அர்டுயினோவைப் பயன்படுத்தி எச்-பிரிட்ஜ் சைன் அலை இன்வெர்ட்டர் சுற்று

சுற்று வடிவமைப்பைப் புரிந்துகொள்வது

முழு விளக்கத்தையும் நீங்கள் படிக்க விரும்பவில்லை என்றால், அதற்கு பதிலாக இந்த வீடியோவைப் பார்க்கலாம்:

இப்போது கீழே உள்ள சுற்று வரைபடத்தைப் பார்ப்போம், இந்த விஷயம் உண்மையில் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை அறிந்து கொள்வோம். சுற்றுவட்டத்தில் பின்வரும் முக்கிய பகுதிகளை நாங்கள் காண்கிறோம்:

ஆர்டுயினோ போர்டு - இது எங்கள் மூளை. இது எங்கள் சுற்று எவ்வாறு இயங்கும் என்பதை தீர்மானிக்கும் SPWM பருப்புகளை வழங்குகிறது.

IR2110 MOSFET இயக்கி ICS (IC1 மற்றும் IC2) .

MOSFETS (Q1, Q2, Q3, Q4) - இவை சக்தி சுவிட்சுகள். வெளியீட்டில் ஏ.சி.யை உருவாக்க அவர்கள் டி.சி சக்தியை ஒரு குறிப்பிட்ட வழியில் இயக்குகிறார்கள்.

டையோட்கள் (1N4007) மற்றும் மின்தேக்கிகள் .

பிற மின்தேக்கிகள் மற்றும் மின்தடையங்கள் - இவை சிறியவை ஆனால் மிக முக்கியமானவை, ஏனென்றால் அவை எல்லாவற்றையும் சீராக இயங்க வைக்கின்றன.

மின்சாரம் .

சுற்றுக்கு என்ன நடக்கிறது?

இப்போது இது படிப்படியாக எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் பார்ப்போம்:

அர்டுயினோ இரண்டு வெளியீட்டு ஊசிகளில் (முள் 8 மற்றும் முள் 9) SPWM சமிக்ஞைகளை உருவாக்குகிறது. இந்த சமிக்ஞைகள் ஏசி சைன் அலைக்கு சமமான வடிவத்தை உருவாக்க அகலத்தை மாற்றிக் கொண்டே இருக்கின்றன.

IR2110 IC கள் இந்த PWM சமிக்ஞைகளைப் பெற்று அவற்றைப் பயன்படுத்தி MOSFET களை ஒரு குறிப்பிட்ட வழியில் ஆன் மற்றும் ஆஃப் செய்ய பயன்படுத்துகின்றன.

நான்கு MOSFET களைப் பயன்படுத்தி தயாரிக்கப்பட்ட எச்-பிரிட்ஜ், SPWM சுவிட்சைப் பயன்படுத்தி சுமை மூலம் தற்போதைய திசையை மாற்றுவதன் மூலம் டிசி பஸ் விநியோகத்தை ஏசி போன்ற வெளியீடாக மாற்றுகிறது.

வெளியீட்டில் நாம் ஒரு சைன் அலை தோராயத்தைப் பெறுகிறோம், அதாவது இது ஒரு சைன் அலை போல் தோன்றுகிறது, ஆனால் உண்மையில் வேகமாக மாறும் பருப்புகளால் ஆனது.

வெளியீட்டில் ஒரு வடிகட்டி சுற்று சேர்த்தால், இந்த பருப்புகளை மென்மையாக்கலாம் மற்றும் இன்னும் சரியான சைன் அலைகளைப் பெறலாம்.

சைன் அலை PWM க்கான எங்கள் Arduino குறியீடு

எனவே இப்போது குறியீட்டைப் பார்ப்போம். SPWM சமிக்ஞைகளை உருவாக்க அர்டுயினோ இயங்கும்.

இந்த குறியீட்டில் என்ன நடக்கிறது?

முதலில் நாங்கள் இரண்டு வெளியீட்டு ஊசிகளை அமைத்தோம் (முள் 8 மற்றும் முள் 9). இவை எங்கள் PWM சமிக்ஞைகளை அனுப்பும்.

பின்னர் வளையத்தில் நாம் ஒரு சிறப்பு வடிவத்தில் முள் இயக்கவும் அணைக்கவும்.

நாங்கள் குறுகிய பருப்புகளுடன் தொடங்கி படிப்படியாக துடிப்பு அகலத்தை அதிகரிக்கிறோம், பின்னர் அதை மீண்டும் குறைக்கிறோம். இது ஒரு படி சைன் அலை PWM வடிவத்தை உருவாக்குகிறது.

முதல் அரை சுழற்சி முடிந்த பிறகு, அடுத்த சுழற்சிக்கு மற்ற முள் (முள் 9) இல் அதையே மீண்டும் செய்கிறோம்.

இந்த வழியில் எங்கள் எச்-பிரிட்ஜ் மோஸ்ஃபெட்களை ஃபேஷன் போன்ற சரியான சைனூசாய்டல் அலையில் மாற்றுகிறது.

இந்த வடிவமைப்பைப் பற்றி என்ன நல்லது

வடிவமைப்பு உண்மையில் மிகவும் எளிது. நாங்கள் ஒரு ஆர்டுயினோ மற்றும் சில பொதுவான கூறுகளைப் பயன்படுத்துகிறோம்.

எங்களுக்கு இங்கே ஒரு சைன் அலை ஜெனரேட்டர் தேவையில்லை, சரி. Arduino தானே SPWM ஐப் பயன்படுத்தி சைன் வடிவத்தை உருவாக்குகிறது.

எச்-பிரிட்ஜ் ஐஆர் 2110 ஐசிஸைப் பயன்படுத்தி திறமையாக வேலை செய்கிறது, அதிக வெப்பமடையாமல் MOSFET கள் சரியாக மாறுகின்றன என்பதை உறுதிப்படுத்தவும்.

SPWM ஐ எளிதில் நன்றாக மாற்றலாம், நாங்கள் வேறுபட்ட சைன் அலை அதிர்வெண்ணை விரும்பினால், நாங்கள் குறியீட்டை கொஞ்சம் மாற்றியமைக்கிறோம்.

அர்டுயினோ துவக்க தாமதத்தை நாம் எவ்வாறு கையாள வேண்டும்

இப்போது நாம் புரிந்து கொள்ள வேண்டிய ஒரு மிக முக்கியமான விஷயம் என்னவென்றால், நாங்கள் அதிகாரத்தை மாற்றிய பின் அர்டுயினோ தொடங்குவதற்கு சிறிது நேரம் எடுக்கும்.

இது நிகழ்கிறது, ஏனென்றால் நாங்கள் அர்டுயினோவில் சக்தி அளிக்கும்போது, ​​அது முதலில் அதன் உள் துவக்க ஏற்றியை இயக்குகிறது, இது சில வினாடிகள் ஆகும்.

எனவே இந்த நேரத்தில் ஐஆர் 2110 கேட் டிரைவர் ஐசிஎஸ் மற்றும் மோஸ்ஃபெட்டுகள் அர்டுயினோவிலிருந்து சரியான சமிக்ஞைகளைப் பெறக்கூடாது.

அது நடந்தால், MOSFET கள் தோராயமாக இயக்கப்படலாம், இது IC களை உடனடியாக சேதப்படுத்தும், அல்லது ஒரு குறுகிய சுற்று அல்லது வெடிப்பை ஏற்படுத்தும்.

மேலே உள்ள துவக்க தாமதம் ஆரம்ப சக்தியின் போது ஐ.சி.எஸ் மற்றும் MOSFET களை எரிக்காது என்பதை உறுதிப்படுத்த, கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி மேலே உள்ள குறியீட்டை மாற்ற வேண்டும்:

// By Swagatam - Full Bridge Sine Wave Inverter Code with Delay
void setup() {
    pinMode(8, OUTPUT);
    pinMode(9, OUTPUT);
    
    delay(3000); // Booting delay (wait for 3 seconds before starting)
}
void loop() {
    // First pin (8) switching pattern
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(750);
    digitalWrite(8, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(1250);
    digitalWrite(8, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(2000);
    digitalWrite(8, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(1250);
    digitalWrite(8, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(750);
    digitalWrite(8, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(8, LOW);
    // Second pin (9) switching pattern
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(750);
    digitalWrite(9, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(1250);
    digitalWrite(9, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(2000);
    digitalWrite(9, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(1250);
    digitalWrite(9, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(750);
    digitalWrite(9, LOW);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, HIGH);
    delayMicroseconds(500);
    digitalWrite(9, LOW);
}

பாகங்கள் பட்டியல்

கட்டுமான உதவிக்குறிப்புகள்

இப்போது நாம் உண்மையில் இந்த விஷயத்தை உருவாக்கும்போது சில முக்கியமான விஷயங்களைப் பற்றி நாம் மிகவும் கவனமாக இருக்க வேண்டும். இல்லையெனில் அது வேலை செய்யாது அல்லது மோசமாக இருக்கலாம், ஏதாவது சரியாக எரியக்கூடும்? எனவே நாம் பின்பற்ற வேண்டிய சில முக்கியமான கட்டுமான உதவிக்குறிப்புகள் இங்கே:

போர்டில் உள்ள பகுதிகளை எவ்வாறு ஏற்பாடு செய்ய வேண்டும்

நாம் ஒரு பிரெட்போர்டைப் பயன்படுத்தினால், இந்த சுற்று சரியாக வேலை செய்யாது, ஏனெனில் அதிக சக்தி கொண்ட MOSFET கள் மற்றும் இயக்கிகளுக்கு வலுவான, திடமான இணைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன.

எனவே நாம் ஒரு பிசிபி (அச்சிடப்பட்ட சர்க்யூட் போர்டு) அல்லது குறைந்தபட்சம் ஒரு பெர்ஃப் போர்டைப் பயன்படுத்த வேண்டும் மற்றும் பகுதிகளை சரியாகப் பயன்படுத்த வேண்டும்.

நாங்கள் ஒரு பிசிபியை உருவாக்கினால், MOSFET கள் மற்றும் IR2110 IC களை ஒன்றாக நெருக்கமாக வைத்திருக்க வேண்டும், இதனால் சமிக்ஞைகள் பலவீனமாகவோ அல்லது தாமதமாகவோ மாறாது.

தடிமனான கம்பிகள் MOSFET களுக்கு மின்சாரம் மற்றும் MOSFETS முதல் சுமை போன்ற உயர் தற்போதைய பாதைகளுக்கு செல்ல வேண்டும்.

மெல்லிய கம்பிகள் அர்டுயினோவிலிருந்து ஐஆர் 2110 ஐசிஎஸ் போன்ற சமிக்ஞை இணைப்புகளுக்கு மட்டுமே பயன்படுத்தப்படலாம்.

MOSFET களை நாம் எவ்வாறு வைக்க வேண்டும்

நான்கு MOSFET களை சரியான H- பிரிட்ஜ் வடிவத்தில் வைக்க வேண்டும், இதனால் வயரிங் குழப்பமடையாது.

ஒவ்வொரு MOSFET க்கு IR2110 IC உடன் குறுகிய மற்றும் தடிமனான இணைப்புகள் இருக்க வேண்டும்.

MOSFET களை IR2110 இலிருந்து வெகு தொலைவில் வைத்தால், சமிக்ஞைகள் பலவீனமாகி, MOSFET கள் சரியாக மாறாது.

அது நடந்தால், MOSFET கள் சூடாகி வெளியேறலாம்.

வெப்ப சிக்கலை நாம் எவ்வாறு சரிசெய்ய வேண்டும்

நாம் IRF3205 MOSFET கள் அல்லது இதே போன்றவற்றைப் பயன்படுத்தினால், நாங்கள் அவர்களுக்கு ஒரு ஹீட்ஸின்கைக் கொடுக்காவிட்டால் அவை வெப்பமடையும்.

எனவே ஒரு பெரிய அலுமினிய ஹீட்ஸிங்கை MOSFET களை குளிர்ச்சியாக வைத்திருக்க நாம் சரிசெய்ய வேண்டும்.

நாம் அதிக சக்தி கொண்ட இன்வெர்ட்டரை (100W க்கும் அதிகமாக) உருவாக்கினால், ஹீட்ஸின்கில் குளிரூட்டும் விசிறியையும் இணைக்க வேண்டும்.

MOSFET கள் தொடுவதற்கு மிகவும் சூடாக இருந்தால், சில சிக்கல்கள் உள்ளன, மேலும் நாம் மீண்டும் சுற்றுகளை சரிபார்க்க வேண்டும்.

நாம் எப்படி சுற்றுக்கு சக்தி அளிக்க வேண்டும்

அர்டுயினோ பகுதி 5V இல் இயங்குகிறது மற்றும் MOSFET களுக்கு வேலை செய்ய 12V அல்லது அதற்கு மேற்பட்டவை தேவை.

எனவே நாம் ஒருபோதும் 12V ஐ அர்டுயினோவுடன் இணைக்கக்கூடாது, அல்லது அது உடனடியாக எரியும்!

IR2110 ICS க்கு இரண்டு மின்சாரம் தேவை:

உயர் பக்க MOSFET களுக்கு 12 வி

தர்க்கப் பிரிவுக்கு 5 வி

இந்த மின் இணைப்புகளை நாம் கலக்கிறோம் என்றால், சுற்று சரியாக வேலை செய்யாது, மேலும் MOSFET கள் சரியாக மாறாது.

கம்பிகளை எவ்வாறு இணைக்க வேண்டும்

தரை (ஜி.என்.டி) இணைப்பு மிகவும் முக்கியமானது. தரை வயரிங் பலவீனமாக அல்லது நீளமாக இருந்தால், சுற்று வித்தியாசமாக நடந்து கொள்ளலாம்.

அனைத்து பகுதிகளுக்கும் ஒரு பொதுவான நிலத்தை நாம் பயன்படுத்த வேண்டும், அதாவது அர்டுயினோ மைதானம், ஐஆர் 2110 தரை மற்றும் மோஸ்ஃபெட் மூல மைதானம் ஒன்றாக இணைக்கப்பட வேண்டும்.

சுற்று விசித்திரமாக நடந்துகொள்வதை நாம் கண்டால் (வெளியீடு ஒளிரும் அல்லது மோஸ்ஃபெட்டுகள் சுமை இல்லாமல் சூடாக இருப்பது போன்றவை), பின்னர் நாம் முதலில் தரை இணைப்புகளை சரிபார்க்க வேண்டும்.

சுற்று அதை இயக்குவதற்கு முன் நாம் எவ்வாறு சரிபார்க்க வேண்டும்

நாம் சக்தியை மாற்றுவதற்கு முன், எல்லாம் சரியாக இருக்கிறதா என்று பார்க்க எல்லா இணைப்புகளையும் இருமுறை சரிபார்க்க வேண்டும்.

எங்களிடம் ஒரு மல்டிமீட்டர் இருந்தால், MOSFET களைச் செருகுவதற்கு முன் வெவ்வேறு புள்ளிகளில் மின்னழுத்தங்களை சரிபார்க்க இதைப் பயன்படுத்த வேண்டும்.

எங்களுக்கு கண்டிப்பாக ஒரு அலைக்காட்டி தேவைப்படும், இதன்மூலம் அர்டுயினோவிலிருந்து வரும் SPWM சமிக்ஞைகளை அவை சரியாக இருக்கிறதா என்று பார்க்க முடியும்.

சுற்றுவட்டத்தை எவ்வாறு கவனமாக சோதிக்க வேண்டும்

இந்த சுற்றுக்கு பாதுகாப்பாக சோதிக்க சிறந்த வழி குறைந்த மின்னழுத்தத்துடன் தொடங்குவதன் மூலம்.

12V க்கு பதிலாக, முதலில் 6V அல்லது 9V உடன் முயற்சி செய்யலாம், MOSFET கள் சரியாக மாறுகிறதா என்பதைப் பார்க்க.

சர்க்யூட் குறைந்த மின்னழுத்தத்தில் நன்றாக வேலை செய்தால், நாம் மெதுவாக 12V ஆகவும் இறுதியாக முழு மின்னழுத்தத்திற்கும் அதிகரிக்கலாம்.

நாம் திடீரென்று முழு மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தினால், ஏதோ தவறு இருந்தால், ஏதாவது உடனடியாக எரியக்கூடும்!

எனவே நாம் படிப்படியாக சோதிக்க வேண்டும் மற்றும் அதிக வெப்பம் அல்லது தவறான நடத்தையை சரிபார்க்க வேண்டும்.

மென்மையான வெளியீட்டிற்கு ஒரு வடிப்பானை எவ்வாறு சேர்க்கலாம்

இந்த சுற்று PWM ஐப் பயன்படுத்தி ஏசி வெளியீட்டை உருவாக்குகிறது, ஆனால் அது இன்னும் வேகமான பருப்புகளால் ஆனது.

நாம் ஒரு சுத்தமான சைன் அலையை விரும்பினால், வெளியீட்டில் எல்.சி வடிப்பானைச் சேர்க்க வேண்டும்.

இந்த எல்.சி வடிகட்டி ஒரு பெரிய தூண்டல் மற்றும் வெளியீட்டுடன் இணைக்கப்பட்ட மின்தேக்கி.

தூண்டல் வேகமான மாறுதல் பருப்புகளை நீக்குகிறது மற்றும் மின்தேக்கி அலைவடிவத்தை மென்மையாக்குகிறது.

இதை நாம் சரியாகச் செய்தால், உபகரணங்களுக்கு பாதுகாப்பான தூய சைன் அலைகளைப் பெறலாம்.

சர்க்யூட் சேதத்திலிருந்து நாம் எவ்வாறு பாதுகாக்க வேண்டும்

மின்சார விநியோகத்துடன் தொடரில் ஒரு உருகியை நாம் எப்போதும் சேர்க்க வேண்டும்.

ஏதேனும் குறும்படங்கள் அல்லது ஒரு MOSFET தோல்வியுற்றால், உருகி முதலில் உடைந்து சுற்று எரியாமல் சேமிக்கும்.

MOSFET கள் தோல்வியுற்றால், சில நேரங்களில் அவை குறுகியதாக தோல்வியுற்றன (அதாவது அவை எப்போதும் இருக்கும்).

அது நடந்தால், பெரிய மின்னோட்டம் மின்மாற்றி அல்லது பிற பகுதிகளை பாய்ச்சலாம் மற்றும் சேதப்படுத்தும்.

எனவே அதிக சக்தியைப் பயன்படுத்துவதற்கு முன்பு மல்டிமீட்டரைப் பயன்படுத்தி MOSFET களை சரிபார்க்க எப்போதும் நல்லது.

முடிவு

ஆகவே, வெறும் அர்டுயினோ மற்றும் ஒரு எச்-பிரிட்ஜ் மோஸ்ஃபெட் சர்க்யூட்டைப் பயன்படுத்தி ஒரு சைன் அலை இன்வெர்ட்டரை எவ்வாறு உருவாக்க முடியும் என்பதை இங்கே பார்த்தோம். எங்கள் சைன்-பண்பேற்றப்பட்ட ஏ.சி.யை உருவாக்க ARDUINO இலிருந்து MOSFETS மற்றும் PWM கட்டுப்பாட்டை சரியாக மாற்ற IR2110 MOSFET இயக்கிகளைப் பயன்படுத்தினோம்.

இப்போது நினைவில் கொள்ள வேண்டிய ஒரு விஷயம் என்னவென்றால், இந்த வெளியீடு இன்னும் வேகமாக மாறும் பருப்புகளால் ஆனது, எனவே நமக்கு தூய சைன் அலை தேவைப்பட்டால், அதை மென்மையாக்க வெளியீட்டில் எல்.சி வடிகட்டியைச் சேர்க்க வேண்டும்.

ஆனால் ஒட்டுமொத்தமாக இது வீட்டில் ஒரு சைன் அலை இன்வெர்ட்டரை உருவாக்க மிகவும் நடைமுறை மற்றும் எளிதான வழியாகும்!