Arduino modifikovaný sinusový invertorový obvod

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





V tomto příspěvku postavíme modifikovaný sinusový měnič pomocí Arduina. Prozkoumáme metodiku navrhovaného střídače sinusových vln a nakonec se podíváme na simulovaný výstup tohoto střídače.

Podle



Rozdíl mezi čtvercovými vlnami a modifikovaným střídačem čtvercových vln

Střídače nás zachránili před krátkodobými výpadky proudu doma, v průmyslu a na pohotovostech. Kvalita energie dodávané střídači se liší podle toho, co typ střídače se používá. Střídače se dělí na tři typy: čtvercové, modifikované sinusové a čisté sinusové.

Invertor s obdélníkovými vlnami má nekvalitní výstup a obsahuje spoustu harmonického šumu, který nemusí být vhodný pro mnoho elektronických přístrojů. Jeho vlnová forma jde nahoru a dolů. Avšak odporová zátěž, jako jsou žárovky, topení a některá zařízení, která zaměstnanci SMPS, nevykazují problém s měniči čtvercových vln.



NA modifikovaná sinusová vlna nebo přesněji upravená čtvercová vlna může bez větších problémů provozovat většinu elektronických gadgetů.

Vlnová forma jde nahoru a sestupuje na nulový volt a zůstává po určitý interval a jde záporný vrchol a vrátí se na nulový volt a opakuje se cyklus. Má harmonický šum, ale není tak špatný jako čtvercová vlna a lze jej snadno filtrovat. Toto provedení se používá ve většině levných měničů.

Čistý sinusový měnič má nejsofistikovanější design a je drahý. Může provozovat všechna elektronická zařízení včetně indukčních zátěží, jako jsou motory, které mají problémy s provozem s jinými uvedenými konstrukcemi. Nemá žádné harmonické a tvar vlny je hladký sinusový.

Nyní už znáte základní rozdíl mezi sinusovými, modifikovanými sinusovými a obdélníkovými měniči.

V tomto projektu konstruujeme invertor, který může dodávat výstup ekvivalentní sinusovým invertorům.

Obvod lze lépe pochopit podle níže uvedeného blokového schématu:

Navrhovaný design se skládá z Arduina, které generuje 50Hz konstantní obdélníkovou vlnu. Obvod střídače IC 555 generuje vysokofrekvenční impuls.

Skutečné sekání těchto dvou signálů provádí IC 7408, což je brána AND. Smíšený signál je veden do brány MOSFET. Frekvenci IC 555 lze měnit pro nastavení výstupního napětí vyladěním variabilního rezistoru.

Kruhový diagram:

Arduino modifikovaný sinusový invertorový obvod

Konstantní obdélníková vlna 50 Hz je generována napříč pinem 7 a pinem 8 Arduina. Tento klopný signál je přiváděn na pin # 1 a pin # 4 na IC 7408. Tyto dva piny jsou ze dvou různých bran AND.

Vysokofrekvenční sekací signál se přivádí na piny # 2 a # 5. Brána AND umožňuje pouze tehdy, když jsou dva vstupy vysoké, protože kmitočtový výstup Arduino je nižší a IC555 vyšší, dostaneme sekaný signál na odpovídajícím výstupu brány.

Sekvenční výstup je napájen na MOSFET s rezistorem omezujícím proud pro omezení rychlosti nabíjení hradlového kondenzátoru. Pokud potřebujete výstup s vyšším výkonem, lze použít transformátor s napětím 12 V nebo 15 A nebo vyšším.

Na výstupu se používá 400V varistor z oxidu kovu, který potlačuje počáteční vysokonapěťový ráz a při zapnutí měniče to může být několik stovek voltů.

Jako zdroj konstantního napětí se pro arduino používá 9V regulátor. Pro hladký start a ochranu střídače před náhlými výkyvy napětí lze na vstupu z baterie použít kapacitu 1000 uF nebo vyšší.

Obvod vrtulníku:

Obvod střídače je jednoduchý generátor s proměnnou frekvencí a obvod je samozřejmý.
Nyní se podívejme, jak dobře je frekvence z Arduina sekána obvodem vysokofrekvenčního generátoru, aby se dosáhlo ekvivalentu sinusových vln.

Výše uvedená simulace popisuje výstup z arduina. Je to jednoduchý a stabilní signál 50 Hz.

Výše uvedená simulace ukazuje tvar vlny po sekání konstantního signálu 50 Hz. Šířku řezného poměru lze upravit vyladěním proměnného rezistoru, které také určuje výstupní napětí.

Výše nasekaný signál nemusí vypadat jako sinusová vlna. Skutečná sinusová vlna měniče ve tvaru sekané vlny se exponenciálně zvyšuje a snižuje přes osu x. Ale začněte jednoduchým designem, frekvence sekání zůstane konstantní a dostatečně dobrá, aby fungovala většina elektronických gadgetů.

Program pro 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----------//

Pro verzi Full Bridge můžete použít tento design: https://www.elprocus.com/arduino-full-bridge-h-bridge-sinewave-inverter-circuit/




Předchozí: Instalace systému regenerativního rozbití v automobilech Další: Obvod řídicí jednotky ventilu vodního čerpadla se dvěma potrubími