डीसी से डीसी बक कन्वर्टर LM2596 का उपयोग कैसे करें: 8 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:18

यह ट्यूटोरियल दिखाएगा कि विभिन्न वोल्टेज की आवश्यकता वाले उपकरणों को पावर देने के लिए LM2596 बक कन्वर्टर का उपयोग कैसे करें। हम दिखाएंगे कि कनवर्टर के साथ उपयोग करने के लिए सबसे अच्छी प्रकार की बैटरी कौन सी हैं और कनवर्टर (अप्रत्यक्ष रूप से) से केवल एक से अधिक आउटपुट कैसे प्राप्त करें।

हम बताएंगे कि हमने इस कनवर्टर को क्यों चुना है और हम किस तरह की परियोजनाओं के लिए इसका इस्तेमाल कर सकते हैं।

आरंभ करने से पहले बस एक छोटा सा नोट: रोबोटिक्स और इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ काम करते समय कृपया बिजली वितरण के महत्व को नज़रअंदाज़ न करें।

बिजली वितरण पर हमारी श्रृंखला में यह हमारा पहला ट्यूटोरियल है, हम मानते हैं कि बिजली वितरण को अक्सर अनदेखा कर दिया जाता है और यह एक बड़ा कारण है कि कई लोग शुरुआत में रोबोटिक्स में रुचि खो देते हैं, उदाहरण के लिए वे अपने घटकों को जला देते हैं और खरीदने को तैयार नहीं होते हैं। डर से नए घटकों को फिर से जलाने के लिए, हम आशा करते हैं कि बिजली वितरण पर यह श्रृंखला आपको यह समझने में मदद करेगी कि बिजली के साथ बेहतर तरीके से कैसे काम किया जाए।

आपूर्ति:

1. LM2596 DC से DC कनवर्टर
2. 9वी क्षारीय बैटरी
3. Arduino Uno
4. जम्पर तार
5. 2S ली-पो या ली-आयन बैटरी
6. 2ए या 3ए फ्यूज
7. सर्वो मोटर SG90
8. छोटा ब्रेडबोर्ड

चरण 1: पिनआउट अवलोकन

यहाँ आप देख सकते हैं कि LM2596 DC से DC कनवर्टर मॉड्यूल कैसा दिखता है। आप देख सकते हैं कि LM2596 एक IC है, और मॉड्यूल IC के चारों ओर एक सर्किट बिल्ड है जो इसे एक समायोज्य कनवर्टर के रूप में काम करता है।

LM2596 मॉड्यूल के लिए पिनआउट बहुत सरल है:

IN+ यहां हम बैटरी (या पावर स्रोत) से लाल तार जोड़ते हैं, यह VCC या VIN (4.5V - 40V) है

IN- यहां हम बैटरी (या पावर सोर्स) से ब्लैक वायर कनेक्ट करते हैं, यह ग्राउंड है, GND या V--

OUT+ यहां हम बिजली वितरण सर्किट या संचालित एक घटक के सकारात्मक वोल्टेज को जोड़ते हैं

OUT- यहां हम बिजली वितरण सर्किट या संचालित एक घटक की जमीन को जोड़ते हैं

चरण 2: आउटपुट समायोजित करना

यह एक हिरन कनवर्टर है जिसका अर्थ है कि यह उच्च वोल्टेज लेगा और इसे कम वोल्टेज में परिवर्तित करेगा। वोल्टेज को समायोजित करने के लिए हमें कुछ चरण करने होंगे।

1. कनवर्टर को बैटरी या अन्य शक्ति स्रोत से कनेक्ट करें। जानिए आपने कनवर्टर में कितना वोल्टेज डाला है।
2. वोल्टेज को पढ़ने के लिए मल्टीमीटर सेट करें और कनवर्टर के आउटपुट को इससे कनेक्ट करें। अब आप आउटपुट पर पहले से ही वोल्टेज देख सकते हैं।
3. जब तक वोल्टेज वांछित आउटपुट पर सेट न हो जाए तब तक एक छोटे पेचकश के साथ ट्रिमर (यहां 20k ओम) को समायोजित करें। इसके साथ काम करने का तरीका जानने के लिए बेझिझक ट्रिमर को दोनों दिशाओं में घुमाएं। कभी-कभी जब आप पहली बार कनवर्टर का उपयोग करते हैं तो आपको ट्रिमर स्क्रू को 5-10 पूर्ण सर्कल घुमाने के लिए इसे काम करना होगा। इसके साथ तब तक खेलें जब तक आपको अहसास न हो जाए।
4. अब जब वोल्टेज उचित रूप से समायोजित हो गया है, तो मल्टीमीटर के बजाय उस डिवाइस/मॉड्यूल को कनेक्ट करें जिसे आप पावर देना चाहते हैं।

अगले कुछ चरणों में हम आपको कुछ उदाहरण दिखाना चाहेंगे कि कुछ वोल्टेज कैसे उत्पन्न करें और इन वोल्टेज का उपयोग कब करें। यहां दिखाए गए यह चरण अब से सभी उदाहरणों में निहित हैं।

चरण 3: वर्तमान रेटिंग

IC LM2596 की वर्तमान रेटिंग 3 Amps (स्थिर धारा) है, लेकिन यदि आप वास्तव में इसके माध्यम से 2 या अधिक Amps को लंबे समय तक खींचते हैं तो यह गर्म हो जाएगा और जल जाएगा। जैसा कि यहां अधिकांश उपकरणों के साथ होता है, हमें भी इसे लंबे और मज़बूती से काम करने के लिए पर्याप्त शीतलन प्रदान करना होगा।

यहां हम पीसी और सीपीयू के साथ एक सादृश्य बनाना चाहते हैं, जैसा कि आप में से अधिकांश पहले से ही जानते हैं, आपके पीसी का हीट अप और क्रैश, उनके प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए हमें उनकी कूलिंग में सुधार करने की आवश्यकता है, हम कूलिंग को बेहतर पैसिव या एयर से बदल सकते हैं कूलर या तरल शीतलन के साथ और भी बेहतर परिचय, आईसी जैसे प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक घटक के साथ भी यही बात है। तो इसे सुधारने के लिए हम इसके ऊपर एक छोटा कूलर (हीट एक्सचेंजर) चिपका देंगे और यह निष्क्रिय रूप से आईसी से आसपास की हवा में गर्मी वितरित करेगा।

ऊपर दी गई छवि LM2596 मॉड्यूल के दो संस्करण दिखाती है।

पहला संस्करण कूलर के बिना है और हम इसका उपयोग तब करेंगे जब स्थिर धारा 1.5 एम्पीयर से कम हो।

दूसरा संस्करण कूलर के साथ है और यदि स्थिर धारा 1.5 एम्पीयर से ऊपर है तो हम इसका उपयोग करेंगे।

चरण 4: उच्च वर्तमान सुरक्षा

कन्वर्टर्स जैसे पावर मॉड्यूल के साथ काम करते समय उल्लेख करने वाली एक और बात यह है कि अगर करंट बहुत अधिक जाता है तो वे जल जाएंगे। मेरा मानना है कि ऊपर के स्टेप से तो आप समझ ही गए होंगे, लेकिन IC को हाई करंट से कैसे बचाएं?

यहां हम एक अन्य घटक फ्यूज को पेश करना चाहेंगे। इस विशिष्ट मामले में हमारे कनवर्टर को 2 या 3 एम्पीयर से सुरक्षा की आवश्यकता है। तो हम लेते हैं, मान लीजिए कि एक 2 एम्पियर फ्यूज है और इसे ऊपर की छवियों के अनुसार तार दें। यह हमारे आईसी के लिए आवश्यक सुरक्षा प्रदान करेगा।

फ्यूज के अंदर एक सामग्री से बना एक पतला तार होता है जो कम तापमान पर पिघलता है, तार की मोटाई को निर्माण के दौरान सावधानी से समायोजित किया जाता है ताकि अगर 2 एम्पीयर से ऊपर चला जाए तो तार टूट जाएगा (या अनसोल्डर)। इससे करंट का प्रवाह रुक जाएगा और हाई करंट कन्वर्टर में नहीं आ पाएगा। बेशक इसका मतलब है कि हमें फ्यूज को बदलना होगा (क्योंकि यह अब पिघल गया है) और उस सर्किट को सही करना होगा जिसने बहुत अधिक करंट खींचने की कोशिश की थी।

यदि आप फ़्यूज़ के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो कृपया इसे जारी करते समय हमारे ट्यूटोरियल को देखें।

चरण 5: एकल स्रोत से 6V मोटर और 5V नियंत्रक को शक्ति देना

यहां एक उदाहरण दिया गया है जिसमें ऊपर वर्णित सभी चीजें शामिल हैं। हम वायरिंग चरणों के साथ सब कुछ सारांशित करेंगे:

1. 2S ली-पो (7.4V) बैटरी को 2A फ्यूज से कनेक्ट करें। यह हमारे मेन सर्किट को हाई करंट से बचाएगा।
2. आउटपुट पर जुड़े मल्टीमीटर के साथ वोल्टेज को 6V पर समायोजित करें।
3. कनवर्टर के इनपुट टर्मिनलों के साथ जमीन और वीसीसी को बैटरी से कनेक्ट करें।
4. सकारात्मक आउटपुट को Arduino पर VIN के साथ और माइक्रो सर्वो SG90 पर लाल तार से कनेक्ट करें।
5. नकारात्मक आउटपुट को Arduino पर GND और माइक्रो सर्वो SG90 पर भूरे रंग के तार से कनेक्ट करें।

यहां हमने वोल्टेज को 6V में समायोजित किया है और Arduino Uno और SG90 को संचालित किया है। हम ऐसा क्यों करेंगे कि SG90 को चार्ज करने के लिए Arduino Uno के 5V आउटपुट का उपयोग करने के बजाय कनवर्टर द्वारा दिया गया स्थिर आउटपुट है, साथ ही Arduino से आने वाला सीमित आउटपुट करंट भी है, और हम हमेशा अलग करना चाहते हैं सर्किट की शक्ति से मोटर शक्ति। यहां आखिरी चीज वास्तव में हासिल नहीं हुई है क्योंकि यह इस मोटर के लिए अनावश्यक है, लेकिन कनवर्टर हमें ऐसा करने की संभावना प्रदान करता है।

इस बारे में अधिक समझने के लिए कि इस तरह से घटकों को शक्ति देना बेहतर क्यों है और नियंत्रकों से मोटर्स को अलग करने के लिए कृपया बैटरी पर हमारे ट्यूटोरियल को देखें जब इसे जारी किया जाए।

चरण 6: एकल स्रोत से 5V और 3.3V उपकरणों को पावर देना

यह उदाहरण दिखाता है कि दो अलग-अलग प्रकार के वोल्टेज वाले दो उपकरणों को बिजली देने के लिए LM2596 का उपयोग कैसे करें। तस्वीरों में वायरिंग साफ देखी जा सकती है। हमने यहां जो किया है उसे नीचे दिए गए चरणों में समझाया गया है।

1. कनवर्टर के इनपुट के लिए 9वी क्षारीय बैटरी (किसी भी स्थानीय स्टोर में खरीदी जा सकती है) को कनेक्ट करें।
2. वोल्टेज को 5V पर समायोजित करें और आउटपुट को ब्रेडबोर्ड से कनेक्ट करें।
3. ब्रेडबोर्ड पर Arduino के 5V को पॉजिटिव टर्मिनल से कनेक्ट करें, और Arduino के ग्राउंड और ब्रेडबोर्ड को कनेक्ट करें।
4. यहां संचालित दूसरा उपकरण एक वायरलेस ट्रांसमीटर/रिसीवर nrf24 है, इसके लिए 3.3V की आवश्यकता होती है, आम तौर पर आप इसे सीधे Arduino से पावर कर सकते हैं लेकिन Arduino से आने वाला करंट आमतौर पर स्थिर रेडियो सिग्नल संचारित करने के लिए बहुत कमजोर होता है, इसलिए हम अपने कनवर्टर का उपयोग करेंगे इसे शक्ति देने के लिए।
5. ऐसा करने के लिए हमें वोल्टेज को 5V से 3.3V तक कम करने के लिए वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग करने की आवश्यकता है। यह कनवर्टर के +5V को 2k ओम रोकनेवाला, और 1k ओम रोकनेवाला को जमीन से जोड़कर किया जाता है। टर्मिनल वोल्टेज जहां वे स्पर्श करते हैं वह अब 3.3V तक कम हो गया है जिसका उपयोग हम nrf24 को चार्ज करने के लिए करते हैं।

यदि आप प्रतिरोधों और वोल्टेज डिवाइडर के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो कृपया हमारे ट्यूटोरियल को देखें कि यह कब जारी किया गया है।

चरण 7: निष्कर्ष

हमने यहां जो दिखाया है उस पर हम संक्षेप में बताना चाहेंगे।

• वोल्टेज को उच्च (4.5 - 40) से निम्न में बदलने के लिए LM2596 का उपयोग करें
• अन्य उपकरणों/मॉड्यूल को जोड़ने से पहले आउटपुट पर वोल्टेज स्तर की जांच करने के लिए हमेशा मल्टीमीटर का उपयोग करें
• 1.5 एम्प्स या उससे कम के लिए हीट सिंक (कूलर) के बिना LM2596 का उपयोग करें, और 3 एम्प्स तक के हीट सिंक के साथ
• LM2596 की सुरक्षा के लिए 2 Amp या 3 Amp फ्यूज का उपयोग करें यदि आप अप्रत्याशित धाराओं को खींचने वाली मोटरों को शक्ति प्रदान कर रहे हैं
• कन्वर्टर्स का उपयोग करके आप अपने सर्किट को पर्याप्त करंट के साथ स्थिर वोल्टेज प्रदान कर रहे हैं जिसका उपयोग आप मोटर्स को मज़बूती से नियंत्रित करने के लिए कर सकते हैं, इस तरह आप समय के साथ बैटरी वोल्टेज ड्रॉप के साथ व्यवहार को कम नहीं करेंगे।

चरण 8: अतिरिक्त सामग्री

आप इस ट्यूटोरियल में हमारे द्वारा उपयोग किए गए मॉडल को हमारे GrabCAD खाते से डाउनलोड कर सकते हैं:

GrabCAD रोबोटट्रोनिक मॉडल

आप हमारे अन्य ट्यूटोरियल इंस्ट्रक्शंस पर देख सकते हैं:

निर्देशयोग्य रोबोटट्रॉनिक

आप Youtube चैनल भी देख सकते हैं जो अभी भी बंद होने की प्रक्रिया में है:

यूट्यूब रोबोटट्रॉनिक