Stap 4: Ontwerp en simulatie van het Circuit
Een goede manier te visualiseren van schakelingen is als blokken. Elk blok heeft een specifieke taak. De blokken samen te stellen en u krijgt een volledig functionele circuit. Het circuit schematische (eerste foto) toont het batterij circuit voor de levering van de macht. Kijk een beetje dichter en u zult merken dat het is gemaakt van een paar blokken. Schuif over elk van deze om te zien hun functie:
- Batterij: dit is de 5Ah 12V lood zuur batterij voor het aandrijven van onze schakeling. Lead acid is een goede keuze voor dit circuit, want het kan de hoge stroom bron. Met andere woorden, tekent het circuit alot van huidige wanneer omhoog het aandrijven en om de spanning versterkt. Dat is een reden waarom auto's hen gebruiken! Lood-zuur batterijen worden ook op 12V, waardoor het stimuleren van de spanning makkelijker uitvoeren.
- Input Filtering: deze twee condensatoren helpen gladstrijken van de lijn van de macht in te gaan op het circuit van de impuls. Dit vermindert het aantal schommelingen en rimpel die problemen kan opleveren in een circuit verwacht een gestage 12V.
- Microcontroller: An Arduino of een ander apparaat om te controleren de boost-circuit en houd het binnen haar grenzen.
- Bedieningsknop voor Boost Circuit: een spanning divider en een potentiometer (potmeter) kunnen de gebruiker de uitvoer van de spanning van de boost-circuit. De twee weerstanden aan de rechterkant drop de spanning naar 5V. Dit dient te gebeuren omdat de Arduino alleen signalen tot 5V kunt lezen. Nu dat de scheidingslijn van de spanning is de spanning teruggebracht tot 5V, we gebruiken een potentiometer te variëren de spanning tussen de 0V en 5V. De Arduino leest dit in.
- Reguleren van Circuit: dit circuit van baan is het verminderen van de spanning afhankelijk van de input van het gebruik van de potentiometer. In het algemeen regelen 5V regelgevers spanningen tot een statische 5V. Het doet dit door de uitgang-pins om hoger dan de GND pin 5V matching. Over het algemeen is de GND pin aangesloten op de gemeenschappelijke GND (de massa van de accu). We kunnen om de regulator iets anders dan 5V, een spanning toepassen op de GND pin. Dus bijvoorbeeld, als we 3V op de GND pin, zal de 5V regulator maken de uitvoer pin 5V, geef ons een 8V output. Dus om onze schakeling uitvoer overal van 5V naar 12V voegen we een voltage scheidingslijn die varieert van de spanning op de GND pin. Afhankelijk van de positie van de potmeter, zal de output van het regulerende circuit zijn tussen 5V en 12V.
- Boost Circuit: dit is het deel van het systeem dat de spanning verhoogt. Het induceert spanningspieken (korte en scherpe stijgingen van de spanning) en dan glad ze uit in een stabiele macht lijn. Dit kan worden gemodelleerd met behulp van complexe vergelijkingen en concepten, maar zullen wij een hoog niveau conceptuele blik nemen. Vergeet niet dat inductoren hou niet van veranderingen in de huidige, MOSFETs als schakelaars fungeren kunnen, condensatoren glad voltage ripple, en dioden alleen toestaan huidige te stromen in één richting. We beginnen door het hebben van de Arduino voortdurend zet de MOSFET aan en uit zeer snel, waardoor het middelste knooppunt (tussen de spoel, diode en MOSFET) worden getrokken tot grond (0V). Hierdoor is een snelle en voortdurende verandering van de huidige (positief en negatief). De spoel, die een hekel aan veranderingen in de huidige, zal vervolgens een spikes te proberen en het tegengaan van dit induceren (positief en negatief). Dit laat ons dus met een bos van snelle spikes. Deze spikes doorloop vervolgens de diode zodat alleen de positieve degenen te geven. De condensatoren neem deze positieve spanningspieken en hen gladstrijken. Dit laat ons met een versterkt en stabiele spanningsbron.
- Boost Feedback: wij willen de Arduino te weten wat het systeem is outputten, op die manier het kan ervoor zorgen dat het verblijf van de spanning in de gebruiker-gekozen spanning. De Arduino te lezen in spanningen van 0V naar 5V. We gebruiken een divider spanning om te dalen van de uitgangsspanning van een potentiële 20V naar 5V. De Arduino kan nu deze waarde in te lezen en interpreteren.
- Belasting: voor de componenten om hun werk te doen, moeten ze een minimale hoeveelheid stroom. De 430 ohm belasting is bedoeld om voortdurend trekken een beetje maar van huidige zodat het circuit zonder een externe belasting uitvoeren kunt. Dit betekent dat we kunnen uitvoeren op het systeem en kies onze gewenste spanning zonder onze belasting hebben / of nog ingeplugd project!
Dat is een heleboel informatie! Vergeet niet te kijken naar het één blok tegelijk. Elk deel is beheersbaar. De blokken samen te stellen en u hebt uw accuvoeding!
OPMERKING: DE UITVOER VOOR DE BOOST-CIRCUIT EN HET REGULEREN VAN CIRCUIT ZIJN OP VERSCHILLENDE PLAATSEN. DIT IS DUS HET SYSTEEM NIET OM TE VERHOGEN VECHTEN EN DE SPANNING OP HETZELFDE MOMENT VERLAGEN. DE LINKER KNOP CONTROLEERT DE BOOST-CIRCUIT, DE JUISTE KNOP CONTROLEERT DE REGULERING CIRCUIT.
De simulatie hieronder toont het boost circuit:
De meest linkse multimeter toont hoeveel huidige het systeem trekt. U zult merken dat als je verhogen de spanning, de huidige we trekken verhogingen. De juiste multimeter en de o-scope Toon de uitgangsspanning en output golfvorm respectievelijk.
