Arduino – ±15V Ayarlı Güç Kaynağı

±15V ayarlanabilir güç kaynağı yazımızda Arduino ile çıkış gerilimini LCD ekranda göstereceğiz demiştik. Bu yazıyı ±15V Güç Kaynağı yazısının devamı gibi düşünebilirsiniz. Bu yüzden devam etmeden önce lütfen diğer yazımızı okuyun. Bu yazıda analog kısımdan bahsedilmeyecektir.  ±15V ayarlanabilir güç kaynağının çıkışındaki gerilimi sürekli multimetre ile kontrol etme zorunda kalmamak için çıkışları Arduino ile okuyup devamında 16×2 LCD ekrana göndereceğiz. Arduino’nun analog girişleri ile gerilim okuyabildiğimizi Arduino ile Analog Giriş Çıkış yazımızda anlatmıştık. Malzeme listesine göz atalım:

MALZEME LİSTESİ

±15V Ayarlanabilir güç kaynağı devresini malzemelerine ek olarak:

  • 1x Arduino UNO
  • 1x 16×2 LCD
  • 4x Direnç (Direnç Değerleri için lütfen yazıyı okuyun.)
  • 1x 10k Potansiyometre (LCD Kontrastı İçin.)
  • 2x 5.1V Zener Diyot (Analog girişler için.)

Baskı devre için ekstra gerekli malzemeler:

  • 1x ATMEGA 328 MCU
  • 1x 6V Trafo
  • 1x LM7805
  • 1x Köprü Diyot (1A yeterli olur.)
  • 1x 16V 1000uf Kondansatör
  • 1x 6.3V 1000uF Kondansatör
  • 2x 1nF Kondansatör
  • 1x 16MHz Kristal Osilatör
  • 2x 22pF Kondansatör (Osilatör için.)
  • 2x Soğutucu (LM317 ve LM337 için. Opsiyoneldir fakat kullanılmasını tavsiye ederiz.)
  • 1x 28 Bacaklı Entegre Yuvası (Atmega328 için. Opsiyoneldir fakat lehimlerken zarar gelmemesi ve entegrenin başka yerlerde de kullanılabilmesi için açısından kullanılmalıdır.)
  • 3x 3’lü Klemens

Devrenin (+) çıkışı için Arduino yeterli olsa da (-) çıkış için bir kaç düzenleme yapmamız gerekli. Arduino’nun analog girişleri 0-5V aralığını okuyabilmektedir. Negatif gerilim okuma özelliği yoktur. Bu yüzden biz de küçük bir düzenleme ile bu sorunu çözdük. Devrenin (-) çıkışını Arduino’nun toprağına verdik. Ölçümleri ise devrenin GND ve (+) uçlarından yaptık. Yani burada devrenin GND bacağından negatif gerilimi ölçerken (+) bacağından ise (-) ve (+) uçları arasındaki gerilimleri ölçük. Bu değerden GND bacağından ölçülen değeri çıkardığımız zaman ise (+) çıkışındaki gerilimi ulaşabiliriz. Aşağıdaki modellemede daha net görülmektedir.

Arduino ile A ve B ölçümleri yapıldıktan sonra kod içerisinde A-B işlemi yapılarak pozitif gerilim elde edilmiştir. Arduino’nun analog girişleri 0-5V aralığında çalıştığı için güç kaynağının çıkışları gerilim bölücü ile düşürülmelidir. Kod içerisinde tekrar yükseltilerek doğru değerlere ulaşılabilir. GND bacağının gerilim değeri maksimum 15V olacağı için en az 3’e bölünmesi gerekir. (+) çıkışının ise maksimum değeri 30V olduğu için 6’ya bölünmesi gerekir. Gerilim bölücü hesabını aşağıdaki şekilde kendiniz yapabilirsiniz. Dirençlerinizi de ona göre alabilirsiniz. Biz projede elimizde olan dirençlerle bölme yaptık. Burada dikkat edilmesi gereken sistemi etkilememesi için düşük eğerli dirençler kullanmamaktır.

Direnç hesabını da bitirdikten sonra devreyi kurmaya başlayabiliriz. Güç kaynağı devresine ek olarak dirençler, Arduino ve LCD kullanılacaktır. Bağlantılar aşağıdaki gibidir:

Burada zener diyot kullanılmasının sebebi gerilim 5 Volt’u geçmesi durumunda analog girişleri korumaya almak içindir. Devrenin kurulumu tamamlandıktan sonra kodlama kısmına geçebiliriz. Kodların açıklamaları yanında verilmiştir. Devamında PCB tasarımına gerçilecektir.

Öncelike map kodunu anlamanız için Arduino- Analog Giriş-Çıkış yazımıza bakmanızda fayda var.  Map kodu bir aralıktaki sayıları başka bir aralığa ölçekler. Yani analog girişten okumuş olduğunuz maksimum ve minimum değere bakarak bu değerleri 0-16, 0-32 aralığına getirme işlemi yapılmıştır. Bu sayede ADC’den okunan değer gerçek gerilim değerlerine çevrilmiştir. Map kodu Arduino’nun kendi kütüphanesinde mevcuttur fakat integer olarak sonuç verir. Bu yüzden aynı fonksiyon Arduino’nun sitesinden alınıp değişkenler float olarak değiştirilmiştir. Bunun sebebi ise gerilim değerlerinin ondalık kısımlarını da görülmesini istememizdir. Şimdi PCB tasarımına göz atalım.

*****MAP KODUNUN İÇİNDEKİ DEĞERLERİ KENDİNİZ TEST EDİP DEĞİŞTİRMENİZ GEREKMEKTEDİR.*****

Devrenin board üstündeki hali aşağıdaki verilmiştir:

PCB Tasarımı

PCB tasarımında Arduino’nun üzerinde bulunan Atmega328 mikrodenetleyicisi kullanılmıştır. Entegre sistemden beslenemediği için ayrı bir güç kaynağı tasarlanmıştır. Bu güç kaynağından fazla güç çekilmeyeceği için küçük bir trafo yeterli olacaktır. Ayrıca soğutucuya da gerek yoktur. Güç kaynağı basit bir yapıdadır. Köprü diyottan sonra kapasite ile doğrultulan gerilim LM7805 entegresi ile 5V’a sabitlenir. Ayrıca çıkışına da filtre amaçlı iki kapasite koyulmuştur. Daha ayrıntılı bilgi için 5-9-12V çıkışlı güç kaynağı yazımıza bakabilirsiniz.

Devre şematiği şu şekildedir:

PCB üzerinde Atmega 328 entegresinin yanındaki iki delik push-button içindir. Denetleyiciyi resetlemek için kullanılır. Atmega 328 için şematik şu şekildedir:

Şematikteki +5V’luk bölüm yukarıdaki şematikteki devrenin çıkışıdır. Vn ve Vp ise ±15V’luk güç kaynağından, gerilim bölücülerden gelen gerilimdir. Ayrıca PCB çiziminin kolay olması için LCD bacakları farklı bağlanmıştır. Bu yüzden PCB için kod da farklıdır. Ayrıca analog girişlerin de yeri değişmiştir. Yeni kodlar şu şekildedir:

Diğer kodda olduğu gibi map kodunun içindeki değerleri kendiniz test edip belirlemelisiniz. Bu değerler elimizdeki dirençler içindir. Şu an hazır olan devrede birden fazla direnç ile gerilim bölücü kurulduğu için PCB’ye uygun değildir. PCB 2 direnç ile bölücü yapmak üzere tasarlanmıştır. PCB gerçeklendiği zaman kod da güncellenecektir.

Bu şematiklere göre kendi baskı devrenizi tasarlayabilirsiniz. Bizim tasarlamış olduğumuz PCB bu şematiklere ve son verdiğim koda göre tasarlanmıştır. Opsiyonel olarak LCD’nin beslemesi ile toprağı arasına 1nf kapasite eklenmiştir. PCB tasarımı için Proteus programı kullanılmıştır. PCB gerçeklemesi daha yapılmamıştır. PCB tasarımında LM317 ve LM337 entegrelerinin arkasında soğutucu kullanılabilmesi için boşluk bırakılmıştır.  Gerçekleme yapılıp testler yapıldıktan sonra yazı güncellenecektir. Çıktının PDF dosyaları:

=====>>>ayarli_guc_kaynagi_malzemesiz, ayarli_guc_kaynagi_malzemeli<<<<<=====

Resimlerin Tam Boyutunu Görmek için Lütfen Resimlere Tıklayınız

 

“Arduino – ±15V Ayarlı Güç Kaynağı” Hakkında 1 Yorum

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.