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Circuito inversor de onda senoidal pura Arduino com código de programa completo

Este artigo explica um simples circuito inversor de onda senoidal pura usando Arduino, que pode ser atualizado para obter qualquer potência de saída desejada conforme a preferência do usuário

Operação do Circuito

No último artigo aprendemos como gerar modulação de largura de pulso de onda senoidal ou SPWM através do Arduino, vamos usar a mesma placa Arduino para fazer o circuito inversor de onda senoidal pura simples proposto. figura a seguir.

Você só precisa programar a placa Arduino com o código SPWM, conforme explicado no artigo anterior, e conectá-la a alguns dos dispositivos externos.

CIRCUITO INVERSOR DE ONDA SENOIDAL PURA ARDUINO
CIRCUITO INVERSOR DE ONDA SENOIDAL PURA ARDUINO COM CÓDIGO DE PROGRAMA COMPLETO 19

O pino 8 e o pino 9 geram os SPWMs alternadamente e alternam os mosfets relevantes com o mesmo padrão SPWM.

A maioria, por sua vez, induz o transformador com a forma de onda SPWM de alta corrente usando a energia da bateria, fazendo com que o secundário do trafo gere uma forma de onda idêntica, mas no nível da rede elétrica.

O circuito inversor do Arduino proposto pode ser atualizado para qualquer nível de potência mais alto preferido, simplesmente atualizando os mosfets e a classificação de trafo de acordo, alternativamente, você também pode convertê-lo em uma ponte completa ou um inversor de onda senoidal de ponte H

Alimentando a placa Arduino

No diagrama, a placa Arduino pode ser vista fornecida a partir de um circuito IC 7812, que pode ser construído conectando um IC 7812 padrão da seguinte maneira. O IC garantirá que a entrada do Arduino nunca exceda a marca de 12V, embora isso possa não ser absolutamente crítico, a menos que a bateria seja classificada acima de 18V.

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Se você tiver alguma dúvida sobre o circuito inversor SPWM acima usando um Arduino programado, sinta-se à vontade para perguntar através de seus valiosos comentários.

Imagens de forma de onda para Arduino SPWM

FORMA DE ONDA SPWM DO CIRCUITO INVERSOR DE ONDA SENOIDAL PURA ARDUINO
CIRCUITO INVERSOR DE ONDA SENOIDAL PURA ARDUINO COM CÓDIGO DE PROGRAMA COMPLETO 20

Imagem da forma de onda SPWM obtida do projeto do inversor Arduino acima (testado e enviado pelo Sr. Ainsworth Lynch)


Para o código do programa, visite o seguinte link:

Circuito Gerador Arduino SPWM


ATUALIZAR:

Usando o BJT Buffer Stage como Level Shifter

Como uma placa Arduino produzirá uma saída de 5V, pode não ser um valor ideal para acionar mosfets diretamente.

Portanto, um estágio intermediário de mudança de nível BJT pode ser necessário para elevar o nível do portão para 12V para que os mosfets possam operar corretamente sem causar aquecimento desnecessário dos dispositivos. O diagrama atualizado (recomendado) pode ser testemunhado abaixo:

CIRCUITO INVERSOR DE ONDA SENOIDAL SIMPLES DO ARDUINO USANDO SPWM
O DESIGN ACIMA É O RECOMENDADO! (APENAS CERTIFIQUE-SE DE ADICIONAR O TEMPORIZADOR DE ATRASO, CONFORME EXPLICADO ABAIXO!)

Videoclipe

YouTube video

Lista de peças

Todos os resistores são 1/4 watt, 5% CFR

  • 10K = 4
  • 1K = 2
  • BC547 = 4nos
  • Mosfets IRF540 = 2nos
  • Arduino UNO = 1
  • Transformador = corrente de 9-0-9V/220V/120V conforme a exigência.
  • Bateria = 12V, valor Ah conforme requisito

Efeito de atraso

Para garantir que os estágios do mosfet iniciem com um atraso durante a inicialização ou inicialização do Arduino, você pode modificar os transistores BC547 do lado esquerdo em estágios de atraso ON, conforme mostrado abaixo. Isso protegerá os mosfets e evitará que eles queimem durante a inicialização do Arduino.

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FAVOR TESTAR E CONFIRMAR A SAÍDA DE ATRASO COM UM LED NO COLETOR, ANTES DE FINALIZAR O INVERSOR.
PARA AUMENTAR O ATRASO VOCÊ PODE AUMENTAR O VALOR DE 10K PARA 100K

Adicionando um regulador de tensão automático

Assim como qualquer outro inversor, a saída deste design pode atingir limites inseguros quando a bateria está totalmente carregada.

Para controlar isso, um regulador automático de tensão pode ser empregado como mostrado abaixo.

Os coletores BC547 devem ser conectados às bases do par BC547 do lado esquerdo, que são conectados ao Arduino através de resistores de 10K.

CORREÇÃO DE SAÍDA DE ONDA SENOIDAL DO ARDUINO AUTOMÁTICA
CIRCUITO INVERSOR DE ONDA SENOIDAL PURA ARDUINO COM CÓDIGO DE PROGRAMA COMPLETO 21

Para uma versão isolada do circuito de correção de tensão, podemos modificar o circuito acima com um transformador, conforme mostrado abaixo:

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Certifique-se de unir a linha negativa com o negativo da bateria

Como configurar

Para configurar o circuito de correção automática de tensão, alimente 230V ou 110V estáveis ​​de acordo com as especificações do seu inversor ao lado de entrada do circuito.

Em seguida, ajuste a predefinição de 10k com cuidado para que os LEDs vermelhos acendam. Isso é tudo, sele a predefinição e conecte o circuito com a placa Arduino acima para implementar a regulação automática de tensão de saída pretendida.

Usando buffer CMOS

Outro projeto para o circuito inversor de onda senoidal do Arduino acima pode ser visto abaixo, o CMOS IC é usado como um buffer auxiliar para o estágio BJT

INVERSOR SPWM ARDUINO
CIRCUITO INVERSOR DE ONDA SENOIDAL PURA ARDUINO COM CÓDIGO DE PROGRAMA COMPLETO 22

Importante:

A fim de evitar um interruptor acidental ON antes da inicialização do Arduino, um simples circuito temporizador de atraso ON pode ser incluído no projeto acima, conforme mostrado abaixo:

ARDUINO COM ATRASO NO INTERRUPTOR
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FONTE


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