DC - DC Buck Dönüştürücü LM2596 Nasıl Kullanılır: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Bu eğitim, farklı voltaj gerektiren cihazları çalıştırmak için LM2596 Buck Converter'ın nasıl kullanılacağını gösterecektir. Dönüştürücü ile kullanılacak en iyi pil türlerinin hangileri olduğunu ve dönüştürücüden (dolaylı olarak) birden fazla çıktının nasıl alınacağını göstereceğiz.

Bu dönüştürücüyü neden seçtiğimizi ve ne tür projeler için kullanabileceğimizi açıklayacağız.

Başlamadan önce küçük bir not: Robotik ve elektronik ile çalışırken lütfen güç dağıtımının önemini gözden kaçırmayın.

Bu, Güç Dağıtımı serimizdeki ilk eğitimimiz, Güç Dağıtımının genellikle göz ardı edildiğine ve birçok insanın başlangıçta robotiklere olan ilgisini kaybetmesinin büyük bir nedeninin bu olduğuna inanıyoruz, örneğin bileşenlerini yakıyorlar ve satın almak istemiyorlar Yeni bileşenleri yeniden yakma korkusundan dolayı, Güç Dağıtımı hakkındaki bu serinin elektrikle nasıl daha iyi çalışabileceğinizi anlamanıza yardımcı olacağını umuyoruz.

Gereçler:

1. LM2596 DC'den DC'ye Dönüştürücü
2. 9V Alkalin Pil
3. Arduino Uno'su
4. Jumper Telleri
5. 2S Li-Po veya Li-İyon Pil
6. 2A veya 3A Sigorta
7. Servo Motor SG90
8. Küçük Ekmek Tahtası

1. Adım: Pinout'a Genel Bakış

Burada LM2596 DC - DC Dönüştürücü Modülünün nasıl göründüğünü görebilirsiniz. LM2596'nın bir IC olduğunu ve modülün, ayarlanabilir bir dönüştürücü olarak çalışmasını sağlamak için IC etrafında inşa edilmiş bir devre olduğunu fark edebilirsiniz.

LM2596 modülü için pin çıkışı çok basittir:

IN+ Burada pilden (veya güç kaynağından) gelen kırmızı kabloyu bağlarız, bu VCC veya VIN'dir (4,5V - 40V)

IN- Burada siyah kabloyu pilden (veya güç kaynağından) bağlarız, bu toprak, GND veya V--

OUT+ Burada, güç dağıtım devresinin pozitif voltajını veya güç verilen bir bileşeni bağlarız.

ÇIKIŞ- Burada güç dağıtım devresinin toprağını veya güç verilen bir bileşeni bağlarız.

Adım 2: Çıktıyı Ayarlama

Bu, daha yüksek voltaj alacağı ve daha düşük voltaja dönüştüreceği anlamına gelen bir dönüştürücüdür. Voltajı ayarlamak için birkaç adım yapmalıyız.

1. Dönüştürücüyü pil veya başka bir güç kaynağına bağlayın. Dönüştürücüye ne kadar voltaj girdiğinizi bilin.
2. Voltajı okumak ve dönüştürücünün çıkışını ona bağlamak için multimetreyi ayarlayın. Artık çıkıştaki voltajı zaten görebilirsiniz.
3. Voltaj istenen çıkışa ayarlanana kadar düzelticiyi (burada 20k Ohm) küçük bir tornavidayla ayarlayın. Onunla nasıl çalışacağınızı hissetmek için düzelticiyi her iki yönde çevirmekten çekinmeyin. Bazen dönüştürücüyü ilk kez kullandığınızda, çalışmasını sağlamak için düzeltici vidayı 5-10 tam daire döndürmeniz gerekir. Hissedinceye kadar onunla oynayın.
4. Artık voltaj uygun şekilde ayarlandığına göre, multimetre yerine güç vermek istediğiniz cihazı/modülü bağlayın.

Sonraki birkaç adımda, belirli voltajların nasıl üretileceği ve bu voltajların ne zaman kullanılacağı hakkında size birkaç örnek göstermek istiyoruz. Burada gösterilen bu adımlar, bundan böyle tüm örneklerde ima edilmektedir.

3. Adım: Mevcut Derecelendirme

IC LM2596'nın mevcut değeri 3 Amperdir (sabit akım), ancak gerçekten uzun bir süre boyunca 2 veya daha fazla Amper çekerseniz ısınır ve yanar. Buradaki cihazların çoğunda olduğu gibi, uzun ve güvenilir bir şekilde çalışması için yeterli soğutmayı da sağlamamız gerekiyor.

Burada çoğunuzun bildiği gibi PC'ler ve CPU'larla bir benzetme yapmak istiyoruz, PC'nizin ısınması ve çökmesi, performanslarını artırmak için soğutmalarını iyileştirmemiz gerekiyor, soğutmayı daha iyi bir pasif veya hava ile değiştirebiliriz daha serin veya sıvı soğutma ile daha da iyi tanıtın, IC'ler gibi her elektronik bileşenle aynı şey. Bunu iyileştirmek için üstüne küçük bir soğutucu (ısı eşanjörü) yapıştıracağız ve bu, ısıyı IC'den çevreleyen havaya pasif olarak dağıtacaktır.

Yukarıdaki resim, LM2596 modülünün iki versiyonunu göstermektedir.

İlk versiyon soğutucusuzdur ve sabit akım 1.5 Amper'in altındaysa kullanacağız.

İkinci versiyon soğutuculu ve sabit akım 1.5 Amperin üzerindeyse kullanacağız.

Adım 4: Yüksek Akım Koruması

Dönüştürücüler gibi güç modülleri ile çalışırken değinilmesi gereken başka bir şey de, akım çok yükselirse yanacaklarıdır. Bunu yukarıdaki adımdan zaten anladığınıza inanıyorum, ancak IC'yi yüksek akımdan nasıl korursunuz?

Burada başka bir bileşen olan Fuse'u tanıtmak istiyoruz. Bu özel durumda dönüştürücümüzün 2 veya 3 Amperden korumaya ihtiyacı vardır. O halde 2 Amperlik bir sigorta alıp yukarıdaki resimlere göre kablolayalım. Bu, IC'miz için gerekli korumayı sağlayacaktır.

Sigortanın içinde, düşük sıcaklıklarda eriyen bir malzemeden yapılmış ince bir tel vardır, üretim sırasında telin kalınlığı dikkatli bir şekilde ayarlanır, böylece akım 2 Amper'in üzerine çıkarsa tel kırılır (veya lehimi çözülmez). Bu akım akışını durduracak ve yüksek akım dönüştürücüye gelemeyecektir. Tabii ki bu, Sigortayı değiştirmemiz (çünkü şimdi erimiş) ve çok fazla akım çekmeye çalışan devreyi düzeltmemiz gerektiği anlamına gelir.

Sigortalar hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, lütfen serbest bıraktığımızda bunlarla ilgili eğiticimize bakın.

Adım 5: Tek Bir Kaynaktan 6V Motora ve 5V Denetleyiciye Güç Verme

İşte yukarıda belirtilen her şeyi içeren bir örnek. Her şeyi kablolama adımlarıyla özetleyeceğiz:

1. 2S Li-Po (7.4V) pili 2A sigorta ile bağlayın. Bu, ana devremizi yüksek akımdan koruyacaktır.
2. Çıkışa bağlı multimetre ile voltajı 6V'a ayarlayın.
3. Aküden toprak ve VCC'yi dönüştürücünün giriş terminalleriyle bağlayın.
4. Pozitif çıkışı Arduino'daki VIN'e ve mikro servo SG90'daki kırmızı kabloya bağlayın.
5. Negatif çıkışı Arduino'daki GND'ye ve mikro servo SG90'daki kahverengi kabloya bağlayın.

Burada voltajı 6V'a ayarladık ve Arduino Uno ve SG90'ı çalıştırdık. SG90'ı şarj etmek için Arduino Uno'nun 5V çıkışını kullanmak yerine bunu yapmamızın nedeni, dönüştürücü tarafından verilen sabit çıkışın yanı sıra Arduino'dan gelen sınırlı çıkış akımıdır ve ayrıca her zaman ayırmak istiyoruz. devrenin gücünden motor gücü. Burada son şey aslında bu motor için gereksiz olduğu için elde edilmez, ancak dönüştürücü bize bunu yapma imkanı sağlar.

Bileşenlere bu şekilde güç vermenin neden daha iyi olduğu ve motorları kontrolörlerden ayırmanın neden daha iyi olduğu hakkında daha fazla bilgi edinmek için lütfen piller serbest bırakıldığındaki öğreticimize bakın.

Adım 6: Tek Bir Kaynaktan 5V ve 3.3V Cihazlara Güç Verme

Bu örnek, LM2596'nın iki farklı voltaj türüyle iki cihaza güç sağlamak için nasıl kullanılacağını gösterir. Kablolama resimlerden açıkça görülebilir. Burada yaptıklarımız aşağıdaki adımlarda açıklanmıştır.

1. 9V Alkalin Pili (herhangi bir yerel mağazadan satın alınabilir) dönüştürücünün girişine bağlayın.
2. Voltajı 5V'a ayarlayın ve çıkışı devre tahtasına bağlayın.
3. Arduino'nun 5V'sini breadboard üzerindeki pozitif terminale bağlayın ve Arduino ile Breadboard'un topraklarını bağlayın.
4. Burada güç verilen ikinci cihaz kablosuz bir verici/alıcı nrf24'tür, 3.3V gerektirir, normalde doğrudan Arduino'dan güç verebilirsiniz ancak Arduino'dan gelen akım genellikle kararlı radyo sinyali iletmek için çok zayıf, bu yüzden dönüştürücümüzü kullanacağız ona güç vermek için.
5. Bunu yapmak için voltajı 5V'tan 3.3V'a düşürmek için bir Voltaj Bölücü kullanmamız gerekiyor. Bu, dönüştürücünün +5V'sini 2k Ohm direncine ve 1k Ohm direncini toprağa bağlayarak yapılır. Temas ettikleri terminal voltajı şimdi nrf24'ü şarj etmek için kullandığımız 3.3V'a düşürüldü.

Dirençler ve voltaj bölücüler hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız, lütfen piyasaya sürüldüğünde bununla ilgili eğiticimize bakın.

7. Adım: Sonuç

Burada gösterdiklerimizi özetlemek istiyoruz.

• Voltajı yüksekten (4,5 - 40) alçağa dönüştürmek için LM2596 kullanın
• Diğer cihazları/modülleri bağlamadan önce çıkıştaki voltaj seviyesini kontrol etmek için daima bir Multimetre kullanın.
• LM2596'yı 1,5 Amper veya daha düşük bir ısı emicisi (soğutucu) olmadan ve 3 Ampere kadar bir ısı emicisi ile kullanın
• Tahmin edilemeyen akımlar çeken motorlara güç veriyorsanız, LM2596'yı korumak için 2 Amper veya 3 Amperlik Sigorta kullanın
• Dönüştürücüler kullanarak, motorları güvenilir bir şekilde kontrol etmek için kullanabileceğiniz yeterli akımla devrelerinize sabit voltaj sağlarsınız, bu sayede pillerin zamanla voltaj düşüşü ile ilgili davranışı azaltmazsınız.

8. Adım: Ekstra Malzemeler

Bu eğitimde kullandığımız modelleri GrabCAD hesabımızdan indirebilirsiniz:

GrabCAD Robottronik Modelleri

Instructables ile ilgili diğer eğitimlerimizi görebilirsiniz:

Talimatlar Robottronic

Hala başlama aşamasında olan Youtube kanalını da kontrol edebilirsiniz:

Youtube Robottronik