Dalam proyek ini kita akan menurunkan 12v DC ke nilai DC apa pun antara 2 dan 11volts. Sirkuit yang menurunkan tegangan DC dikenal sebagai konverter buck. Tegangan output atau tegangan step down yang dibutuhkan dikontrol menggunakan potensiometer yang terhubung ke arduino.

Oleh Ankit Negi

PENDAHULUAN UNTUK KONVERTER:

Pada dasarnya ada dua jenis konverter:

1. Pengubah uang

2. Tingkatkan konverter

Kedua konverter mengubah tegangan input sesuai dengan kebutuhan. Mereka mirip dengan a transformator dengan satu perbedaan utama. Sedangkan trafo menaikkan / menurunkan tegangan AC, konverter DC menaikkan / menurunkan tegangan DC. Komponen utama dari kedua konverter tersebut adalah:

A. MOSFET

B. INDUKTOR

C.KAPASITOR

BUCK CONVERTER: sesuai dengan namanya, buck berarti menurunkan tegangan input. Konverter uang memberi kita tegangan kurang dari tegangan DC input dengan kapasitas arus tinggi. Ini adalah pertobatan langsung.

BOOST CONVERTER: sesuai dengan namanya, boost berarti menaikkan tegangan input.

Boost converter memberi kita tegangan DC lebih banyak daripada tegangan DC pada input. Ini juga merupakan pertobatan langsung.

** dalam proyek ini kita akan membuat rangkaian buck converter untuk step down 12 v DC menggunakan arduino sebagai sumber PWM.

MENGUBAH FREKUENSI PWM PADA PIN ARDUINO:

Pin PWM arduino UNO adalah 3, 5, 6, 9, 10 dan 11.

Untuk melakukan PWM, perintah yang digunakan adalah:

analogWrite (Nomor PIN PWM, NILAI PWM)

dan frekuensi PWM untuk pin ini adalah:

Untuk Arduino Pin 9, 10, 11, dan 3 ---- 500Hz

“aturan pembagi tegangan dan arus ”

Untuk Arduino Pin 5 dan 6 ---- 1kHz

Frekuensi ini baik untuk penggunaan tujuan umum seperti memudarkan led. Tapi untuk sirkuit seperti uang atau tingkatkan konverter , seseorang membutuhkan sumber PWM frekuensi tinggi (dalam kisaran puluhan KHZ) karena MOSFET membutuhkan frekuensi tinggi untuk switching yang sempurna dan juga input frekuensi tinggi menurunkan nilai atau ukuran komponen rangkaian seperti induktor dan kapasitor. Maka untuk proyek ini dibutuhkan sumber PWM frekuensi tinggi.

Hal baiknya adalah kita dapat mengubah frekuensi PWM pin PWM arduino dengan menggunakan kode sederhana:

UNTUK ARDUINO UNO:

Frekuensi PWM yang tersedia untuk D3 & D11:
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000001 // untuk frekuensi PWM 31372,55 Hz
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000010 // untuk frekuensi PWM 3921,16 Hz
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000011 // untuk frekuensi PWM 980,39 Hz
TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000100 // untuk frekuensi PWM 490,20 Hz (The DEFAULT)
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000101 // untuk frekuensi PWM 245,10 Hz
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000110 // untuk frekuensi PWM 122,55 Hz
// TCCR2B = TCCR2B & B11111000 | B00000111 // untuk frekuensi PWM 30,64 Hz
Frekuensi PWM yang tersedia untuk D5 & D6:
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000001 // untuk frekuensi PWM 62500.00 Hz
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000010 // untuk frekuensi PWM 7812,50 Hz
TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000011 // untuk frekuensi PWM 976,56 Hz (The DEFAULT)
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000100 // untuk frekuensi PWM 244,14 Hz
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000101 // untuk frekuensi PWM 61,04 Hz
Frekuensi PWM yang tersedia untuk D9 & D10:
// TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000001 // atur timer 1 pembagi ke 1 untuk frekuensi PWM 31372,55 Hz
// TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000010 // untuk frekuensi PWM 3921,16 Hz
TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000011 // untuk frekuensi PWM 490,20 Hz (DEFAULT)
// TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000100 // untuk frekuensi PWM 122,55 Hz
// TCCR1B = TCCR1B & B11111000 | B00000101 // untuk frekuensi PWM 30,64 Hz
** kami akan menggunakan pin no. 6 untuk PWM maka kodenya:
// TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000001 // untuk frekuensi PWM 62,5 KHz

DAFTAR KOMPONEN:

1. ARDUINO UNO

2. INDUKTOR (100Uh)

3. DIODE SCHOTTKY

4. KAPASITOR (100uf)

5. IRF540N

6. POTENTIOMETER

7. 10k, RESISTOR 100ohm

8. BEBAN (motor dalam kasus ini)

9.12 V. BATERAI

DIAGRAM SIRKUIT

Konverter Buck Menggunakan Arduino

Buck Converter Menggunakan tata letak kabel Arduino

Buat koneksi seperti yang ditunjukkan pada diagram sirkuit.

1. Hubungkan ujung terminal potensiometer ke pin 5v dan pin ground arduino UNO masing-masing sedangkan terminal wipernya ke pin analog pin A1.

2. Hubungkan pin PWM 6 arduino ke dasar mosfet.

3. Terminal positif baterai menguras MOSFET dan negatif ke p-terminal dioda schottky.

4. Dari p-terminal dioda schottky, hubungkan beban (motor) secara seri dengan induktor ke terminal sumber MOSFET.

5. Sekarang hubungkan n-terminal dioda schottky ke terminal sumber MOSFET.

6. Hubungkan kapasitor 47uf di motor.

7. Terakhir sambungkan pin arduino ke terminal sumber MOSFET.

Tujuan mosfet:

MOSFET digunakan untuk mengalihkan tegangan input pada frekuensi tinggi dan untuk memberikan arus tinggi dengan pembuangan panas yang lebih sedikit.

Tujuan Arduino:

Untuk kecepatan switching yang tinggi dari mosfet (pada frekuensi kira-kira 65 KHz)

Tujuan induktor:

Jika rangkaian ini dijalankan tanpa menghubungkan induktor, maka besar kemungkinan terjadi kerusakan MOSFET akibat lonjakan tegangan tinggi pada terminal MOSFET.

Untuk mencegah MOSFET dari lonjakan tegangan tinggi ini dihubungkan seperti yang ditunjukkan pada gambar karena ketika mosfet di atasnya menyimpan energi dan ketika mosfet dimatikan memberikan energi yang tersimpan ini ke motor.

Tujuan dari dioda schottky:

Asumsikan dioda schottky tidak terhubung dalam rangkaian. Dalam hal ini ketika mosfet dimatikan induktor melepaskan energinya ke beban atau motor yang memiliki pengaruh yang sangat kecil pada beban karena tidak ada loop yang lengkap untuk arus mengalir. Jadi dioda schottky melengkapi loop untuk arus mengalir. Sekarang dioda normal tidak terhubung di sini karena dioda schottky memiliki penurunan tegangan maju yang rendah. Tujuan dari led:
untuk menunjukkan tegangan turun pada beban.

Tujuan potensiometer:

Potensiometer memberikan nilai analog ke arduino (berdasarkan posisi terminal wiper) sesuai dengan tegangan PWM yang diterima oleh terminal gerbang MOSFET dari PWM pin 6 Arduino. Nilai ini pada akhirnya mengontrol tegangan keluaran melintasi beban.

Mengapa resistor dihubungkan antara gerbang dan sumber?

Bahkan suara kecil pun dapat menyalakan mosfet. Oleh karena itu a tarik resistor terhubung antara gerbang dan tanah yaitu sumber.

Kode Program

Burn this code to arduino: int m // initialize variable m int n // initialize variable n void setup() B00000001 // for PWM frequency of 62.5 KHz on pin 6( explained under code section) Serial.begin(9600) // begin serial communication void loop() { m= analogRead(A1) // read voltage value from pin A1 at which pot. wiper terminal is connected n= map(m,0,1023,0,255) // map this ip value betwenn 0 and 255 analogWrite(6,n) // write mapped value on pin 6 Serial.print(' PWM Value ') Serial.println(n) }

PENJELASAN KODE

1. Variabel x adalah nilai tegangan yang diterima dari pin A1 yang menghubungkan terminal penghapus pot.

2. Variabel y diberi nilai yang dipetakan antara 0 dan 255.

3. ** seperti yang telah dijelaskan pada bagian di atas untuk rangkaian seperti buck atau boost converter, diperlukan sumber PWM frekuensi tinggi (dalam kisaran puluhan KHZ) karena MOSFET membutuhkan frekuensi tinggi untuk switching yang sempurna dan input frekuensi tinggi menurunkan nilai atau ukurannya komponen rangkaian seperti induktor dan kapasitor.

Jadi kita akan menggunakan kode sederhana ini untuk menghasilkan tegangan PWM sekitar. Frekuensi 65 kHz: TCCR0B = TCCR0B & B11111000 | B00000001 // untuk frekuensi PWM 62,5 KHz pada pin 6

Bagaimana itu bekerja:

Karena Potensiometer memberikan nilai analog ke arduino (berdasarkan posisi terminal penghapus), ini menentukan nilai tegangan PWM yang diterima oleh terminal gerbang MOSFET dari PWM pin 6 Arduino.

Dan nilai ini pada akhirnya mengontrol tegangan keluaran melintasi beban.

Ketika mosfet pada induktor menyimpan energi dan ketika dimatikan energi yang tersimpan ini dilepaskan ke beban yaitu motor dalam kasus ini. Dan karena proses ini berlangsung pada frekuensi yang sangat tinggi, kami mendapatkan tegangan DC step down pada motor yang bergantung pada posisi terminal penghapus karena mosfet adalah perangkat yang bergantung pada tegangan.