Керування струмом за допомогою Arduino

2024-11-07

Іноді хочеться програмно керувати струмом, проте не завжди це фізично можливо, і взагалі існує мало таких приладів, які можуть це зробити. Я пропоную вирішення цієї проблеми — дуже економічне рішення. Наприклад, потрібно керувати потужністю помпи кисневого насосу в акваріумі: знижувати її ввечері, а вранці підвищувати. Це легко реалізувати на базі мого проекту. Також можна керувати обертами щіткових малопотужних моторів, наприклад, для саморобних ЧПУ.

За основу беремо модуль на XL4005. Стандартне керування в ньому реалізовано через дільник, який складається з двох резисторів. Проте ми можемо винести керування на зовні й подавати керуючий сигнал (тобто опорний струм) через ЦАП (цифро-аналоговий перетворювач).

Чому не використовувати цифрові потенціометри?

1. Ціна та доступність. Мені не вдалося знайти їх у наявності, а навіть якби знайшов, ціна була б надто високою. До того ж, більшість цифрових потенціометрів 8-бітні, що недостатньо для багатьох потреб. Зрозуміло, що надвисокої точності не потрібно, але 12-бітний ЦАП буде кращим рішенням.
2. Коефіцієнт ділення у нашій схемі буде постійним.

Схеми:

Є два варіанти схеми:

У схемі використовується компаратор із підтягуванням виходу до землі завдяки конструкції XL4005, який може тягнути тільки до виходу. Тут є 12-бітний ЦАП і дільник на двох резисторах.

Питання:
В чому різниця? Ми використовуємо компаратор, тому нам потрібно або не перевищувати 70% від напруги, якою живиться ЦАП, або забезпечити компаратор окремим живленням, як на Фото 2. Адже при перевищенні порогу в 70% напруга різко зростає до максимальної - тобто до такої ж, як на вході.

Ми скористаємося першим варіантом.

Нюанс із ЦАП

ЦАП не має власного опорного струму, тому в розрахунках використовується його напруга живлення. Тому наявність стабілізованих 5 В є обов’язковою, адже без них значення будуть некоректними.

Виходячи з цього, максимальне значення, яке ми можемо зняти з ЦАП, становить 3,5 В. І, відштовхуючись від цього, розраховуємо коефіцієнт ділення:

• Максимальна напруга на виході: 24 В
• Коефіцієнт ділення = Вихідна макс. / Вихідна макс. ЦАП = 6,85

Проте є нюанс, з яким я стикнувся: завищені показники деяких партій ЦАП. Тому в мене коефіцієнт ділення збільшений на 1 і дорівнює 7,75.

На цьому все. Теоретично цю схему можна реалізувати для будь-якого подібного китайського модуля.

Ось плата моєї розробки вже у зборі.

Посилання:

• код