaitteena.
Kun muuttuvan käyttösuhteen PWM on tukiasemassa, emitterilähdössä on vaihteleva jännite. Tämän ansiosta meillä on käsillä vaihteleva jännitelähde.
Jännitelähtö syötetään UNO ADC: lle, jotta käyttäjä voi nähdä jännitelähdön.