Arduino Modified Sine Wave Inverter Circuit

Dalam catatan ini kita akan membina penyongsang gelombang sinus yang diubahsuai menggunakan Arduino. Kami akan meneroka metodologi penyongsang gelombang sinus yang dicadangkan dan akhirnya, kami akan melihat output simulasi penyongsang ini.

Oleh

Perbezaan Antara Squarewave dan Squarewave Inverter yang diubah

Penyongsang menyelamatkan kami dari pemadaman elektrik jangka pendek di rumah, industri dan bilik kecemasan. Kualiti kuasa yang dihantar oleh penyongsang berbeza-beza bergantung pada apa jenis penyongsang digunakan. Penyongsang dikelaskan kepada tiga jenis: gelombang persegi, gelombang sinus yang diubah dan penyongsang gelombang sinus tulen.

Penyongsang gelombang persegi mempunyai output berkualiti rendah dan mengandungi banyak bunyi harmonik yang mungkin tidak sesuai untuk banyak alat elektronik. Bentuk gelombang naik dan turun puncak. Tetapi, beban resistif seperti lampu pijar, pemanas dan beberapa peranti yang pekerja SMPS tidak menunjukkan masalah dengan penyongsang gelombang persegi.

KE gelombang sinus yang diubah suai atau gelombang persegi yang diubah menjadi tepat dapat menjalankan kebanyakan alat elektronik tanpa banyak masalah.

Bentuk gelombang naik ke puncak dan turun ke voltan sifar dan tetap selama beberapa selang waktu dan menuju puncak negatif dan kembali ke voltan sifar dan pengulangan kitaran. Ia mempunyai bunyi harmonik tetapi tidak seburuk gelombang persegi dan dapat disaring dengan mudah. Reka bentuk ini digunakan di kebanyakan penyongsang yang tidak mahal.

Penyongsang gelombang sinus tulen mempunyai reka bentuk yang paling canggih dan mahal. Ia dapat menjalankan semua alat elektronik termasuk beban induktif seperti motor yang mempunyai masalah dalam operasi dengan reka bentuk lain yang disebutkan. Ia tidak mempunyai harmonik dan bentuk gelombang halus sinusoidal.

Sekarang anda sudah mengetahui perbezaan asas antara penyongsang sinus, sinus yang diubah dan gelombang persegi.

Dalam projek ini, kami sedang membina penyongsang yang dapat menghasilkan output yang setara dengan penyongsang gelombang sinus.

Litar dapat difahami dengan lebih baik dengan gambarajah blok di bawah:

Reka bentuk yang dicadangkan terdiri daripada Arduino yang menghasilkan gelombang persegi tetap 50Hz. Litar pencincang IC 555 menghasilkan denyutan frekuensi tinggi.

Pemotongan sebenar kedua-dua isyarat ini dilakukan oleh IC 7408, iaitu gerbang AND. Isyarat campuran dimasukkan ke pintu MOSFET. Kekerapan IC 555 dapat diubah untuk menyesuaikan voltan keluaran dengan menala perintang yang berubah-ubah.

Rajah Litar:

Gelombang persegi 50Hz berterusan dihasilkan merentasi pin # 7 dan pin # 8 dari Arduino. Isyarat flip-flop ini dimasukkan ke pin # 1 dan pin # 4 dari IC 7408. Kedua pin ini terdiri daripada dua pintu DAN yang berbeza.

Isyarat memotong frekuensi tinggi dimasukkan ke pin # 2 dan # 5. Pintu AND membenarkan hanya apabila dua input tinggi, kerana output frekuensi Arduino lebih rendah dan IC555 lebih tinggi, kita mendapat isyarat cincang pada output gerbang yang sesuai.

Output yang dicincang dimasukkan ke MOSFET dengan perintang penghad semasa untuk mengehadkan kadar pengisian kapasitor gerbang. Transformer berkadar 12V 15A atau lebih tinggi boleh digunakan jika anda memerlukan output watt yang lebih tinggi.

Varistor logam oksida 400V digunakan di seluruh output untuk menekan lonjakan voltan tinggi awal semasa menghidupkan penyongsang, ia boleh berukuran beratus-ratus volt.

Pengatur 9V digunakan untuk arduino sebagai sumber voltan malar. Kapasitansi 1000uF atau lebih tinggi dapat digunakan pada input bateri untuk permulaan yang lancar dan untuk melindungi penyongsang dari turun naik voltan secara tiba-tiba.

Litar pencincang:

Litar pencincang adalah penjana frekuensi berubah mudah, dan litarnya cukup jelas.
Sekarang mari kita lihat sejauh mana frekuensi dari Arduino dicincang oleh litar penjana frekuensi tinggi untuk mencapai setara gelombang sinus.

Simulasi di atas menerangkan output dari arduino. Ini adalah isyarat 50Hz sederhana dan stabil.

Simulasi di atas menunjukkan bentuk gelombang setelah memotong isyarat 50Hz malar. Lebar nisbah pemotongan dapat disesuaikan dengan menala perintang yang berubah-ubah dan yang juga menentukan voltan keluaran.

Isyarat yang dicincang di atas mungkin tidak kelihatan seperti gelombang sinus. Bentuk gelombang cincang penyongsang gelombang sinus yang nyata meningkat dan menurun secara eksponen merentasi paksi-x. Tetapi mulakan reka bentuk sederhana frekuensi memotong tetap dan cukup baik untuk menjalankan kebanyakan alat elektronik.

Program untuk Arduino:

//-------------Program developed by R.Girish-----------//
int out1 = 8
int out2 = 7
void setup()
{
pinMode(out1,OUTPUT)
pinMode(out2,OUTPUT)
}
void loop()
{
digitalWrite(out2,LOW)
digitalWrite(out1,HIGH)
delay(10)
digitalWrite(out1,LOW)
digitalWrite(out2,HIGH)
delay(10)
}
//-------------Program developed by R.Girish----------//

Untuk versi Jambatan Penuh, anda boleh merujuk kepada reka bentuk ini: https://www.elprocus.com/arduino-full-bridge-h-bridge-sinewave-inverter-circuit/