Arduino modifikovaný sínusový invertorový obvod

Arduino modifikovaný sínusový invertorový obvod

V tomto príspevku zostrojíme modifikovaný sínusový invertor pomocou Arduina. Preskúmame metodiku navrhovaného invertora sínusových vĺn a nakoniec sa pozrieme na simulovaný výstup tohto invertora.



Autor:

Rozdiel medzi štvorcovými vlnami a modifikovaným invertorom štvorcových vĺn

Invertory nás zachránili pred krátkodobými výpadkami elektriny doma, v priemysle a na pohotovostiach. Kvalita energie dodávanej striedačmi sa líši v závislosti od toho, čo typ meniča sa používa. Invertory sú rozdelené do troch typov: štvorcové, modifikované sínusové a čisté sínusové.





Invertor štvorcových vĺn má nekvalitný výstup a obsahuje veľa harmonického šumu, ktorý nemusí byť vhodný pre veľa elektronických prístrojov. Jeho tvar vlny stúpa a klesá. Avšak odporové záťaže, ako sú žiarovky, ohrievače a niektoré zariadenia, ktoré zamestnanci SMPS, nevykazujú problém s invertormi s obdĺžnikovými vlnami.

TO upravená sínusová vlna alebo presnejšie upravená obdĺžniková vlna dokáže bez väčších problémov spustiť väčšinu elektronických prístrojov.



Vlnová forma ide nahor a klesne na nulu voltu a zostane po určitý čas záporná a vráti sa na nulu voltu a cyklus sa opakuje. Má harmonický šum, ale nie taký zlý ako štvorcová vlna a dá sa ľahko filtrovať. Táto konštrukcia sa používa vo väčšine lacných striedačov.

Čistý sínusový invertor má najsofistikovanejší a najdrahší dizajn. Môže pracovať so všetkými elektronickými zariadeniami vrátane indukčných záťaží, ako sú napríklad motory, ktoré majú problémy s prevádzkou pri iných spomenutých konštrukciách. Nemá harmonické a tvar vlny je hladký sínusový.

Teraz už viete základný rozdiel medzi sínusovými, upravenými sínusovými a obdĺžnikovými invertormi.

V tomto projekte konštruujeme invertor, ktorý môže dodávať výstup ekvivalentný sínusovému invertoru.

Obvod je možné lepšie pochopiť podľa nižšie uvedeného blokového diagramu:

Navrhovaný dizajn pozostáva z Arduina, ktoré generuje konštantnú obdĺžnikovú vlnu 50 Hz. Obvod chopperu IC 555 generuje vysokofrekvenčný impulz.

Skutočné sekanie týchto dvoch signálov sa vykonáva pomocou IC 7408, čo je brána AND. Zmiešaný signál sa privádza do brány MOSFET. Frekvencia IC 555 sa dá meniť na prispôsobenie výstupného napätia vyladením variabilného odporu.

Schéma zapojenia:

Arduino modifikovaný sínusový invertorový obvod

Konštantná obdĺžniková vlna 50 Hz sa generuje na pinoch č. 7 a 8 na Arduine. Tento klopný signál sa privádza na pin # 1 a pin # 4 na IC 7408. Tieto dva piny sú z dvoch rôznych hradiel AND.

Vysokofrekvenčný sekací signál sa privádza na pin # 2 a # 5. Brána AND umožňuje iba vtedy, keď sú dva vstupy vysoké, pretože frekvenčný výstup Arduino je nižší a IC555 vyšší, na príslušnom výstupe brány dostaneme sekaný signál.

Sekundárny výstup sa privádza na MOSFET s rezistorom obmedzujúcim prúd na obmedzenie rýchlosti nabíjania hradlového kondenzátora. Ak potrebujete výstup s vyšším výkonom, môžete použiť transformátor s napätím 12 V alebo 15 A alebo vyšším.

Na výstupe sa používa varistor na báze oxidu kovu 400 V na potlačenie počiatočného rázu vysokého napätia, zatiaľ čo zapínanie invertora môže mať veľkosť niekoľko stoviek voltov.

Ako zdroj konštantného napätia sa pre arduino používa 9V regulátor. Pre hladký štart a ochranu invertora pred náhlymi výkyvmi napätia možno na vstupe z batérie použiť kapacitu 1 000 uF alebo vyššiu.

Okruh sekačky:

Obvod choppera je jednoduchý generátor s variabilnou frekvenciou a obvod je samozrejmý.
Teraz sa pozrime, ako dobre je frekvencia z Arduina sekaná obvodom vysokofrekvenčného generátora, aby sa dosiahol ekvivalent sínusovej vlny.

Vyššie uvedená simulácia popisuje výstup z arduina. Je to jednoduchý a stabilný signál 50 Hz.

Vyššie uvedená simulácia zobrazuje tvar vlny po sekaní konštantného signálu 50 Hz. Šírku rezného pomeru je možné upraviť vyladením variabilného rezistora, ktoré tiež určuje výstupné napätie.

Vyššie uvedený prerušovaný signál nemusí vyzerať ako sínusová vlna. Sekaná forma vlny invertora skutočnej sínusovej vlny rastie a klesá exponenciálne cez os x. Ale začnite jednoduchým návrhom, sekacia frekvencia zostáva konštantná a dosť dobrá na to, aby fungovala väčšina elektronických prístrojov.

Program pre 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----------//

Pre verziu Full Bridge sa môžete obrátiť na tento dizajn: https://www.elprocus.com/arduino-full-bridge-h-bridge-sinewave-inverter-circuit/




Dvojica: Inštalácia regeneračného brzdného systému do automobilov Ďalej: Obvod ovládača ventilu dvojitého potrubia vodného čerpadla