Sprememba električne energije prek Raspberryja
Spletna agencija » Digitalne novice » Sprememba električne energije prek Raspberryja

Sprememba električne energije prek Raspberryja

V tem članku bomo spreminjali električno moč enega prek Raspberryja. Načelo delovanja lahko omogoča nadzor, na primer, jakosti žarnice ali hitrosti motorja.

Običajno bi morali za izvedbo te naloge spreminjati tok ali intenzivnost obremenitve. Le voila, z Rpi, ki je sposoben poslati samo signal vse ali nič, kako to storimo? Odgovor je: uporabljajte obe stanji izmenično in večkrat. Ta tehnika se imenuje PWM za impulzno širinsko modulacijo, ki v francoščini omogoča modulacijo širine impulza.

Načelo dela

Modulacija širine impulza je tehnika, ki se običajno uporablja za sintezo neprekinjenih signalov z uporabo tokokrogov za vklop/izklop. Splošno načelo je, da je z uporabo zaporedja impulzov (sprememba stanja 0 v 1) za dobro izbrano trajanje mogoče dobiti katero koli vmesno vrednost v povprečju v določenem obdobju.

To načelo temelji na dveh parametrih:

  • Pogostost (obdobje)

  • Delovni cikel

PWM_parameters

Frekvenca (ali obdobje) je število generiranih impulzov na sekundo. To se šteje med trenutkom začetka enega impulza in začetkom naslednjega. Enota frekvence je Hertz (Hz). Hertz je en srčni utrip na sekundo. 50 Hz na primer ustreza 50 impulzom v eni sekundi, kar daje impulz vsakih 0.02 sekunde.

Delovni cikel je odstotek časa, ko je signal v položaju 1 med ciklom.

Na primer frekvenca 50 Hz in delovni cikel 50 % pomeni, da bo vsakih 0.02 sekunde signal na 1 (visoko) za polovico časa in na 0 (NIZKA) za drugo polovico.

petdeset odstotkov

50 Hertz in 50% cikel

Za frekvenco 50 Hz in delovni cikel 80 % bo signal na 1 (HIGH) za 80 % časa cikla 0.02 sekunde.

 osemdeset odstotkov

50 Hertz in 80% cikel

Testirajte z LED

No, teorija je kul, najbolj zabavna pa je praksa! Za prvi test boste potrebovali LED in 10 Ohmski upor za zaščito slednjega. Največji tok GPIO pina Raspberryja ne presega 16 mA. Na veliki večini LED diod je podprt tok 20 mA. Odpor torej ne bi smel biti potreben, a vseeno ščiti. Odvisno od tebe. Formula za izračun je naslednja (če imate dokumentacijo za vašo LED).

Upor = (napajalna napetost - napetost LED) / Max LED tok

Krog je naslednji:

schema_test_rpi_del

Za ostalo predvidevam, da ste namestili knjižnico python, ki omogoča nadzor vrat GPIO. Če temu ni tako, vas napotim na ta članek.

Utripa LED

Začeli bomo s preprosto bliskavico LED. Naslednja koda omogoča, da LED utripa 50 % časa vsakega obdobja. Obdobja trajajo 0.5 Hz, torej eno obdobje na 2 sekundi. Komentarji bi morali zadostovati za razumevanje kode.

Utripa LED z različno intenzivnostjo

V naslednjem primeru bomo naredili, da LED utripa, vendar tokrat z nadzorom stopnje intenzivnosti zahvaljujoč poročilu o ciklu.

Spreminjanje hitrosti motorja prek Raspberryja

Vrata GPIO Rapsberry pošiljajo samo signal 3,3 V. Kako torej spremenite moč bremena, ki zahteva veliko več kot 3,3 V, kot je motor? Za to bomo uporabili komponento, ki deluje kot interuptor, ki ga imenujemo MOSFET. MOSFET je elektronska komponenta, ki se uporablja za nadzor moči. Načelo delovanja te vrste tranzistorja je, da ko napetost vrat doseže zadostno vrednost, tok teče med odtokom in virom. Nekateri tranzistorji so tokovno krmiljeni, Mosfet je krmiljen z napetostjo.

schema_MOSFET

  • 1 = G = GATE: krmilni zatič. Ukaz tukaj bo vrata GPIO.

  • 2 = D = DRAIN: zatič, ki odvaja tok (obremenitev kaj ... tukaj bomo priključili naš motor)

  • 3 = S = SOURCE: zatič vira toka (kjer se tok zbira za pošiljanje v breme ... v našem primeru je ozemljen)

MOSFET torej omogoča ločitev vezja, kjer je naša obremenitev, od krmilnega vezja, v tem primeru Rpi.

Tukaj je diagram z eklektičnim motorjem in 12 V baterijskim napajanjem.

motor_malina

Koda, ki jo je treba uporabiti, je popolnoma enaka kot pri utripanju LED z različno intenzivnostjo.

Nimate motorja ali napajalnika pri roki? Lahko poskusite vezje z Rpi. Za to potrebujete LED in upor tokrat 100 Ohmov, ker bomo za testno vezje uporabili vir Vcc 5v trdi Rpi.

Materiali, potrebni za testiranje:

  • LED
  • Upornost 100 Ohmov
  • MOSFET

V spodnjem vezju vir Vcc 5v Rpi prehaja skozi 100 Ohmski upor, da omeji tok, nato v LED in se končno poveže z odtokom MOSFET-a. Vrata GPIO 4 omogočajo, tako kot pri prejšnjem vezju, krmiljenje MOSFET-a na vratih.

raspberry_pwm

Tudi tukaj je koda, ki jo je treba uporabiti, popolnoma enaka kot pri utripanju LED z različno intenzivnostjo.