Inverter 12-220 volt på Arduino ren sinus med full programkod.
teori
Att uppnå sinusvågutgång är ganska svårt och kan inte rekommenderas för växelriktare, eftersom elektronisk enheter gillar vanligtvis inte exponentiellt ökande strömmar eller spänningar. Eftersom inverterare huvudsakligen tillverkas med hjälp av elektroniska enheter med fast tillstånd, elimineras vanligtvis en sinusformad vågform.
Elektroniska kraftanordningar när de arbetar med sinusformade vågor ger ineffektiva resultat, eftersom enheter som regel värms upp jämfört med rektangulära pulser.
Således är det bästa alternativet för att implementera en sinusvåg på en inverterare PWM, vilket betyder pulsbreddmodulering eller PWM.
PWM är ett förbättrat sätt (digital version) för exponensiell vågformsexponering genom proportionellt varierande kvadratiska pulsbredd, vars nettovärde beräknas exakt enligt nettovärdet för den valda exponentiella vågformen, här hänvisar det "rena" värdet till RMS-värdet. Därför kan den beräknade PWM med hänvisning till en given sinusvåg användas som en idealisk ekvivalent för replikering av en given sinusvåg. Dessutom är PWM: er perfekt kompatibla med elektroniska enheter (mosfets, BJT, IGBTS) och tillåter användning med minimal värme.
Vad är SPWM?
Den vanligaste metoden är att producera en PWM-sinusavvikare (sinusvåg) eller SPWM genom att applicera flera exponentiellt variabla signaler på ingången till en driftsförstärkare för den nödvändiga bearbetningen. Bland de två insignalerna bör den ena vara mycket högre i frekvens jämfört med den andra.
Med två insignaler
Som nämnts i det föregående avsnittet innefattar proceduren att tillföra två exponentiellt varierande signaler till ingångarna till driftsförstärkaren.
Här är den operativa förstärkaren konfigurerad som en typisk komparator, så vi kan anta att driftsförstärkaren omedelbart börjar jämföra de momentana spänningsnivåerna för dessa två överlagrade signaler i det ögonblick de visas eller appliceras på dess ingångar.
För att den operativa förstärkaren ska implementera korrekt sinusformad PWM vid dess utgång, är det nödvändigt att en av signalerna har en mycket högre frekvens än den andra. Den långsammare frekvensen här är den som borde vara sinusvågen för provet, som ska simuleras (replikeras) av PWM: er.
Helst bör båda signalerna vara sinusformade (en med en högre frekvens än den andra), men samma kan realiseras genom att inkludera en triangulär våg (hög frekvens) och en sinusvåg (selektiv våg med låg frekvens). Som framgår av följande bilder matas högfrekvenssignalen alltid till den inverterande ingången (-) på operationsförstärkaren, medan en annan långsammare sinusformad signal tillförs den icke-inverterande (+) ingången till operationsförstärkaren. I värsta fall kan båda signalerna vara triangulära vågor med rekommenderade frekvensnivåer, såsom beskrivs ovan. Detta kommer emellertid att hjälpa till att uppnå en ganska god ekvivalent med PWM sinusvågen.
En signal med en högre frekvens kallas en bärarsignal, medan en långsammare sampelsignal kallas en moduleringsingång.
Skapa SPWM med en triangulär och sena våg
Med hänvisning till figuren ovan är det möjligt att tydligt visualisera genom de plottade punkterna de olika sammanfallande eller överlappande spänningspunkterna för de två signalerna under en given tidsperiod. Den horisontella axeln visar vågformens tidsperiod, medan den vertikala axeln visar spänningsnivåerna för 2 som samtidigt löper, den överlagrade vågformen. Figuren informerar oss om hur den operativa förstärkaren kommer att reagera på de visade sammanhängande momentana spänningsnivåerna för de två signalerna och producerar en motsvarande förändrad sinusformad PWM vid dess utgång. En operativ förstärkare (op-amp) jämför helt enkelt, spänningsnivåerna för en snabb triangelvåg omedelbart förändrar sinusvågen (det kan också vara en triangelvåg), och kontrollerar för fall där spänningen i triangelvågformen kan vara lägre än sinusvågens spänning och svarar skapa omedelbart hög logik på dina utgångar.
Detta upprätthålls så länge som triangelns potentiella våg fortsätter att vara lägre än sinusvågens potential, och det ögonblick då sinusvågens potential upptäcks vara lägre än den momentana potentialen för triangelns våg, återgår utgångarna med ett minimum och tål tills situationen upprepas.
Denna kontinuerliga jämförelse av de omedelbara potentialnivåerna för två överlagrade vågformer vid de två ingångarna på operationsförstärkarna leder till skapandet av motsvarande förändrade PWM, som exakt kan upprepa sinusformen som appliceras på den icke-inverterande ingången till operationsförstärkaren.
Driftsförstärkare och SPWM
Följande figur visar modellering ovanstående operation:
Här kan vi observera hur det implementeras i praktiken, och det är så den operativa förstärkaren kommer att göra detsamma (även om det är mycket högre hastighet i MS).
Operationen är ganska uppenbar och visar tydligt hur den operativa förstärkaren ska bearbeta sinusvågen PWM genom att jämföra två samtidigt ändrade signaler vid dess ingångar, såsom beskrivs i de föregående avsnitten.
I själva verket kommer den operativa förstärkaren att bearbeta sinusformad PWM mycket mer exakt än simuleringen som visas ovan, den kan vara 100 gånger bättre, vilket skapar extremt enhetlig och välmätt PWM som matchar det levererade provet. Sinusvåg.
Arduino inverterar två kretsar
delar lista
Alla 1/4 Watt-motstånd, 5% CFR
• 10K = 4
• 1K = 2
• BC547 = 4st
• MOSFETs IRF540 = 2st
• Arduino UNO = 1
• Transformator = 9-0-9V / 220V / 120V.
• Batteri = 12V
Alla 1/4 Watt-motstånd, 5% CFR
• 10K = 4
• 1K = 2
• BC547 = 4st
• MOSFETs IRF540 = 2st
• Arduino UNO = 1
• Transformator = 9-0-9V / 220V / 120V.
• Batteri = 12V
Konstruktionen är faktiskt väldigt enkel, som visas i följande bild.
Stift # 8 och stift # 9 skapar PWM växelvis och växlar Mosfets med samma PWM.
Mosfet inducerar i sin tur en mycket aktuell SPWM-vågform på transformatorn med hjälp av batteriets kraft och tvingar transformatorns sekundär att producera en identisk vågform.
Den föreslagna Arduino-inverterarkretsen kan uppgraderas till valfri högre effektnivå genom att helt enkelt byta ut Mosfets respektive transformator, som ett alternativ, kan du också konvertera detta till en fullbrygga eller sinusvåg-inverter
Arduino Board Power
Vågformbilder för Arduino SPWM
Eftersom Arduino kommer att producera en 5V-utgång kanske detta inte är idealiskt för direktstyrning av MOS-transistorer.
Därför är det nödvändigt att höja strobnivån till 12V så att Mosfets fungerar korrekt utan uppvärmningsanordningar.
För att säkerställa att Mosfety inte startar när Arduino startar eller startar måste du lägga till följande fördröjningsgenerator och ansluta den till basen på BC547-transistorerna.Detta skyddar Mosfets och förhindrar att de brinner ut vid strömbrytare och när Arduino startar.
Lägga till en automatisk spänningsregulator
Precis som på alla andra inverterare, vid utgången från denna design, kan strömmen stiga till osäkra gränser när batteriet är fulladdat.
För att kontrollera detta, lägg till en automatisk spänningsregulator.
BC547-samlarna måste vara anslutna till baserna i det vänstra BC547-paret, som är anslutna till Arduino via 10K-motstånd.
Den andra versionen av inverteraren med sn7404 / k155ln1-chipet
Det är viktigt att:
För att undvika oavsiktlig påslagning innan du laddar Arduino, kan en enkel fördröjning i timerkretsen inkluderas i ovanstående design, som visas nedan:
Programkod:
/ *
Den här koden baserades på Swagatam SPWM-kod med ändringar som gjorts för att ta bort fel. Använd den här koden som du skulle använda andra Swagatams verk.
Attonrisk 2017
* /
const int sPWMArray [] = {500,500,750,500,1250,500,2000,500,1250,500,750,500,500}; // Detta är matrisen där SPWM-värdena ändrar dem efter behov
const int sPWMArrayValues = 13; // Du behöver detta eftersom C inte ger dig längden på en array
// Stiften
const int sPWMpin1 = 10;
const int sPWMpin2 = 9;
// Stiftet växlar
bool sPWMpin1Status = sant;
bool sPWMpin2Status = sant;
ogiltig installation ()
{
pinMode (sPWMpin1, OUTPUT);
pinMode (sPWMpin2, OUTPUT);
}
void loop ()
{
// ögla för stift 1
för (int i (0); i! = sPWMArrayValues; i ++)
{
if (sPWMpin1Status)
{
digitalWrite (sPWMpin1, HIGH);
delayMicroseconds (sPWMArray [i]);
sPWMpin1Status = falsk;
}
annars
{
digitalWrite (sPWMpin1, LOW);
delayMicroseconds (sPWMArray [i]);
sPWMpin1Status = sant;
}
}
// ögla för stift 2
för (int i (0); i! = sPWMArrayValues; i ++)
{
if (sPWMpin2Status)
{
digitalWrite (sPWMpin2, HIGH);
delayMicroseconds (sPWMArray [i]);
sPWMpin2Status = falsk;
}
annars
{
digitalWrite (sPWMpin2, LOW);
delayMicroseconds (sPWMArray [i]);
sPWMpin2Status = sant;
}
}
}Lycka till.