Moduli ya Jenereta ya SPWM (bila Kutumia Microcontroller): Hatua 14

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Halo kila mtu, karibu kwa mwalimu wangu! Natumai nyote mnaendelea vizuri. Hivi karibuni, nilikuwa na hamu ya kujaribu na ishara za PWM na nikapata dhana ya SPWM (au Sinusoidal Pulse Width Modulation) ambapo mzunguko wa ushuru wa kunde unasimamiwa na wimbi la sine. Nilipata matokeo machache ambapo aina hiyo ya ishara za SPWM zinaweza kuundwa kwa urahisi kwa kutumia microcontroller ambapo mzunguko wa ushuru unazalishwa kwa kutumia meza ya kutafuta ambayo ina maadili muhimu ya kutekeleza wimbi la sine.

Nilitaka kutengeneza ishara kama hiyo ya SPWM bila microcontroller na kwa hivyo nilitumia Amplifiers za Uendeshaji kama moyo wa mfumo.

Tuanze!

Vifaa

1. LM324 Quad OpAmp IC
2. LM358 kulinganisha mbili IC
3. Pini 14 msingi / tundu
4. Vipinga vya 10K-2
5. Vipinga vya 1K-2
6. Vipinga vya 4.7K-2
7. Vipingao vya 2.2K-2
8. 2K kipinzani cha kutofautisha (kilichowekwa mapema) -2
9. 0.1uF kauri capacitor-1
10. 0.01uF kauri capacitor-1
11. 5 siri kichwa cha kiume
12. Veroboard au ubao wa pembeni
13. Bunduki ya gundi moto
14. Vifaa vya Soldering

Hatua ya 1: Nadharia: Maelezo ya Kizazi cha Ishara kwa SPWM

Ili kutoa ishara za SPWM bila microcontroller, tunahitaji mawimbi mawili ya pembetatu ya masafa tofauti (lakini ikiwezekana moja inapaswa kuwa anuwai ya nyingine). Wakati mawimbi haya mawili ya pembetatu yanalinganishwa na kila mmoja kwa kutumia kulinganisha IC kama vile LM358 basi tunapata ishara yetu inayohitajika ya SPWM. Mlinganishi anatoa ishara ya juu wakati ishara kwenye kituo kisichobadilisha cha OpAmp ni kubwa kuliko ile ya ishara kwenye kituo cha kugeuza. ndani ya pini ya inverting ya kulinganisha, tunapata visa kadhaa ambapo ishara kwenye kituo kisichobadilisha hubadilisha amplitude mara kadhaa kabla ya ishara kwenye kituo cha kugeuza. Hii inaruhusu hali ambapo pato la OpAmp ni treni ya kunde ambayo mzunguko wa wajibu unasimamiwa na jinsi mawimbi mawili yanavyoshirikiana.

Hatua ya 2: Mchoro wa Mzunguko: Ufafanuzi na Nadharia

Huu ndio mchoro wa mzunguko wa mradi mzima wa SPWM ulio na jenereta mbili za mawimbi na kulinganisha.

Wimbi la pembetatu linaweza kuundwa kwa kutumia viboreshaji 2 vya utendaji na kwa hivyo jumla ya OpApms 4 zitahitajika kwa mawimbi mawili. Kwa kusudi hili nimetumia kifurushi cha LM324 quad OpAmp.

Wacha tuone jinsi mawimbi ya pembetatu yanavyotengenezwa.

Hapo awali OpAmp ya kwanza hufanya kama kiunganishi ambacho pini yake isiyopindua imefungwa kwa uwezo wa (Vcc / 2) au nusu ya voltage ya usambazaji kwa kutumia mtandao wa mgawanyiko wa vizuizi vya 2 10kiloOhm. Ninatumia 5V kama usambazaji kwa hivyo pini isiyobadilisha ina uwezo wa volts 2.5. Uunganisho halisi wa pini ya inverting na isiyo ya inverting pia inaruhusu sisi kudhani uwezo wa 2.5v kwenye pini ya inverting ambayo polepole huchaji capacitor. Mara tu capacitor inapochajiwa kwa asilimia 75 ya voltage ya usambazaji, pato la kipaza sauti kingine cha utendaji ambacho kimeundwa kama kulinganisha hubadilika kutoka chini kwenda juu. Hii nayo huanza kutekeleza capacitor (au de-samlar) na mara tu voltage kwenye capacitor iko chini ya asilimia 25 ya voltage ya usambazaji, pato la kulinganisha linashushwa chini tena, ambalo huanza tena kumshutumu capacitor. Mzunguko huu huanza tena na tuna treni ya mawimbi ya pembetatu. Mzunguko wa wimbi la pembetatu imedhamiriwa na thamani ya vipinga na vitendaji vilivyotumika. Unaweza kutaja picha katika hatua hii kupata fomula ya hesabu ya masafa.

Sawa hivyo sehemu ya nadharia imefanywa. Wacha tujenge!

Hatua ya 3: Kukusanya Sehemu Zote Zinazohitajika

Picha zinaonyesha sehemu zote zinazohitajika kutengeneza moduli ya SPWM. Nimeweka IC kwenye msingi wa IC ili waweze kubadilishwa kwa urahisi ikiwa inahitajika. Unaweza kuongeza peke yake 0.01uF capacitor katika pato la mawimbi ya pembetatu na SPWM ili kuepusha kushuka kwa ishara yoyote na kuweka muundo wa SPWM imara.

Nilikata kipande kinachohitajika cha veroboard ili kutoshea vifaa vizuri.

Hatua ya 4: Kufanya Mzunguko wa Mtihani

Sasa kabla ya kuanza kuuza sehemu, ni muhimu tuhakikishe kwamba mzunguko wetu unafanya kazi kama inavyotakiwa na kwa hivyo ni muhimu tujaribu mzunguko wetu kwenye ubao wa mkate na tufanye mabadiliko ikiwa ni lazima. Picha hapo juu inaonyesha mfano wa mzunguko wangu kwenye ubao wa mkate.

Hatua ya 5: Kuchunguza Ishara za Pato

Ili kuhakikisha kuwa muundo wetu wa wimbi ni sahihi inakuwa muhimu kutumia oscilloscope kuibua data. Kwa kuwa sina DSO mtaalamu au aina yoyote ya oscilloscope, nilijipatia oscilloscope ya bei rahisi- DSO138 kutoka Banggood. Inafanya kazi vizuri tu kwa uchambuzi wa ishara ya masafa ya chini na kati. Kwa matumizi ya nje tutazalisha mawimbi ya pembetatu ya masafa 1KHz na 10KHz ambayo inaweza kuonyeshwa kwa urahisi kwenye wigo huu. Kwa kweli unaweza kupata habari ya kuaminika zaidi ya ishara kwenye oscilloscope ya kitaalam, lakini kwa uchambuzi wa haraka, mtindo huu unafanya kazi vizuri!

Hatua ya 6: Kuchunguza Ishara za Pembetatu

Picha zilizo hapo juu zinaonyesha mawimbi mawili ya pembe tatu yaliyotokana na nyaya mbili za kizazi cha ishara.

Hatua ya 7: Kuchunguza Ishara ya SPWM

Baada ya kufanikiwa kutengeneza na kutazama mawimbi ya pembetatu, sasa tunaangalia umbo la wimbi la SPWM ambalo hutengenezwa kwa pato la kulinganisha. Kurekebisha msingi wa tai kwa upeo inatuwezesha kuchambua ishara vizuri.

Hatua ya 8: Sehemu za Soldering kwenye Perfboard

Sasa kwa kuwa tuna mzunguko wetu uliojaribiwa na kujaribiwa, mwishowe tunaanza kuuza sehemu kwenye veroboard ili kuifanya iwe ya kudumu. Sisi hutengeneza msingi wa IC pamoja na vipinga, capacitors na vipinga tofauti kulingana na skimu. Ni muhimu kwamba uwekaji ni vitu ni kwamba tunapaswa kutumia waya ndogo na unganisho nyingi zinaweza kufanywa na athari za solder.

Hatua ya 9: Kumaliza Mchakato wa Soldering

Baada ya saa 1 hivi ya kuuza soldering nilikuwa nimekamilika na viunganisho vyote na hii ndio moduli mwishowe inavyoonekana. Ni ndogo sana na ndogo.

Hatua ya 10: Kuongeza Gundi ya Moto Kuzuia kaptula

Ili kupunguza kaptula yoyote fupi au mawasiliano yoyote ya metali kwa bahati upande wa solder niliamua kuilinda na safu ya gundi moto. Inaweka unganisho likiwa salama na limetengwa na mawasiliano ya bahati mbaya. Mtu anaweza hata kutumia mkanda wa kuhami kufanya vivyo hivyo.

Hatua ya 11: Pindisha nje ya Moduli

Picha hapo juu inaonyesha pinout ya moduli niliyoifanya. Nina jumla ya pini 5 za kichwa cha kiume ambazo mbili ni za usambazaji wa umeme (Vcc na Gnd), pini moja ni kutazama wimbi la pembetatu haraka, pini nyingine ni kutazama wimbi la polepole la pembe tatu na mwishowe pini ya mwisho ni SPWM pato. Pini za mawimbi ya pembe tatu ni muhimu ikiwa tunataka kurekebisha mzunguko wa wimbi.

Hatua ya 12: Kurekebisha Mzunguko wa Ishara

Vipimo vya nguvu hutumiwa kurekebisha masafa ya kila ishara ya mawimbi ya pembetatu. Hii ni kwa sababu ya ukweli kwamba sio vifaa vyote ni bora na kwa hivyo nadharia na vitendo vinaweza kutofautiana. Hii inaweza kulipwa fidia kwa kurekebisha yaliyowekwa mapema na kwa usawa kuangalia pato la oscilloscope.

Hatua ya 13: Faili ya Mpangilio

Nimeambatanisha mpangilio wa mradi huu. Jisikie huru kuibadilisha kulingana na mahitaji yako.

Natumai unapenda mafunzo haya.

Tafadhali shiriki maoni yako, maoni na maswali kwenye maoni hapa chini.

Mpaka wakati ujao:)