[DIY или Сделай сам, Разработка под Arduino, Электроника для начинающих] Регулируемый генератор для ультразвукового излучателя Лажевна на Arduino
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев
Сообщений: 27286
В интернете полно статей со схемами пуш-пулл, и даже тут, на Хабре, но люди не любят брать в руки паяльник, а уж тем более осцилограф.
Я-же опишу схему, собранную на стандартных для ардуинщика модулях.
Из приборов необходим только тестер (да хоть DT-830), паяльник тоже нужен, но буквально на 6 точек — подключить сам излучатель и трансформатор.
Внимание! Статья содержит сцены насилия над электроникой и ненормативную лексику нестандартное использование компонентов,
поэтому если Вы радететель за чистоту науки — делайте классическую полумостовую схему, остальные — welcome под кат!
Итак, В чем сила, брат? сразу открою все карты — сердцем конструкции служит мостовой драйвер двигателей на L298N:
Да, я не открыл Америки, ибо на нем собран ультразвуковой левитатор, да и код Ардуино взят оттуда-же.
Просто в данной конструкции выходы запараллелены и микросхема работает практически на пределе, у меня потребление при 20В составило 3 ампера, при четырех максимальльных.
Суть же как раз в том, что схема может питать излучатель Лажевена мощностью 50-60Вт с частотой до 40кГц, и это просто!
Минус тоже есть — если что-то пойдет не так (пропадание контакта одной из сигнальных линий А0-А3), микросхема сгорит, может даже с феерверком ;-)
Поэтому данные проводники лучше запаять, или по крайней мере использовать новые разьемные "дюпонты".
Итак, для сборки конструкции нам понадобятся следующие основные компоненты:
Начиная от уже знакомого нам коммутатора по часовой стрелке:
- Ультразвуковой излучатель 50-60W 28/40кГц
- Импульсный трансформатор от старого компьютерного блока питания
- Step-UP преобразователь мощностью от 100/150 Ватт
- Ардуино — по вкусу — любой на Atmega328P — Uno, Pro mini, Nano и т.д., я взял последний просто потому, что он было под рукой ;-)
По поводу трансформаторов — в качестве донора подойдет любой старый БП от компьютера:
Как видите, со своим я не церемонился — просто поломал печатную плату, чтобы было удобней обкусывать выводы бокорезами (ибо выпаивать без термофена неудобно).
Да, на плате обычно присутствует несколько трансформаторов, следует выбрать самый крупный.
Встречаются и трансформаторы-девочики, потому как с косичкой ;-)
В любом случае, ультразвуковой излучатель подключают к крайним выводам по стороне где 2(3) контакта, остальные следует искать, но об этом позже.
Да, еще нам потребуется вентиллятор для охлаждения радиатора драйвера двигателей (из того-же блока питания), и опционально вольт-амперметр:
На самом деле достаточно амперметра, включенного между преобразователем step-up и платой L298N.
Зачем? Да просто чтобы оценивать потребляемый схемой ток (чтобы не сгорела), а заодно настраивать частоту резонанса.
Последняя может "гулять" +-500Гц в зависимости от условий работы излучателя.
Схема подключений у нас следующая:
Обращаю внимание, что на плате драйвера двигателей следует снять перемычку над контактами питания (5VEN), иначе микросхема сгорит.
Выводы на двигателиультразвуковую головку (справа и слева соединяются перекрестно) — один выход не вытягивает по мощности.
Соответственно, задействуются все четыре управляющих входа коммутатора, откуда и вытекает возможность короткого замыкания, о которой писал вначале.
Вообще-то эту операцию следует выполнять после холостого прогона с прошитым контроллером, убедившись тестером(на пределе ~200V) что между соединяемыми точками нулевой потенциал.
До сборки схемы на преобразователе step-up выставляется минимальное напряжение (при питающем 12В, на выходе для начала делаем не более 14В)
Излучатель и вентиллятор пока не подключаем, сначала нужно найти "правильные" обмотки трансформатора.
Для этого в Ардуино загружаем нижеследующий скетч:
byte TP = 0b10101010; // Every other port receives the inverted signal
void setup() {
DDRC = 0b11111111; // Set all analog ports to be outputs
// Initialize Timer1
noInterrupts(); // Disable interrupts
TCCR1A = 0;
TCCR1B = 0;
TCNT1 = 0;
//OCR1A = 200; // Set compare register (16MHz / 200 = 80kHz square wave -> 40kHz full wave)
OCR1A = 285; // Set compare register (16MHz / 285 = 56kHz square wave -> 28kHz full wave)
TCCR1B |= (1 << WGM12); // CTC mode
TCCR1B |= (1 << CS10); // Set prescaler to 1 ==> no prescaling
TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); // Enable compare timer interrupt
interrupts(); // Enable interrupts
}
ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
PORTC = TP; // Send the value of TP to the outputs
TP = ~TP; // Invert TP for the next run
}
void loop() {
// Nothing left to do here :)
}
Я в нем добавил одну лишь строку "OCR1A = 285;" для излучателя в 28кГц, подбор частоты — не более +-15 к указанной величине.
Все, можно включать схему(без головки) и приступить к поиску правильной обмотки:
Косичка — обший, остальные (по стороне где много выводов) — перебором — следим чтобы радиатор коммутатора не грелся(иначе обмотка — не та) и напряжение на выходе(там, где 2/3 вывода — между крайними) было минимальным (у меня ~36В)
Теперь, обесточив схему подключаем ультразвуковой излучатель, амперметр между преобразователем напряжения и коммутатором, вентиллятор.
Излучатель для настройки ставим в ванночку с водой так, чтобы черные "шайбы" были сухими.
Включив питание, подбором коэфициента OCR1A добиваемся максимального тока потребления — это и будет резонанс ультразвуковой головки.
Мощность регулируется изменением напряжения преобразователя step-up (коммутатор поддерживает до 48 Вольт).
Все, схема настроена, можно строить ультразвуковую ванну.
Ее описание приводить не буду, ибо боян, скажу лишь, что система и фольгу растворяет, и болты чистит:
Да, разница лишь в том, что я к дну емкости излучатель не клеил, а прикрутил болтом с гайкой — резьба в головке нестандартная М10х1.
Болт подошел от крепления шаровой автомобиля "Таврия", кстати с ним частота резонанса поднялась с 27500Гц до положенных 28000.
И еще, на самой головке во время резонанса напряжение составляет киловольты, поэтому следует соблюдать правила техники безопасности.
Клей не использовал по одной простой причине — в следующей публикации расскажу о более интересных профессиях ультразвука, чем "стирать белье".
Удачных Вам самоделок!
С уважением, Андрей
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [DIY или Сделай сам, Программирование, Программирование микроконтроллеров, Разработка робототехники, Робототехника] Разработка hexapod с нуля (часть 9) — завершение версии 1.00
- [Производство и разработка электроники, Дизайн, Электроника для начинающих] Как мы подсчитали, сколько на самом деле может стоить разработка корпуса
- [DIY или Сделай сам] Моя Яндекс.Станция Мини умеет выводить два звука одновременно, а ваша?
- [DIY или Сделай сам, Беспроводные технологии, Гаджеты, Производство и разработка электроники, Развитие стартапа] Как я делаю цифровую минигитару
- [DIY или Сделай сам, Видеокарты, Компьютерное железо, Настольные компьютеры] Своими руками: Компьютер в столе с жидкостным охлаждением
- [DIY или Сделай сам, Социальные сети и сообщества, Управление сообществом, Будущее здесь, Хакатоны] Sobota Video Hackerspaces' Bridge at 15:00 Prague (GMT+2) 5.9.20
- [DIY или Сделай сам, Транспорт] Энергия старого мира
- [Тестирование мобильных приложений, Карьера в IT-индустрии, Гаджеты, DIY или Сделай сам] Устрой дестрой, порядок НЕ отстой: как я приводил в чувство шкаф для хранения девайсов
- [DIY или Сделай сам, Разработка под Arduino, Разработка робототехники, Робототехника, Электроника для начинающих] 4 года игры в танчики
- [Высокая производительность, Компьютерное железо, Старое железо, Суперкомпьютеры, Электроника для начинающих] Экскурсия по Музею Истории Компьютеров в городе Горный Вид, Калифорния c девушкой Ириной из новосибирского Академгородка
Теги для поиска: #_diy_ili_sdelaj_sam (DIY или Сделай сам), #_razrabotka_pod_arduino (Разработка под Arduino), #_elektronika_dlja_nachinajuschih (Электроника для начинающих), #_ultrazvukovaja_vanna (ультразвуковая ванна), #_ultrazvukovoj_generator (ультразвуковой генератор), #_sdelaj_sam (сделай сам), #_prosto_o_slozhnom (просто о сложном), #_diy_ili_sdelaj_sam (
DIY или Сделай сам
), #_razrabotka_pod_arduino (
Разработка под Arduino
), #_elektronika_dlja_nachinajuschih (
Электроника для начинающих
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 13:13
Часовой пояс: UTC + 5
Автор | Сообщение |
---|---|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 9 месяцев |
|
В интернете полно статей со схемами пуш-пулл, и даже тут, на Хабре, но люди не любят брать в руки паяльник, а уж тем более осцилограф. Я-же опишу схему, собранную на стандартных для ардуинщика модулях. Из приборов необходим только тестер (да хоть DT-830), паяльник тоже нужен, но буквально на 6 точек — подключить сам излучатель и трансформатор. Внимание! Статья содержит сцены насилия над электроникой и ненормативную лексику нестандартное использование компонентов, поэтому если Вы радететель за чистоту науки — делайте классическую полумостовую схему, остальные — welcome под кат! Итак, В чем сила, брат? сразу открою все карты — сердцем конструкции служит мостовой драйвер двигателей на L298N: Да, я не открыл Америки, ибо на нем собран ультразвуковой левитатор, да и код Ардуино взят оттуда-же. Просто в данной конструкции выходы запараллелены и микросхема работает практически на пределе, у меня потребление при 20В составило 3 ампера, при четырех максимальльных. Суть же как раз в том, что схема может питать излучатель Лажевена мощностью 50-60Вт с частотой до 40кГц, и это просто! Минус тоже есть — если что-то пойдет не так (пропадание контакта одной из сигнальных линий А0-А3), микросхема сгорит, может даже с феерверком ;-) Поэтому данные проводники лучше запаять, или по крайней мере использовать новые разьемные "дюпонты". Итак, для сборки конструкции нам понадобятся следующие основные компоненты: Начиная от уже знакомого нам коммутатора по часовой стрелке:
По поводу трансформаторов — в качестве донора подойдет любой старый БП от компьютера: Как видите, со своим я не церемонился — просто поломал печатную плату, чтобы было удобней обкусывать выводы бокорезами (ибо выпаивать без термофена неудобно). Да, на плате обычно присутствует несколько трансформаторов, следует выбрать самый крупный. Встречаются и трансформаторы-девочики, потому как с косичкой ;-) В любом случае, ультразвуковой излучатель подключают к крайним выводам по стороне где 2(3) контакта, остальные следует искать, но об этом позже. Да, еще нам потребуется вентиллятор для охлаждения радиатора драйвера двигателей (из того-же блока питания), и опционально вольт-амперметр: На самом деле достаточно амперметра, включенного между преобразователем step-up и платой L298N. Зачем? Да просто чтобы оценивать потребляемый схемой ток (чтобы не сгорела), а заодно настраивать частоту резонанса. Последняя может "гулять" +-500Гц в зависимости от условий работы излучателя. Схема подключений у нас следующая: Обращаю внимание, что на плате драйвера двигателей следует снять перемычку над контактами питания (5VEN), иначе микросхема сгорит. Выводы на двигателиультразвуковую головку (справа и слева соединяются перекрестно) — один выход не вытягивает по мощности. Соответственно, задействуются все четыре управляющих входа коммутатора, откуда и вытекает возможность короткого замыкания, о которой писал вначале. Вообще-то эту операцию следует выполнять после холостого прогона с прошитым контроллером, убедившись тестером(на пределе ~200V) что между соединяемыми точками нулевой потенциал. До сборки схемы на преобразователе step-up выставляется минимальное напряжение (при питающем 12В, на выходе для начала делаем не более 14В) Излучатель и вентиллятор пока не подключаем, сначала нужно найти "правильные" обмотки трансформатора. Для этого в Ардуино загружаем нижеследующий скетч: byte TP = 0b10101010; // Every other port receives the inverted signal
void setup() { DDRC = 0b11111111; // Set all analog ports to be outputs // Initialize Timer1 noInterrupts(); // Disable interrupts TCCR1A = 0; TCCR1B = 0; TCNT1 = 0; //OCR1A = 200; // Set compare register (16MHz / 200 = 80kHz square wave -> 40kHz full wave) OCR1A = 285; // Set compare register (16MHz / 285 = 56kHz square wave -> 28kHz full wave) TCCR1B |= (1 << WGM12); // CTC mode TCCR1B |= (1 << CS10); // Set prescaler to 1 ==> no prescaling TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); // Enable compare timer interrupt interrupts(); // Enable interrupts } ISR(TIMER1_COMPA_vect) { PORTC = TP; // Send the value of TP to the outputs TP = ~TP; // Invert TP for the next run } void loop() { // Nothing left to do here :) } Я в нем добавил одну лишь строку "OCR1A = 285;" для излучателя в 28кГц, подбор частоты — не более +-15 к указанной величине. Все, можно включать схему(без головки) и приступить к поиску правильной обмотки: Косичка — обший, остальные (по стороне где много выводов) — перебором — следим чтобы радиатор коммутатора не грелся(иначе обмотка — не та) и напряжение на выходе(там, где 2/3 вывода — между крайними) было минимальным (у меня ~36В) Теперь, обесточив схему подключаем ультразвуковой излучатель, амперметр между преобразователем напряжения и коммутатором, вентиллятор. Излучатель для настройки ставим в ванночку с водой так, чтобы черные "шайбы" были сухими. Включив питание, подбором коэфициента OCR1A добиваемся максимального тока потребления — это и будет резонанс ультразвуковой головки. Мощность регулируется изменением напряжения преобразователя step-up (коммутатор поддерживает до 48 Вольт). Все, схема настроена, можно строить ультразвуковую ванну. Ее описание приводить не буду, ибо боян, скажу лишь, что система и фольгу растворяет, и болты чистит: Да, разница лишь в том, что я к дну емкости излучатель не клеил, а прикрутил болтом с гайкой — резьба в головке нестандартная М10х1. Болт подошел от крепления шаровой автомобиля "Таврия", кстати с ним частота резонанса поднялась с 27500Гц до положенных 28000. И еще, на самой головке во время резонанса напряжение составляет киловольты, поэтому следует соблюдать правила техники безопасности. Клей не использовал по одной простой причине — в следующей публикации расскажу о более интересных профессиях ультразвука, чем "стирать белье". Удачных Вам самоделок! С уважением, Андрей =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
DIY или Сделай сам ), #_razrabotka_pod_arduino ( Разработка под Arduino ), #_elektronika_dlja_nachinajuschih ( Электроника для начинающих ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 22-Ноя 13:13
Часовой пояс: UTC + 5