Alimentation variable (convertisseur Buck): 4 étapes (avec photos)

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-23 14:46

Une alimentation électrique est un appareil essentiel lorsque vous travaillez avec de l'électronique. Si vous voulez savoir combien d'énergie votre circuit consomme, vous devrez prendre des mesures de tension et de courant, puis les multiplier pour obtenir de l'énergie. Un travail si chronophage. Cela devient encore plus difficile si vous souhaitez surveiller en permanence la puissance sur une période de temps. Eh bien, laissez votre microcontrôleur faire tout le travail difficile. Dans cette vidéo, nous allons voir comment réaliser une alimentation variable pas chère et apprendre son fonctionnement.

Commençons

Étape 1: Buck Converter et son fonctionnement

Jetons un coup d'œil à ce module basé autour du LM2596 IC qui donne une tension continue variable à ses bornes de sortie. Pour étudier le circuit en profondeur, j'ai sorti mon multimètre, l'ai mis en mode continuité et j'ai commencé à sonder pour trouver ce qui est connecté à quoi. Après quelques sondages, je suis venu avec le circuit comme indiqué. Il s'agit d'un convertisseur Buck, également connu sous le nom de convertisseur abaisseur. La variation du potentiomètre donne n'importe quelle tension entre 1,25 V et la tension d'entrée. En consultant la fiche technique du LM2596, nous pouvons voir qu'il s'agit d'un simple appareil de commutation avec certaines fonctionnalités que nous pouvons ignorer pour le moment.

Donc, pour une compréhension claire, nous pouvons remplacer une partie du circuit par un simple interrupteur comme indiqué sur l'image.

Cas 1: L'interrupteur est fermé (Tonne)

Lorsque l'interrupteur est fermé, le courant circule dans la charge. Cela alimente l'inducteur qui stocke l'énergie dans son champ magnétique. La diode est polarisée en inverse et agit comme un circuit ouvert.

Cas 2: l'interrupteur est ouvert (Toff)

Lorsque l'interrupteur est ouvert, le champ magnétique de l'inducteur s'effondre, ce qui induit une force électromotrice et donc le courant traverse la charge et la diode qui est maintenant polarisée en direct.

Le travail du condensateur est de réduire le contenu d'ondulation dans la forme d'onde de sortie. Cela se fait encore et encore.

Le courant traversant la charge ressemblera à celui indiqué sur l'image. Le courant montera pendant Ton et diminuera pendant Toff. En faisant quelques calculs, on peut trouver la formule

Vout = α x Vin

où « α » est connu comme le rapport cyclique qui est égal à Ton/T. Comme α varie de 0 à 1, nous pouvons voir que la tension de sortie est la fraction de la tension d'entrée.

Étape 2: choses dont vous aurez besoin

1x Arduino de votre choix (le plus petit sera le mieux)

1x moniteur de puissance INA219

1x module LM2596

1x régulateur de tension LM7805

1x écran OLED (128x64)

1x prise d'alimentation CC

2x borniers

1x commutateur SPDT

1x potentiomètre 10k (Utilisez un pot de précision 10 tours si possible)

1x boîtier

Étape 3: Passons à la construction

Assez de théorie. Rassemblons tous les composants nécessaires et construisons une petite alimentation électrique bon marché à l'aide de ce convertisseur. Le schéma de circuit et le code sont joints à la présente. Assurez-vous d'installer les bibliothèques SSD1306 et INA219 d'Adafruit.

Pour obtenir toutes les mesures requises, je suis allé avec INA219. C'est un moniteur de puissance bidirectionnel avec I2C. Ce petit appareil facilite le travail de mesure du courant.

Nous n'utiliserons que deux broches de l'Arduino pour I2C. Je n'avais qu'Arduino Nano au moment de faire le projet. Une alternative plus petite peut être utilisée.

J'ai dessoudé le petit potentiomètre qui se trouvait sur le PCB et l'ai remplacé par un potentiomètre de 10k qui était fixé à l'avant du boitier. Si possible, utilisez un potentiomètre de précision à dix tours. Cela aidera à faire des ajustements fins.

Un petit écran OLED 128x64 de 0,96 pouce est utilisé pour afficher toutes les mesures de l'INA219.

Enfin, un petit boîtier pour que tout rentre. Soyez créatif dans le choix de la disposition des composants tant qu'il est judicieux.

Étape 4: Profitez

C'est ça! Téléchargez le code et commencez à jouer avec votre petit appareil. N'oubliez pas que le courant maximum qui peut être tiré du convertisseur est de 3A. Ce type de module ne dispose d'aucune protection contre les courts-circuits.

Merci d'être resté jusqu'au bout. J'espère que vous aimez tous ce projet et que vous avez appris quelque chose de nouveau aujourd'hui. Faites-moi savoir si vous en faites un pour vous-même. Abonnez-vous à ma chaîne YouTube pour plus de projets à venir. Merci une fois de plus!