LM317 Ρυθμιζόμενος ρυθμιστής τάσης: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:31

Εδώ θα θέλαμε να μιλήσουμε για ρυθμιζόμενους ρυθμιστές τάσης. Απαιτούν πιο περίπλοκα κυκλώματα από γραμμικά. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή διαφορετικών εξόδων σταθερής τάσης ανάλογα με το κύκλωμα και επίσης ρυθμιζόμενης τάσης μέσω ποτενσιόμετρου.

Σε αυτή την ενότητα θα δείξουμε πρώτα τις προδιαγραφές και το pinout του LM317, στη συνέχεια θα δείξουμε πώς να φτιάχνουμε τρία διαφορετικά πρακτικά κυκλώματα με το LM317.

Για να ολοκληρώσετε την πρακτική πλευρά αυτής της ενότητας θα χρειαστείτε:

Προμήθειες:

• LM317
• 10 k Ohm Trimmer ή δοχείο
• 10 uF και 100 uF
• Αντίσταση: 200 Ohm, 330 Ohm, 1k Ohm
• Πακέτο μπαταρίας 4x AA 6V
• 2x μπαταρία ιόντων λιθίου 7,4V
• Μπαταρία 4S Li-Po 14.8V
• ή τροφοδοτικό

Βήμα 1: Επισκόπηση Pinout

Ξεκινώντας από τα αριστερά έχουμε έναν πείρο προσαρμογής (ADJ), μεταξύ αυτού και του πείρου εξόδου (OUT) ρυθμίζουμε το διαχωριστή τάσης που θα καθορίσει την έξοδο τάσης. Ο μέσος πείρος είναι ο πείρος εξόδου τάσης (OUT) τον οποίο πρέπει να συνδέσουμε με έναν πυκνωτή για να παρέχουμε σταθερό ρεύμα. Εδώ αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε 100 uF αλλά μπορείτε να επιλέξετε να χρησιμοποιήσετε και χαμηλότερες τιμές (1uF>). Ο πιο δεξιός πείρος είναι ο ακροδέκτης εισόδου (IN) τον οποίο συνδέουμε με την μπαταρία (ή οποιαδήποτε άλλη πηγή ενέργειας) και σταθεροποιούμε το ρεύμα με έναν πυκνωτή (εδώ 10uF, αλλά μπορείτε να φτάσετε τόσο χαμηλά όσο 0,1 uF).

• ADJ Εδώ συνδέουμε το διαχωριστή τάσης, για να ρυθμίσουμε την τάση εξόδου
• OUT Εδώ συνδέουμε την είσοδο του κυκλώματος διανομής ισχύος (οποιαδήποτε συσκευή φορτίζουμε).
• IN Εδώ συνδέουμε το κόκκινο καλώδιο (συν τον ακροδέκτη) από την μπαταρία

Βήμα 2: Κύκλωμα LM317 3.3 V

Τώρα θα κατασκευάσουμε ένα κύκλωμα χρησιμοποιώντας το LM317 το οποίο θα βγάζει 3,3 V. Αυτό το κύκλωμα προορίζεται για σταθερή έξοδο. Οι αντιστάσεις επιλέγονται από τον τύπο που θα εξηγήσουμε αργότερα.

Τα βήματα καλωδίωσης έχουν ως εξής:

• Συνδέστε το LM317 στη σανίδα ψωμιού.
• Συνδέστε τον πυκνωτή 10 uF με τον πείρο IN. Εάν χρησιμοποιείτε ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές, φροντίστε να συνδέσετε το - στο GND.
• Συνδέστε τον πυκνωτή 100 uF με τον πείρο OUT.
• Συνδέστε το IN με τον ακροδέκτη συν της πηγής τροφοδοσίας
• Συνδέστε την αντίσταση 200 Ohm με τις ακίδες OUT και ADJ
• Συνδέστε την αντίσταση 330 Ohm με τα 200 Ohm και το GND.
• Συνδέστε τον ακροδέκτη OUT με το τερματικό συν της συσκευής που θέλετε να φορτίσετε. Εδώ έχουμε συνδέσει την άλλη πλευρά του breadboard με το OUT και το GND για να αντιπροσωπεύσουμε τον πίνακα διανομής ισχύος.

Βήμα 3: Κύκλωμα LM317 5 V

Για να δημιουργήσουμε ένα κύκλωμα εξόδου 5 V χρησιμοποιώντας το LM317, χρειαζόμαστε μόνο να αλλάξουμε τις αντιστάσεις και να συνδέσουμε πηγή ισχύος υψηλότερης τάσης. Αυτό το κύκλωμα είναι επίσης για σταθερή έξοδο. Οι αντιστάσεις επιλέγονται από τον τύπο που θα εξηγήσουμε αργότερα.

Τα βήματα καλωδίωσης έχουν ως εξής:

• Συνδέστε το LM317 στη σανίδα ψωμιού.
• Συνδέστε τον πυκνωτή 10 uF με τον πείρο IN. Εάν χρησιμοποιείτε ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές, φροντίστε να συνδέσετε το - στο GND.
• Συνδέστε τον 100 uFcapacitor με τον πείρο OUT.
• Συνδέστε το IN με τον ακροδέκτη συν της πηγής τροφοδοσίας
• Συνδέστε την αντίσταση 330 Ohm με τις ακίδες OUT και ADJ
• Συνδέστε την αντίσταση 1k Ohm με το 330 Ohm και το GND.
• Συνδέστε τον ακροδέκτη OUT με το τερματικό συν της συσκευής που θέλετε να φορτίσετε. Εδώ έχουμε συνδέσει την άλλη πλευρά του breadboard με το OUT και το GND για να αντιπροσωπεύσουμε τον πίνακα διανομής ισχύος.

Βήμα 4: Ρυθμιζόμενο κύκλωμα LM317

Το κύκλωμα για ρυθμιζόμενη έξοδο τάσης με LM317 είναι πολύ παρόμοιο με τα προηγούμενα κυκλώματα. Εδώ εμείς αντί για τη δεύτερη αντίσταση χρησιμοποιούμε ένα τρίμερ ή ένα ποτενσιόμετρο. Καθώς αυξάνουμε την αντίσταση στο τρίμερ, η τάση εξόδου αυξάνεται. Θα θέλαμε να έχουμε 12 V ως υψηλή ισχύ και για αυτό πρέπει να χρησιμοποιούμε διαφορετική μπαταρία, εδώ 4S Li-Po 14,8 V.

Τα βήματα καλωδίωσης έχουν ως εξής:

• Συνδέστε το LM317 στη σανίδα ψωμιού.
• Συνδέστε τον πυκνωτή 10 uF με τον πείρο IN. Εάν χρησιμοποιείτε ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές, φροντίστε να συνδέσετε το - στο GND.
• Συνδέστε τον πυκνωτή 100 uF με τον πείρο OUT.
• Συνδέστε το IN με τον ακροδέκτη συν της πηγής τροφοδοσίας
• Συνδέστε την αντίσταση 1k Ohm με τις ακίδες OUT και ADJ
• Συνδέστε το κοπτικό 10k Ohm με το 1k Ohm και το GND.

Βήμα 5: Υπολογιστής τάσης

Θα θέλαμε τώρα να εξηγήσουμε έναν απλό τύπο για τον υπολογισμό της αντίστασης που χρειαζόμαστε για να πάρουμε την έξοδο τάσης που θα θέλαμε. Σημειώστε ότι ο τύπος που χρησιμοποιείται εδώ είναι η απλοποιημένη έκδοση, επειδή θα μας δώσει αρκετά καλά αποτελέσματα για οτιδήποτε θα κάναμε.

Όπου το Vout είναι τάση εξόδου, το R2 είναι η «τελική αντίσταση», αυτή με μεγαλύτερη τιμή και αυτή που βάζουμε το τρίμερ στο τελευταίο παράδειγμα. Το R1 είναι η αντίσταση που συνδέουμε μεταξύ OUT και ADJ.

Όταν υπολογίζουμε την απαραίτητη αντίσταση, πρώτα ανακαλύπτουμε ποια τάση εξόδου χρειαζόμαστε, συνήθως για εμάς θα ήταν 3,3 V, 5 V, 6 V ή 12 V. Στη συνέχεια κοιτάμε τις αντιστάσεις που έχουμε και επιλέγουμε μία, αυτή την αντίσταση είναι τώρα το R2 μας. Στο πρώτο παράδειγμα επιλέξαμε 330 Ohm, στο δεύτερο 1 k Ohm και στο τρίτο κοπτικό 10 k Ohm.

Τώρα που γνωρίζουμε το R2 και το Vout πρέπει να υπολογίσουμε το R1. Το κάνουμε αυτό αναδιατάσσοντας τον παραπάνω τύπο και εισάγοντας τις τιμές μας.

Για το πρώτο μας παράδειγμα το R1 είναι 201,2 Ohm, για το δεύτερο παράδειγμα το R1 είναι 333,3 Ohm και για το τελευταίο παράδειγμα στα 10 k Ohm το R1 είναι 1162,8 Ohm. Από αυτό μπορείτε να δείτε γιατί επιλέξαμε αυτές τις αντιστάσεις για αυτές τις τάσεις εξόδου.

Υπάρχουν ακόμη πολλά να ειπωθούν για αυτό, αλλά το κύριο πράγμα είναι ότι μπορείτε να καθορίσετε την αντίσταση που χρειάζεστε επιλέγοντας την έξοδο τάσης και επιλέγοντας R2 ανάλογα με το είδος των αντιστάσεων που έχετε.

Βήμα 6: Συμπέρασμα

Θα θέλαμε να συνοψίσουμε αυτό που δείξαμε εδώ και να δείξουμε μερικά επιπλέον σημαντικά χαρακτηριστικά του LM317.

• Η τάση εισόδου του LM317 είναι 4,25 - 40 V.
• Η τάση εξόδου του LM317 είναι 1,25 - 37 V.
• Η πτώση τάσης είναι περίπου 2 V, πράγμα που σημαίνει ότι χρειαζόμαστε τουλάχιστον 5,3 V για να πάρουμε 3,3 V.
• Η μέγιστη βαθμολογία ρεύματος είναι 1,5 A, συνιστάται ιδιαίτερα η χρήση ψύκτρας με το LM317.
• Χρησιμοποιήστε το LM317 για να ενεργοποιήσετε τους ελεγκτές και τα προγράμματα οδήγησης, αλλά μεταβείτε σε μετατροπείς DC-DC για κινητήρες.
• Μπορούμε να κάνουμε σταθερή έξοδο τάσης χρησιμοποιώντας δύο υπολογισμένες ή εκτιμώμενες αντιστάσεις.
• Μπορούμε να κάνουμε μια ρυθμιζόμενη έξοδο τάσης χρησιμοποιώντας μια υπολογισμένη αντίσταση και ένα εκτιμώμενο ποτενσιόμετρο

Μπορείτε να κατεβάσετε τα μοντέλα που χρησιμοποιούνται σε αυτό το σεμινάριο από τον λογαριασμό μας στο GrabCAD:

Μοντέλα Robotronic GrabCAD

Μπορείτε να δείτε τα άλλα σεμινάρια μας σχετικά με το Instructables:

Instructables Robottronic

Μπορείτε επίσης να ελέγξετε το κανάλι Youtube που βρίσκεται ακόμα σε διαδικασία έναρξης:

Youtube Robottronic