Плавная регулировка напряжения ардуино

Источник напряжения питания 0-24В 3А на Arduino и LM338

В этой статье мы рассмотрим создание на основе платы Arduino и микросхемы LM338 источника регулируемого напряжения питания, который будет обеспечивать на своем выходе постоянное напряжение от 0 до 24 В с максимальным током до 3 ампер.

Большинство подключаемых к платам Arduino датчиков обычно запитываются от таких напряжений как 3.3В, 5В или 12В. Датчики обычно потребляют ток около нескольких миллиампер. Но вместе с тем в схемах на Arduino могут использоваться сервомоторы и электродвигатели постоянного тока, работающие от напряжения 12В или выше и требующие больших значений токов. Поэтому мы и выбрали для нашей схемы верхнюю границу напряжения 24 В (на практике удается добиться не более 22.2В) и тока в 3 А.

Напряжение на выходе схемы регулируется с помощью потенциометра, а значение напряжения высвечивается на экране жидкокристаллического (ЖК) дисплея. Все эти процессы управляются платой Arduino Nano. Также на нашем сайте рассмотрен более простой регулятор напряжения на основе платы Arduino.

Ручка управления и шкала индикации

Сейчас очень много китайских блоков с помощью которых можно быстро и недорого смастерить практически любой космический корабль поэтому не вижу смысла изобретать какие-то специфические блоки и заказывать себе печатные платы пока вы не планируете выпускать что-то тиражное. Я исходя из этих соображений остановил свой выбор на управлении энкодером и индикации LCD.

Для включения нагрузки нужно нажать на ручку и одновременно повернуть по часовой стрелке , для выключения нагрузки нужно нажать на ручку и одновременно повернуть против часовой. Для регулировки мощности нужно просто поворачивать по часовой для увеличения мощности и против часовой для уменьшения мощности. Использование микропроцессора в качестве мозга регулятора позволяет обойти проблемы всех аналоговых регуляторов — это так называемые хвосты — то есть крайние положения. На 100% мощности нагрузка будет постоянно включена а на 0% мощности нагрузка будет полностью выключена.

Для индикации я взял популярный дисплей LCD 1602 причем даже без экономии выводов и подключения по i2c , у нас хватает ресурса Arduino nano по выводам мк. В верхней строке дисплея выводим красивую надпись которая прямо обозначает назначение устройства, а в конце строки выводим процент мощности от максимальной по нагрузке.

Вторая строка дисплея отдана под линейную шкалу от минимальной мощности и полностью пустой строки до максимальной мощности и полностью закрашенной строки.

В момент включения реализована плавная подсветка экрана LCD 1602 благо ресурсы платы позволяют это легко реализовать как и плавное прощание в момент выключения. Этим занимается отдельный канал PWM Arduino и специальные циклы программного кода.

Подключение фоторезистора к ардуино

В проектах arduino фоторезистор используется как датчик освещения. Получая от него информацию, плата может включать или выключать реле, запускать двигатели, отсылать сообщения. Естественно, при этом мы должны правильно подключить датчик.

Схема подключения датчика освещенности к ардуино довольна проста. Если мы используем фоторезистор, то в схеме подключения датчик реализован как делитель напряжения. Одно плечо меняется от уровня освещённости, второе – подаёт напряжение на аналоговый вход. В микросхеме контроллера это напряжение преобразуется в цифровые данные через АЦП. Т.к. сопротивление датчика при попадании на него света уменьшается, то и значение падающего на нем напряжения будет уменьшаться.

В зависимости от того, в каком плече делителя мы поставили фоторезистор, на аналоговый вход будет подаваться или повышенное или уменьшенное напряжение. В том случае, если одна нога фоторезистора подключена к земле, то максимальное значение напряжения будет соответствовать темноте (сопротивление фоторезистора максимальное, почти все напряжение падает на нем), а минимальное – хорошему освещению (сопротивление близко к нулю, напряжение минимальное). Если мы подключим плечо фоторезистора к питанию, то поведение будет противоположным.

Сам монтаж платы не должен вызывать трудностей. Так как фоторезистор не имеет полярности, подключить можно любой стороной, к плате его можно припаять, подсоединить проводами с помощью монтажной платы или использовать обычные клипсы (крокодилы) для соединения. Источником питания в схеме является сам ардуино. Фоторезистор подсоединяется одной ногой к земле, другая подключается к АЦП платы (в нашем примере – АО). К этой же ноге подключаем резистор 10 кОм. Естественно, подключать фоторезистор можно не только на аналоговый пин A0, но и на любой другой.

Несколько слов относительно дополнительного резистора на 10 К. У него в нашей схеме две функции: ограничивать ток в цепи и формировать нужное напряжение в схеме с делителем. Ограничение тока нужно в ситуации, когда полностью освещенный фоторезистор резко уменьшает свое сопротивление. А формирование напряжения – для предсказуемых значений на аналоговом порту. На самом деле для нормальной работы с нашими фоторезисторами хватит и сопротивления 1К.

Меняя значение резистора мы можем “сдвигать” уровень чувствительности в “темную” и “светлую” сторону. Так, 10 К даст быстрое переключение наступления света. В случае 1К датчик света будет более точно определять высокий уровень освещенности.

Если вы используете готовый модуль датчика света, то подключение будет еще более простым. Соединяем выход модуля VCC с разъемом 5В на плате, GND – c землей. Оставшиеся выводы соединяем с разъемами ардуино.

Если на плате представлен цифровой выход, то отправляем его на цифровые пины. Если аналоговый – то на аналоговые. В первом случае мы получим сигнал срабатывания – превышения уровня освещенности (порог срабатывания может быть настроен с помощью резистора подстройки). С аналоговых же пинов мы сможем получать величину напряжения, пропорциональную реальному уровню освещенности.

MP248
Регулятор мощности для микроконтроллера 220В/8кВт (40А) с детектором перехода через ноль

Вы любите программировать микроконтроллеры!? Теперь вы легко можете решать задачи управления мощностью в сети 220В переменного тока. Мы сделали регулятор мощности, который легко подключить к микроконтроллеру, например, плате Ардуино (Arduino). Просто соедините ШИМ-выход микроконтроллера с нашим регулятором мощности и программно управляйте электроприборами: плавно включайте электродвигатели, регулируйте температуру нагрева и многое другое.

Внимание!

В некоторых инструкциях к устройству, в схеме подключения была допущена опечатка. В связи с невозможностью замены инструкции, во всех имеющихся упаковках, просим при подключении использовать схему с сайта.

Стоимость и варианты доставки будут рассчитаны в корзине

Вы любите программировать микроконтроллеры!? Теперь вы легко можете решать задачи управления мощностью в сети 220В переменного тока. Мы сделали регулятор мощности, который легко подключить к микроконтроллеру, например, плате Ардуино (Arduino). Просто соедините ШИМ-выход микроконтроллера с нашим регулятором мощности и программно управляйте электроприборами: плавно включайте электродвигатели, регулируйте температуру нагрева и многое другое.

Внимание!

В некоторых инструкциях к устройству, в схеме подключения была допущена опечатка. В связи с невозможностью замены инструкции, во всех имеющихся упаковках, просим при подключении использовать схему с сайта.

Технические характеристики

Инструкции

Особенности

• Питание от управляющей платы микроконтроллера
• Возможность регулировки оборотов асинхронных двигателей.
• Не создает помех в сеть 220В.
• Модуль не предназначен для управления яркостью освещением.

Принцип работы

Классический симисторный регулятор мощности с аналоговым входом управления, совместимым с ШИМ — выходами микроконтроллеров. Аналоговая часть модуля питается от вашей платы микроконтроллера (+Vcc). Допустимое напряжение питания +3,3. +5,0 В. При изменении сигнала на аналоговом входе регулятора от 0 до + Vcс мощность в нагрузке меняется от 0 до 100 %

Функции

• управление мощностью нагрузки

Режимы работы устройства

• Модуль оснащен режимом детектора перехода сетевого напряжения через ноль. В этом есть, как свои плюсы, так и минусы. Плюсом является то, что при управлении асинхронным двигателем снижается нагрев его обмоток, а также снижаются помехи в линию питания 220В. А минусом является то, что накладывает ограничения при работе с освещением, так как появляется неприятное мерцание.

Дополнительная информация

Обращаем ваше Внимание!

При эксплуатации модуля с нагрузкой более 3000 Вт необходимо усилить дорожки печатной платы, идущие к силовому элементу. Для этого необходимо напаять одножильный монтажный провод диаметром 1,5-2 мм от контактов клеммы НАГРУЗКА к контактам выводов СИЛОВОГО элемента.

Модуль рассчитан на работу с ШИМ сигналом частотой 300 Гц.

Проверьте исправность модуля
Снимите джампер.
Подключите лампу накаливания к модулю.
Подключите питание 5В для низковольтной части схемы.
Подключите питание 220В для высоковольтной части схемы.
Замкните перемычкой контакты +VCC и «управление». При этом должна увеличиваться яркость свечения лампы.
Замкните перемычкой контакты GND и «управление». При этом должна уменьшиться яркость свечения лампы.
При установленном джампере включается инверсия управления.

Модули управления Ардуино

Для создания полноценного драйвера управления светодиодной лентой можно использовать модули-датчики.

ИК-управление

Модуль позволяет запрограммировать до 20 команд.

Радиус сигнала около 8м.

Цена комплекта 6 у.е.

По радиоканалу

Четырёхканальный блок с радиусом действия до 100м

Цена комплекта 8 у.е.

Позволяет включать освещение еще при приближении к квартире.

Бесконтактное

Датчик расстояния способен по движению руки увеличивать и уменьшать яркость освещения.