Pretvornik sinusnega pretvornika Arduino

V tem prispevku bomo z uporabo Arduina izdelali spremenjeni pretvornik sinusnega vala. Proučili bomo metodologijo predlaganega pretvornika sinusnega vala in na koncu si bomo ogledali simulirano moč tega pretvornika.

Avtor

Razlika med Squarewave in Modified Squarewave pretvornikom

Pretvorniki so nas rešili kratkoročnega izpada električne energije doma, v industriji in v nujnih sobah. Kakovost moči, ki jo oddajajo pretvorniki, se razlikuje glede na to, kaj vrsta pretvornika se uporablja. Pretvorniki so razvrščeni v tri vrste: kvadratni, modificirani sinusni in čisti sinusni pretvorniki.

Pretvornik kvadratnih valov ima slabo kakovost izhoda in vsebuje veliko harmoničnega šuma, ki morda ni primeren za številne elektronske pripomočke. Njegova oblika valov gre gor in dol. Toda uporovne obremenitve, kot so žarnice z žarilno nitko, grelec in nekatere naprave, ki jih zaposleni SMPS ne povzročajo, imajo pretvornike s kvadratnimi valovi.

TO spremenjeni sinusni val ali natančneje spremenjeni kvadratni val lahko brez večjih težav zažene večino elektronskih naprav.

Oblika valovanja se dvigne navzgor in spusti na nič volt in ostane nekaj intervalov, negativni vrh pa se vrne na nič volt in cikli se ponovijo. Ima harmoničen hrup, vendar ni tako slab kot kvadratni val in ga je mogoče enostavno filtrirati. Ta zasnova se uporablja v večini poceni pretvornikov.

Pretvornik s čistim sinusnim valom je najbolj dovršene in drage zasnove. Lahko poganja vse elektronske naprave, vključno z induktivnimi obremenitvami, kot so motorji, ki imajo težave pri delovanju z drugimi omenjenimi izvedbami. Nima harmonikov in valovna oblika je gladka sinusoidna.

Zdaj poznate osnovno razliko med pretvorniki sinusnih, modificiranih sinusnih in kvadratnih valov.

V tem projektu gradimo pretvornik, ki lahko oddaja izhod, enakovreden pretvorniku s sinusnim valom.

Vezje lahko bolje razumemo s spodnjim blokovnim diagramom:

Predlagana zasnova je sestavljena iz Arduina, ki generira 50Hz konstantnega kvadratnega vala. Vezje helikopterja IC 555 ustvarja visokofrekvenčni impulz.

Dejansko sekanje teh dveh signalov izvede IC 7408, ki je AND vrata. Mešani signal se napaja na vrata MOSFET-a. Frekvenco IC 555 lahko spreminjate za nastavitev izhodne napetosti z nastavitvijo spremenljivega upora.

Shema vezja:

Konstanten kvadratni val 50 Hz se ustvari na nogah št. 7 in št. 8 Arduina. Ta flip-flop signal se napaja na nožici 1 in 4 na IC 7408. Ti dve nožici sta iz dveh različnih vrat IN.

Visokofrekvenčni signal sekanja se napaja na nožici 2 in 5. Vrata AND omogočajo le, če sta dva vhoda visoka, ker je izhod frekvence Arduino nižji in IC555 višji, dobimo sesekljan signal na ustreznem izhodu vrat.

Sesekljan izhod se napaja na MOSFET s trenutno omejevalnim uporom za omejevanje stopnje polnjenja vratnega kondenzatorja. Če potrebujete večjo moč, lahko uporabite transformator 12V 15A ali več.

Varistor kovinskega oksida 400 V se uporablja preko izhoda za zatiranje začetnega visokonapetostnega prenapetostnega toka, pri vklopu razsmernika pa je lahko velikosti več sto voltov.

9V regulator se uporablja za arduino kot vir stalne napetosti. Na vhodu akumulatorja lahko uporabimo kapacitivnost 1000uF ali več za nemoten zagon in za zaščito pretvornika pred nenadnimi nihanji napetosti.

Sekalni krog:

Vezje helikopterja je preprost generator spremenljive frekvence in vezje je samo po sebi razumljivo.
Zdaj pa poglejmo, kako dobro frekvenco iz Arduina seseka visokofrekvenčno vezje generatorja, da doseže ekvivalent sinusnega vala.

Zgornja simulacija opisuje rezultate iz arduina. Gre za preprost in stabilen 50Hz signal.

Zgornja simulacija prikazuje valovno obliko po sekanju konstantnega 50Hz signala. Širino rezalnega razmerja lahko prilagodite z nastavitvijo spremenljivega upora in ki določa tudi izhodno napetost.

Zgornji sesekljan signal morda ni videti kot sinusni val. Sesekljana oblika pravega sinusnega pretvornika se eksponentno poveča in zmanjša po osi x. Toda začnite s preprostim dizajnom, frekvenca sekanja ostaja nespremenjena in dovolj dobra za delovanje večine elektronskih naprav.

Program za Arduino:

//-------------Program developed by R.Girish-----------//
int out1 = 8
int out2 = 7
void setup()
{
pinMode(out1,OUTPUT)
pinMode(out2,OUTPUT)
}
void loop()
{
digitalWrite(out2,LOW)
digitalWrite(out1,HIGH)
delay(10)
digitalWrite(out1,LOW)
digitalWrite(out2,HIGH)
delay(10)
}
//-------------Program developed by R.Girish----------//

Za različico Full Bridge se lahko sklicujete na to zasnovo: https://www.elprocus.com/arduino-full-bridge-h-bridge-sinewave-inverter-circuit/