Cara Menggunakan Konverter Buck DC ke DC LM2596: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Tutorial ini akan menunjukkan cara menggunakan LM2596 Buck Converter untuk menyalakan perangkat yang membutuhkan voltase berbeda. Kami akan menunjukkan jenis baterai mana yang terbaik untuk digunakan dengan konverter dan bagaimana mendapatkan lebih dari satu keluaran dari konverter (secara tidak langsung).

Kami akan menjelaskan mengapa kami memilih konverter ini dan untuk jenis proyek apa kami dapat menggunakannya.

Sekedar catatan kecil sebelum kita mulai: Saat bekerja dengan robotika dan elektronik, jangan mengabaikan pentingnya distribusi daya.

Ini adalah tutorial pertama kami dalam seri kami tentang Distribusi Daya, kami percaya bahwa Distribusi Daya sering diabaikan dan ini adalah alasan besar mengapa banyak orang kehilangan minat pada robotika pada awalnya, misalnya mereka membakar komponen mereka dan tidak mau membeli komponen baru dari rasa takut untuk membakarnya lagi, kami berharap seri Distribusi Daya ini akan membantu Anda memahami cara bekerja dengan listrik dengan lebih baik.

Perlengkapan:

1. Konverter DC ke DC LM2596
2. Baterai Alkaline 9V
3. Arduino Uno
4. Kabel Jumper
5. Baterai Li-Po atau Li-Ion 2S
6. Sekering 2A atau 3A
7. Servo Motor SG90
8. Papan tempat memotong roti kecil

Langkah 1: Ikhtisar Pinout

Di sini Anda dapat melihat bagaimana Modul Konverter DC ke DC LM2596 terlihat. Anda dapat melihat bahwa LM2596 adalah IC, dan modul adalah rangkaian yang dibangun di sekitar IC untuk membuatnya berfungsi sebagai konverter yang dapat disesuaikan.

Pinout untuk modul LM2596 sangat sederhana:

IN+ Di sini kita menghubungkan kabel merah dari baterai (atau sumber listrik), ini adalah VCC atau VIN (4.5V - 40V)

IN- Di sini kita menghubungkan kabel hitam dari baterai (atau sumber listrik), ini adalah ground, GND atau V--

OUT+ Di sini kita menghubungkan tegangan positif dari rangkaian distribusi daya atau komponen yang ditenagai

OUT- Di sini kita menghubungkan ground dari sirkuit distribusi daya atau komponen yang ditenagai

Langkah 2: Menyesuaikan Output

Ini adalah konverter uang yang berarti akan mengambil tegangan yang lebih tinggi dan mengubahnya menjadi tegangan yang lebih rendah. Untuk mengatur tegangan kita harus melakukan beberapa langkah.

1. Hubungkan konverter dengan baterai atau sumber daya lainnya. Ketahui berapa banyak tegangan yang Anda masukkan ke dalam konverter.
2. Atur multimeter untuk membaca tegangan dan hubungkan output konverter ke sana. Sekarang Anda sudah dapat melihat tegangan pada output.
3. Sesuaikan pemangkas (di sini 20k Ohm) dengan obeng kecil sampai tegangan diatur ke output yang diinginkan. Jangan ragu untuk memutar pemangkas di kedua arah untuk merasakan bagaimana bekerja dengannya. Terkadang saat Anda menggunakan konverter untuk pertama kalinya, Anda harus memutar sekrup pemangkas 5-10 lingkaran penuh agar berfungsi. Mainkan sampai Anda merasakannya.
4. Sekarang tegangan telah disesuaikan dengan tepat, alih-alih multimeter, hubungkan perangkat/modul yang ingin Anda nyalakan.

Dalam beberapa langkah berikutnya kami ingin menunjukkan kepada Anda beberapa contoh tentang cara menghasilkan tegangan tertentu dan kapan harus menggunakan tegangan ini. Langkah-langkah yang ditunjukkan di sini mulai sekarang tersirat pada semua contoh.

Langkah 3: Peringkat Saat Ini

Nilai arus IC LM2596 adalah 3 Amps (arus stabil), tetapi jika Anda benar-benar menariknya 2 atau lebih Amps untuk jangka waktu yang lama akan memanas dan terbakar. Seperti kebanyakan perangkat di sini, kami juga harus menyediakan pendinginan yang cukup agar dapat bekerja lama dan andal.

Di sini kami ingin membuat analogi dengan PC dan CPU, karena sebagian besar dari Anda sudah tahu, PC Anda panas dan mogok, untuk meningkatkan kinerjanya kita perlu meningkatkan pendinginannya, kita dapat mengganti pendinginan dengan pasif atau udara yang lebih baik lebih dingin atau lebih baik diperkenalkan dengan pendingin cair, itu hal yang sama dengan setiap komponen elektronik seperti IC. Jadi untuk memperbaikinya kita akan merekatkan pendingin kecil (penukar panas) di atasnya dan ini akan secara pasif mendistribusikan panas dari IC ke udara sekitarnya.

Gambar di atas menunjukkan dua versi modul LM2596.

Versi pertama tanpa pendingin dan kami akan menggunakannya jika arus stabil di bawah 1,5 Amps.

Versi kedua adalah dengan pendingin dan kami akan menggunakannya jika arus stabil di atas 1,5 Amps.

Langkah 4: Perlindungan Arus Tinggi

Hal lain yang perlu disebutkan ketika bekerja dengan modul daya seperti konverter adalah mereka akan terbakar jika arus terlalu tinggi. Saya yakin Anda sudah memahaminya dari langkah di atas, tetapi bagaimana cara melindungi IC dari arus tinggi?

Di sini kami ingin memperkenalkan komponen lain Fuse. Dalam kasus khusus ini konverter kami membutuhkan perlindungan dari 2 atau 3 Amps. Jadi kita ambil, misalkan sekering 2 Amp dan sambungkan sesuai gambar di atas. Ini akan memberikan perlindungan yang diperlukan untuk IC kami.

Di dalam Sekring terdapat kawat tipis yang terbuat dari bahan yang meleleh pada suhu rendah, ketebalan kawat diatur dengan hati-hati selama pembuatan sehingga kawat akan putus (atau terlepas) jika arus melebihi 2 Amps. Ini akan menghentikan aliran arus dan arus tinggi tidak akan bisa masuk ke konverter. Tentu saja ini berarti kita harus mengganti Sekring (karena sekarang sudah meleleh) dan memperbaiki rangkaian yang mencoba menarik terlalu banyak arus.

Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang sekering, silakan lihat tutorial kami saat kami melepaskannya.

Langkah 5: Menghidupkan Motor 6V dan Pengontrol 5V Dari Satu Sumber

Berikut adalah contoh yang mencakup semua yang disebutkan di atas. Kami akan merangkum semuanya dengan langkah-langkah pengkabelan:

1. Hubungkan baterai 2S Li-Po (7.4V) dengan sekering 2A. Ini akan melindungi sirkuit utama kita dari arus tinggi.
2. Sesuaikan tegangan ke 6V dengan multimeter terhubung pada output.
3. Hubungkan ground dan VCC dari baterai dengan terminal input konverter.
4. Hubungkan output positif dengan VIN pada Arduino dan dengan kabel merah pada micro servo SG90.
5. Hubungkan output negatif dengan GND pada Arduino dan kabel coklat pada micro servo SG90.

Di sini kami telah menyesuaikan tegangan ke 6V dan menyalakan Arduino Uno dan SG90. Alasan mengapa kami melakukan itu daripada menggunakan output 5V Arduino Uno untuk mengisi daya SG90 adalah output stabil yang diberikan oleh konverter, serta arus keluaran terbatas yang berasal dari Arduino, dan juga kami selalu ingin memisahkan daya motor dari daya rangkaian. Di sini hal terakhir sebenarnya tidak tercapai karena itu tidak diperlukan untuk motor ini, tetapi konverter memberi kita kemungkinan untuk melakukan itu.

Untuk memahami lebih lanjut tentang mengapa lebih baik menyalakan komponen dengan cara ini dan untuk memisahkan motor dari pengontrol, silakan lihat tutorial kami tentang baterai saat dilepaskan.

Langkah 6: Menghidupkan Perangkat 5V dan 3.3V Dari Satu Sumber

Contoh ini menunjukkan cara menggunakan LM2596 untuk memberi daya pada dua perangkat dengan dua jenis tegangan yang berbeda. Kabel dapat dilihat dengan jelas dari gambar. Apa yang telah kami lakukan di sini dijelaskan dalam langkah-langkah di bawah ini.

1. Hubungkan Baterai Alkaline 9V (dapat dibeli di toko lokal mana pun) ke input konverter.
2. Sesuaikan tegangan ke 5V dan hubungkan output ke papan tempat memotong roti.
3. Hubungkan 5V Arduino ke terminal positif pada papan tempat memotong roti, dan hubungkan landasan Arduino dan papan tempat memotong roti.
4. Perangkat kedua yang ditenagai di sini adalah pemancar/penerima nirkabel nrf24, membutuhkan 3.3V, biasanya Anda dapat menyalakannya langsung dari Arduino tetapi arus yang berasal dari Arduino biasanya terlalu lemah untuk mengirimkan sinyal radio yang stabil, jadi kami akan menggunakan konverter kami untuk menyalakannya.
5. Untuk melakukan itu kita perlu menggunakan Pembagi Tegangan untuk mengurangi tegangan dari 5V menjadi 3.3V. Ini dilakukan dengan menghubungkan +5V konverter ke resistor 2k Ohm, dan resistor 1k Ohm ke ground. Tegangan terminal di mana mereka bersentuhan sekarang dikurangi menjadi 3.3V yang kami gunakan untuk mengisi daya nrf24.

Jika Anda ingin tahu lebih banyak tentang resistor dan pembagi tegangan, silakan lihat tutorial kami tentang itu saat dirilis.

Langkah 7: Kesimpulan

Kami ingin meringkas apa yang telah kami tunjukkan di sini.

• Gunakan LM2596 untuk mengubah tegangan dari tinggi (4,5 - 40) ke rendah
• Selalu gunakan Multimeter untuk memeriksa level tegangan pada output sebelum menghubungkan perangkat/modul lain
• Gunakan LM2596 tanpa heat sink (pendingin) untuk 1,5 Amps atau lebih rendah, dan dengan heat sink hingga 3 Amps
• Gunakan Sekring 2 Amp atau 3 Amp untuk melindungi LM2596 jika Anda menyalakan motor dengan arus yang tidak terduga
• Dengan menggunakan konverter, Anda memberikan tegangan stabil ke sirkuit Anda dengan arus yang cukup yang dapat Anda gunakan untuk mengendalikan motor dengan andal, dengan cara ini Anda tidak akan mengurangi perilaku dengan penurunan tegangan baterai dari waktu ke waktu

Langkah 8: Barang Ekstra

Anda dapat mengunduh model yang telah kami gunakan dalam tutorial ini dari akun GrabCAD kami:

Model Robottronic GrabCAD

Anda dapat melihat tutorial kami yang lain di Instructables:

Robottronic yang dapat diinstruksikan

Anda juga dapat memeriksa saluran Youtube yang masih dalam proses kicking off:

Youtube Robottronic