Inverter 12 -220 volt az Arduino tiszta szinuszon, teljes programkóddal.

elmélet
A szinuszhullám elérése meglehetősen nehéz, ezért inverterek számára nem ajánlható, mert elektronikus az eszközök általában nem szeretik az exponenciálisan növekvő áramokat vagy feszültségeket. Mivel a frekvenciaváltókat elsősorban szilárdtest elektronikai eszközökkel gyártják, a szinuszos hullámforma általában megszűnik.

A szinuszos hullámokkal működő elektronikus hajtóművek nem eredményes eredményt adnak, mivel az eszközök általában téglalap alakú impulzusokkal összehasonlítva hevülnek.

Így a szinuszhullám frekvenciaváltón történő megvalósításának legjobb módja a PWM, amely impulzusszélesség-modulációt vagy PWM-et jelent.

A PWM az exponenciális hullámforma expozíciójának továbbfejlesztett módja (digitális verziója) az arányosan változó négyzetes impulzusszélesség révén, amelynek nettó értékét pontosan a kiválasztott exponenciális hullámforma nettó értéke alapján számolják, itt a „tiszta” érték az RMS értékre vonatkozik. Ezért a kiszámított PWM egy adott szinuszhullámhoz viszonyítva ideális ekvivalensként használható egy adott szinuszhullám replikációjához. Ezenkívül a PWM-ek ideálisan kompatibilisek lesznek az elektronikus tápegységekkel (mosfetek, BJT-k, IGBTS), és minimális hő mellett lehetővé teszik azok használatát.

Mi az SPWM?
A leggyakoribb módszer PWM szinuszverzió (szinuszhullám) vagy SPWM előállítása, amikor több exponenciálisan változó jelet adnak az operációs erősítő bemenetéhez a szükséges feldolgozáshoz. A két bemeneti jel közül az egyiknek sokkal magasabb frekvenciájúnak kell lennie a másikhoz képest.

Két bemeneti jel használata
Mint az előző szakaszban említettük, az eljárás két exponenciálisan változó jel továbbítását jelenti az operációs erősítő bemeneteire.
Itt az operációs erősítőt tipikus komparátorként konfiguráljuk, tehát feltételezhetjük, hogy az operációs erősítő azonnal megkezdi e két egymásba helyezett jel pillanatnyi feszültségszintjének összehasonlítását abban a pillanatban, amikor megjelennek, vagy bemeneteikre alkalmazzák.

Annak érdekében, hogy az operációs erősítő helyesen tudja végrehajtani a szükséges szinuszos PWM-et a kimeneten, az egyik jel frekvenciája sokkal magasabb, mint a másiknak. A lassabb frekvencia itt az, amelynek a minta szinuszhullámának kell lennie, amelyet a PWM-ekkel kell szimulálni (replikálni).

Ideális esetben mindkét jelnek szinuszosnak kell lennie (az egyiknek nagyobb a frekvenciája, mint a másikban), azonban ugyanaz érhető el háromszög (magas frekvencia) és szinusz (alacsony frekvenciájú szelektív hullám) bevonásával. Amint az a következő képeken látható, a magas frekvenciájú jelet mindig az operációs erősítő invertáló bemenetére (-) továbbítják, míg egy másik lassabb szinuszos jelet továbbítanak az operációs erősítő nem invertáló (+) bemenetéhez. A legrosszabb esetben mindkét jel háromszög hullámok lehet, ajánlott frekvenciaszintekkel, a fentebb leírtak szerint. Ez azonban elősegíti a PWM szinuszhullám meglehetősen jó megfelelőjét.

A magasabb frekvenciájú jelet vivőjelnek, míg a lassabb mintavételt moduláló bemenetnek nevezzük.

Hozzon létre SPWM-et háromszög és ínhullámmal
A fenti ábrához viszonyítva az ábrázolt pontokon keresztül egyértelműen meg lehet jeleníteni a két jel különböző egybeeső vagy átfedő feszültségpontjait egy adott időtartamra. A vízszintes tengely a hullámforma időtartamát, míg a függőleges tengely a szimultán futó 2 feszültségszintet, a egymásra helyezett hullámformát mutatja. Az ábra tájékoztat arról, hogy az operációs erősítő hogyan reagál a két jel bemutatott pillanatnyi feszültségszintjére, és a kimenetén ennek megfelelően változó szinuszos PWM-et hoz létre. Egy operatív erősítő (op-amp) egyszerűen összehasonlítja a szinuszhullámot azonnal megváltoztató gyors háromszöghullám feszültségszintjét (ez is lehet háromszöghullám), és ellenőrizheti azokat az eseteket, amikor a háromszöghullám feszültsége alacsonyabb lehet, mint a szinuszhullám feszültsége, és válaszol azonnal hozzon létre magas logikát a kijáraton.

Ezt fenntartjuk mindaddig, amíg a háromszög potenciális hulláma továbbra is alacsonyabb, mint a szinuszhullám potenciálja, és abban a pillanatban, amikor a szinuszhullám potenciálját alacsonyabbnak tekintik, mint a háromszög hullámának pillanatnyi potenciálja, a kimenetek minimálisan visszatérnek, és ellenállnak, amíg a helyzet megismétlődik.

A két egymásra helyezett hullámforma pillanatnyi potenciálszintjének folyamatos összehasonlítása az operációs erősítő két bemeneténél ennek megfelelően változó PWM-ek létrehozásához vezet, amelyek pontosan megismételhetik a szinuszos formát, amelyet az operációs erősítő nem invertáló bemenetére alkalmaznak.

Műveleti erősítő és SPWM
A következő ábra mutatja modellezés a fenti művelet:

Itt megfigyelhetjük, hogyan valósul meg a gyakorlatban, és így fogja megtenni az operációs erősítő (bár sokkal nagyobb sebességgel, az MS-ben).

A művelet teljesen nyilvánvaló, és egyértelműen megmutatja, hogy az operációs erősítőnek miként kell feldolgoznia a PWM szinuszhullámát két bemeneten egyidejűleg változó jel összehasonlításával, az előző szakaszokban leírtak szerint.

Valójában az operációs erősítő sokkal pontosabban dolgozza fel a szinuszos PWM-et, mint a fentebb bemutatott szimuláció, 100-szor jobb is lehet, így rendkívül egységes és jól mért PWM-et hoz létre, amely megfelel a mellékelt mintának. Szinuszhullám.

Arduino inverter két áramkör

alkatrészlista
Minden 1/4 wattos ellenállás, 5% CFR
• 10K = 4
• 1K = 2
• BC547 = 4 db
• MOSFET IRF540 = 2db
• Arduino UNO = 1
• Transzformátor = 9-0-9V / 220V / 120V.
• Akkumulátor = 12 V

A kialakítás valójában nagyon egyszerű, ahogy az a következő ábrán is látható.

A 8. és 9. érintkező felváltva hozza létre a PWM-et, és ugyanazzal a PWM-rel kapcsolja át a Mosfetet.
A Mosfet viszont nagy teljesítményű SPWM hullámformát indukál a transzformátoron, az akkumulátor energiája felhasználásával, és a másodlagos transzformátor azonos hullámformát eredményez.

A javasolt Arduino inverter áramkör bármilyen előnyben részesített magasabb teljesítményszintre bővíthető, ha egyszerűen kicserélik a Mosfets-t és a transzformátort. Alternatív megoldásként konvertálhatja ezt teljes híd- vagy H-bridge-szinuszos hullámváltóvá is.
Arduino Board Power

Hullámforma képek az Arduino SPWM számára

Mivel az Arduino 5 V-os kimenetet fog előállítani, lehet, hogy ez nem ideális az MOS tranzisztorok közvetlen vezérléséhez.

Ezért a sávszintet 12 V-ra kell emelni, hogy a Mosfets fűtőkészülékek nélkül megfelelően működjön.

Annak biztosítása érdekében, hogy a Mosfety ne induljon el, amikor az Arduino elindul vagy elindul, hozzá kell adnia a következő késleltetési generátort, és csatlakoztatnia kell a BC547 tranzisztorok alapjához.

Automatikus feszültségszabályozó hozzáadása
Csakúgy, mint bármely más frekvenciaváltó esetében, az ilyen kivitelnél az áram veszélyes határokba is emelkedhet, ha az akkumulátor teljesen fel van töltve.

Ennek vezérléséhez adjon hozzá egy automatikus feszültségszabályzót.
A BC547 kollektorokat a bal BC547 pár aljaihoz kell csatlakoztatni, amelyek 10K ellenállásokon keresztül kapcsolódnak az Arduinóhoz.

Az inverter második verziója az sn7404 / k155ln1 chip használatával

Fontos:
Az Arduino betöltése előtt a véletlen bekapcsolódás elkerülése érdekében az időmérő áramkör egyszerű késleltetését be lehet építeni a fenti konstrukcióba, az alább látható módon:

Program kódja:

/ *
Ez a kód a Swagatam SPWM kódon alapult, a hibák eltávolításához szükséges módosításokkal. Használja ezt a kódot, mint bármely más Swagatam alkotása.
Atton kockázat 2017
* /
const int sPWMArray [] = {500,500,750,500,1250,500,2000,500,1250,500,750,500,500}; // Ez egy tömb, amelyen az SPWM értékek megváltoztatják őket
const int sPWMArrayValues ​​= 13; // Szüksége van erre, mivel C nem adja meg a tömb hosszát
// A csapok
const int sPWMpin1 = 10;
const int sPWMpin2 = 9;
// A csap átvált
bool sPWMpin1Status = true;
bool sPWMpin2Status = true;
érvénytelen beállítás ()
{
pinMode (sPWMpin1, OUTPUT);
pinMode (sPWMpin2, OUTPUT);
}
üres hurok ()
{
// Hurok az 1. tűhöz
for (int i (0); i! = sPWMArrayValues; i ++)
{
if (sPWMpin1Status)
{
digitalWrite (sPWMpin1, HIGH);
késleltetésMicroseconds (sPWMArray [i]);
sPWMpin1Status = false;
}
más
{
digitalWrite (sPWMpin1, LOW);
késleltetésMicroseconds (sPWMArray [i]);
sPWMpin1Status = true;
}
}
// Hurok a 2. tűhöz
for (int i (0); i! = sPWMArrayValues; i ++)
{
if (sPWMpin2Status)
{
digitalWrite (sPWMpin2, HIGH);
késleltetésMicroseconds (sPWMArray [i]);
sPWMpin2Status = false;
}
más
{
digitalWrite (sPWMpin2, LOW);
késleltetésMicroseconds (sPWMArray [i]);
sPWMpin2Status = true;
}
}
}

Sok szerencsét.