ఈ ప్రాజెక్ట్‌లో మేము 6 ఆంప్స్ గరిష్ట ప్రస్తుత సామర్థ్యంతో ఆర్డునో మరియు ఎన్-ఛానల్ మోస్ఫెట్ ఉపయోగించి బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్ చేయబోతున్నాం. మేము 12v DC ని 0 మరియు 10v DC మధ్య ఏదైనా విలువకు దిగబోతున్నాము. పొటెన్షియోమీటర్‌ను తిప్పడం ద్వారా అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ విలువను మనం నియంత్రించవచ్చు.
బక్ కన్వర్టర్ అనేది DC నుండి DC కన్వర్టర్, ఇది DC వోల్టేజ్ నుండి క్రిందికి వస్తుంది. ఇది ఒక తేడాతో ట్రాన్స్ఫార్మర్ లాగా ఉంటుంది; ట్రాన్స్ఫార్మర్ AC వోల్టేజ్ బక్ కన్వర్టర్ DC వోల్టేజ్ నుండి అడుగులు వేస్తుంది. బక్ కన్వర్టర్ యొక్క సామర్థ్యం ట్రాన్స్ఫార్మర్ కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.
బక్ కన్వర్టర్ యొక్క ముఖ్య భాగాలు మోస్ఫెట్; n- ఛానల్ లేదా పి-ఛానల్ మరియు హై ఫ్రీక్వెన్సీ స్క్వేర్ పల్స్ జనరేటర్ (టైమర్ IC లేదా మైక్రోకంట్రోలర్). ఆర్డునోను ఇక్కడ పల్స్ జనరేటర్‌గా ఉపయోగిస్తారు, 555 టైమర్ ఐసిని కూడా ఈ ప్రయోజనం కోసం ఉపయోగించవచ్చు. ఇక్కడ మేము ఈ బక్ కన్వర్టర్‌ను పొటెన్టోమీటర్‌తో DC- మోటార్ వేగాన్ని నియంత్రించడం ద్వారా ప్రదర్శించాము, మల్టీమీటర్ ఉపయోగించి వోల్టేజ్‌ను కూడా పరీక్షించాము. ఈ వ్యాసం చివర వీడియోను తనిఖీ చేయండి.
అవసరమైన భాగాలు:
- ఆర్డునో యునో
- IRF540N
- ఇండక్టర్ (100Uh)
- కెపాసిటర్ (100 యుఎఫ్)
- షాట్కీ డయోడ్
- పొటెన్టోమీటర్
- 10 కె, 100ohm రెసిస్టర్
- లోడ్ చేయండి
- 12v బ్యాటరీ
సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం మరియు కనెక్షన్లు:
DC-DC బక్ కన్వర్టర్ కోసం పైన సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రంలో చూపిన విధంగా కనెక్షన్‌లను చేయండి.
- ఇండక్టర్ యొక్క ఒక టెర్మినల్‌ను మోస్ఫెట్ మూలానికి, మరొకటి 1 కె రెసిస్టర్‌తో సిరీస్‌లో LED కి కనెక్ట్ చేయండి. ఈ అమరికకు సమాంతరంగా లోడ్ కనెక్ట్ చేయబడింది.
- గేట్ మరియు మూలం మధ్య 10 కె రెసిస్టర్‌ను కనెక్ట్ చేయండి.
- లోడ్ చేయడానికి సమాంతరంగా కెపాసిటర్‌ను కనెక్ట్ చేయండి.
- బ్యాటరీ యొక్క సానుకూల టెర్మినల్‌ను హరించడానికి మరియు కెపాసిటర్ యొక్క ప్రతికూల టెర్మినల్‌కు ప్రతికూలంగా కనెక్ట్ చేయండి.
- డయోడ్ యొక్క p టెర్మినల్‌ను బ్యాటరీ యొక్క ప్రతికూలంగా మరియు n టెర్మినల్‌ను నేరుగా మూలానికి కనెక్ట్ చేయండి.
- ఆర్డునో యొక్క పిడబ్ల్యుఎం పిన్ మోస్ఫెట్ గేటుకు వెళుతుంది
- Arduino యొక్క GND పిన్ మోస్ఫెట్ యొక్క మూలానికి వెళుతుంది. దాన్ని అక్కడ కనెక్ట్ చేయండి లేదా సర్క్యూట్ పనిచేయదు.
- పొటెన్షియోమీటర్ యొక్క విపరీతమైన టెర్మినల్స్ వరుసగా 5 వి పిన్ మరియు ఆర్డునో యొక్క జిఎన్డి పిన్‌తో కనెక్ట్ చేయండి. వైపర్ టెర్మినల్ నుండి అనలాగ్ పిన్ A1.
Arduino యొక్క ఫంక్షన్:
ఇప్పటికే వివరించినట్లుగా, ఆర్డునో గడియారపు పప్పులను MOSFET యొక్క స్థావరానికి పంపుతుంది. ఈ గడియారపు పప్పుల యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ సుమారు. 65 ఖ్జ్. ఇది మోస్ఫెట్ యొక్క వేగవంతమైన మార్పిడికి కారణమవుతుంది మరియు మేము సగటు వోల్టేజ్ విలువను పొందుతాము. మీరు ఆర్డునోలో ADC మరియు PWM గురించి నేర్చుకోవాలి, ఇది ఆర్డునో చేత అధిక పౌన frequency పున్య పప్పులను ఎలా ఉత్పత్తి చేస్తుందో మీకు తెలుస్తుంది:
- పిడబ్ల్యుఎం ఉపయోగించి ఆర్డునో బేస్డ్ ఎల్ఈడి డిమ్మర్
- Arduino Uno లో ADC ని ఎలా ఉపయోగించాలి?
మోస్ఫెట్ యొక్క ఫంక్షన్:
మోస్ఫెట్ రెండు ప్రయోజనాల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది:
- అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క అధిక వేగ మార్పిడి కోసం.
- వేడి తక్కువ వెదజల్లడంతో అధిక విద్యుత్తును అందించడానికి.
ప్రేరక పనితీరు:
మోస్ఫెట్‌ను దెబ్బతీసే వోల్టేజ్ స్పైక్‌లను నియంత్రించడానికి ఇండక్టర్ ఉపయోగించబడుతుంది. మోస్ఫెట్ ఆన్‌లో ఉన్నప్పుడు ఇండక్టర్ శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది మరియు మోస్ఫెట్ ఆఫ్‌లో ఉన్నప్పుడు ఈ నిల్వ చేసిన శక్తిని విడుదల చేస్తుంది. పౌన frequency పున్యం చాలా ఎక్కువగా ఉన్నందున, ఈ ప్రయోజనం కోసం అవసరమైన ఇండక్టెన్స్ విలువ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది (100uH చుట్టూ).
షాట్కీ డయోడ్ యొక్క పనితీరు:
మోస్ఫెట్ స్విచ్ ఆఫ్ చేయబడినప్పుడు షాట్కీ డయోడ్ కరెంట్ యొక్క లూప్‌ను పూర్తి చేస్తుంది మరియు తద్వారా లోడ్ చేయడానికి కరెంట్ సజావుగా సరఫరా అవుతుంది. ఇది కాకుండా, షాట్కీ డయోడ్ చాలా తక్కువ వేడిని వెదజల్లుతుంది మరియు సాధారణ డయోడ్ల కంటే అధిక పౌన frequency పున్యంలో బాగా పనిచేస్తుంది.
LED యొక్క పనితీరు: LED యొక్క
ప్రకాశం లోడ్ అంతటా స్టెప్ డౌన్ వోల్టేజ్‌ను సూచిస్తుంది. మేము పొటెన్టోమీటర్‌ను తిప్పినప్పుడు, LED యొక్క ప్రకాశం మారుతుంది.
పొటెన్షియోమీటర్ యొక్క పనితీరు:
పొటెన్షియోమీటర్ యొక్క వైపర్ టెర్మినల్ వేరే స్థానానికి విసిరినప్పుడు, దాని మధ్య మరియు భూమి మార్పుల మధ్య వోల్టేజ్, ఇది ఆర్డునో యొక్క పిన్ A1 ద్వారా పొందిన అనలాగ్ విలువను మారుస్తుంది. ఈ క్రొత్త విలువ 0 మరియు 255 మధ్య మ్యాప్ చేయబడి, పిడబ్ల్యుఎమ్ కోసం ఆర్డునో యొక్క పిన్ 6 కి ఇవ్వబడుతుంది.
** కెపాసిటర్ లోడ్ చేయడానికి ఇచ్చిన వోల్టేజ్ ను సున్నితంగా చేస్తుంది.
గేట్ మరియు మూలం మధ్య రెసిస్టర్ ఎందుకు?
MOSFET యొక్క గేట్ వద్ద స్వల్పంగా శబ్దం కూడా దీన్ని ఆన్ చేయగలదు, అందువల్ల ఇది జరగకుండా నిరోధించడానికి గేట్ మరియు మూలం మధ్య అధిక విలువ నిరోధకతను కనెక్ట్ చేయమని ఎల్లప్పుడూ సలహా ఇస్తారు.
కోడ్ వివరణ:
అధిక ఫ్రీక్వెన్సీ పప్పులను ఉత్పత్తి చేయడానికి పూర్తి ఆర్డునో కోడ్ క్రింది కోడ్ విభాగంలో ఇవ్వబడింది.
కోడ్ సరళమైనది మరియు స్వీయ వివరణాత్మకమైనది, కాబట్టి ఇక్కడ మేము కోడ్ యొక్క కొన్ని భాగాలను మాత్రమే వివరించాము.
Arduino యొక్క అనలాగ్ పిన్ A0 నుండి స్వీకరించబడిన అనలాగ్ విలువను వేరియబుల్ x కేటాయించింది
x = అనలాగ్ రీడ్ (A1);
వేరియబుల్ w కు 0 మరియు 255 మధ్య ఉన్న మ్యాప్డ్ విలువ కేటాయించబడుతుంది. ఇక్కడ Arduino యొక్క ADC విలువలు Arduino లో మ్యాప్ ఫంక్షన్ ఉపయోగించి 2 నుండి 255 వరకు మ్యాప్ చేయబడతాయి.
w = మ్యాప్ (x, 0,1023,0,255);
పిన్ 6 కోసం PWM యొక్క సాధారణ పౌన frequency పున్యం సుమారు 1khz. ఈ ఫ్రీక్వెన్సీ బక్ కన్వర్టర్ వంటి ప్రయోజనాలకు తగినది కాదు. అందువల్ల ఈ ఫ్రీక్వెన్సీని చాలా ఎక్కువ స్థాయికి పెంచాలి. శూన్య సెటప్‌లో ఒక లైన్ కోడ్‌ను ఉపయోగించి దీనిని సాధించవచ్చు:
TCCR0B = TCCR0B & B11111000 - B00000001; // pwm యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీని 65 KHZ కు మార్చండి.
DC-DC బక్ కన్వర్టర్ యొక్క పని:
సర్క్యూట్ ఆన్ చేసినప్పుడు, మోస్ఫెట్ 65 khz పౌన frequency పున్యంతో ఆన్ మరియు ఆఫ్ అవుతుంది. ఇది మోస్ఫెట్ ఆన్‌లో ఉన్నప్పుడు ప్రేరక శక్తిని నిల్వ చేస్తుంది మరియు మోస్ఫెట్ స్విచ్ ఆఫ్ చేసినప్పుడు ఈ నిల్వ శక్తిని లోడ్ చేస్తుంది. ఇది చాలా ఎక్కువ పౌన frequency పున్యంలో జరుగుతుంది కాబట్టి, 5v టెర్మినల్‌కు సంబంధించి పొటెన్షియోమీటర్ యొక్క వైపర్ టెర్మినల్ యొక్క స్థానాన్ని బట్టి పల్సెడ్ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క సగటు విలువను మేము పొందుతాము. మరియు వైపర్ టెర్మినల్ మరియు గ్రౌండ్ మధ్య ఈ వోల్టేజ్ పెరిగేకొద్దీ pwm పిన్ నెం. ఆర్డునో యొక్క 6.
ఈ మ్యాప్డ్ విలువ 200 అని చెప్పండి. అప్పుడు పిన్ 6 లోని పిడబ్ల్యుఎం వోల్టేజ్ ఇక్కడ ఉంటుంది: = 3.921 వోల్ట్లు
మరియు MOSFET వోల్టేజ్ ఆధారిత పరికరం కాబట్టి, ఈ pwm వోల్టేజ్ చివరికి లోడ్ అంతటా వోల్టేజ్‌ను నిర్ణయిస్తుంది.
ఇక్కడ మేము ఈ బక్ కన్వర్టర్‌ను DC-Motor ను తిప్పడం ద్వారా మరియు మల్టీమీటర్‌లో ప్రదర్శించాము, క్రింద ఉన్న వీడియోను తనిఖీ చేయండి. మేము పొటెన్టోమీటర్‌తో మోటారు వేగాన్ని నియంత్రించాము మరియు పొటెన్టోమీటర్‌తో LED యొక్క ప్రకాశాన్ని నియంత్రించాము.