آموزش الکترونیکپروژه الکترونیک

ساخت محافظ وسایل برقی با آپ امپ LM358

سلام. آموزش ساخت مدار محافظ الکترونیک با آپ امپ LM358 (محافظ وسایل برقی) را آماده کردیم.

آموزش ساخت مدار محافظ الکترونیک

آموزش ساخت مدار محافظ الکترونیک

مدار های محافظت الکترونیکی برای موفقیت هر طرح لازم است. در این آموزش پروژه آپ امپ ما محافظ وسایل برقی ، حفاظت از ولتاژ ، حفاظت مقابل اتصال کوتاه ، محافظت از قطبیت معکوس و … را انجام میدهیم. ما در این پروژه Op-amp ماحفاظت مدار در برابر جریان زیاد و بیش از حد را انجام میدهیم. اصطلاح اضافه بار یا Overcurrent هنگامی است که جریان بیشتر از حد توان از مدار کشیده شود. این وضعیت میتواند خطرناک باشد و به منبع تغذیه و … آسیب برساند. بنابراین مهندسین اغلب از مدار حفاظت در برابر اضافه بار استفاده میکنند تا در چنین موقعیت هایی برق قطع شود و در نتیجه مدار و منبع تغذیه سالم بماند.

توضیحات قطعات استفاده شده در مدار

انواع مختلفی از مدارهای حفاظت در برابر جریان بیش از حد وجود دارد.  مدار محافظ ما دارای مقدار آستانه ای برای قطع جریان خواهد بود که میشود آن را تنظیم کرد. برای این پروژه از یک تقویت کننده عملیاتی (آپ امپ) LM358 استفاده شده است. Op-amp LM358 که بسیار ارزان و در دسترس است استفاده کردیم. دیتاشیت پین های آپ امپ LM358 را میتوانید در تصویر زیر مشاهده کنید.

برای یادگیری آردوینو (برنامه نویسی، ساخت ربات، ارتباط با اندروید) روی دوره آموزش آردوینو کلیک کنید.
برای یادگیری کامل الکترونیک روی دوره آموزش الکترونیک کلیک کنید.

دیتاشیت پین های آپ امپ LM358

همانطور که در تصویر بالا مشاهده می شود ، در یک IC LM358 ، دو کانال op-amp خواهیم داشت. با این حال ، فقط یک کانال برای این پروژه استفاده می شود. OP-amp با استفاده از MOSFET بار خروجی را تغییر می دهد (قطع می کند). برای این پروژه از MOSFET IRF540N استفاده شده است. اگر جریان بار بزرگتر از 500 میلی آمپر باشد ، استفاده از هیت سینک برای ماسفت توصیه میشود. دیتاشیت پین های ماسفت IRF540N را در تصویر پایین مشاهده میکنید :

پین های ماسفت IRF540N

 

قطعات مورد نیاز مدار محافظ وسایل برقی

  1. منبع تغذیه 12 ولت
  2. IC آپ امپ LM358
  3. خازن 100uF 25V
  4. رگولاتور 7809
  5. ماسفت IRF540N
  6. هیت سینگ
  7. پتانسیومتر 50 کیلو اهم
  8. مقاومت 1 کیلو اهم تلورانس 1%
  9. مقاومت 100 کیلو اهم تلورانس 1%
  10. مقاومت 1 مگا اهم
  11. مقومت 1 اهم 2W (مقاومت شنت)
قطعات مورد نیاز را از فروشگاه قطعات آیرنکس تهیه کنید.

آموزش نحوه کار محافظ برق در برابر اضافه بار

همانطور که از نمودار شماتیک مدار بالا مشاهده می کنید ، از MOSFET IRF540N برای قطع و وصل جریان استفاده میشود. اما قبل از خاموش کردن بار ، تشخیص آن مهم است. این کار را با استفاده از مقاومت شنت R1 انجام میشود. به این روش اندازه گیری جریان Shunt Resistor Current Sensing گفته می شود.

در حالتی که ماسفت روشن است، جریان بار از طریق تخلیه Mosfet به منبع و سر انجام از طریق مقاومت شنت به GND جریان میابد. بسته به جریان بر مقاومت شنت افت ولتاژ ایجاد میکند که میتواند با قانون اهم محاسبه شود. بنبراین فرض میکنیم که برای جریان 1A ، افت ولتاژ با استفاده از مقاومت R=1 بنابراین قانون V=I*R افت ولتاژ را نشان میدهد. سپس با استفاده از Op-amp افت ولتاژ را با ولتاژ از پیش تعریف مقایسه میکنیم و سپس میتوانیم اضافه جریان را تشخیص داده و حالت ماسفت را تغییر میدهد.

تقویت کننده عملیاتی معمولاً برای انجام کارهای ریاضی مانند اضافه کردن ، تفریق ، ضرب و غیره مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین در این مدار تقویت کننده عملیاتی LM358 به عنوان یک مقایسه کننده می شود. مطابق شماتیک ، مقایسه کننده دو مقدار را مقایسه می کند. آپ امپ ولتاژ افت در سراسر مقاومت شنت و دیگری ولتاژ از پیش تعریف شده (ولتاژ مرجع) است که با استفاده از یک مقاومت متغیر یا پتانسیومتر (RV1) تنظیم میشود.

در ادامه اگر ولتاژ سنجش شده ، از ولتاژ مرجع (آستانه) کمتر باید ، Op-amp ولتاژ مثبتی را در خروجی ایجاد میکند که نزدیک به VCC مقایسه کننده باشد. اما اگر ولتاژ سنجش شده از ولتاژ آستانه بیشتر باشد ، مقایسه کننده ولتاژ منفی را در خروجی تولید میکند. این ولتاژ برای روشن و خاموش کردن ماسفت کافیست.

شماتیک کامل مدار حفاظت الکتریکی در برابر جریان بالا

در تصویر زیر شماتیک کامل مدار محافظ مدار الکترونیک را میتوانید ببینید :

شماتیک کامل مدار حفاظت الکتریکی در برابر جریان بالا

پایان.

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید

برای مشاهده توضیحات روی دوره مورد نظر کلیک کنید.

برای دریافت مطالب جدید در کانال تلگرام یا پیج اینستاگرام آیرنکس عضو شوید.

تصویر از محمد رحیمی

محمد رحیمی

محمد رحیمی هستم. سعی میکنم در آیرنکس مطالب مفید را قرار دهم. (در خصوص سوال در مورد این مطلب از قسمت نظرات همین مطلب اقدام کنید) سعی میکنم تمام نظرات را پاسخ دهم.

8 نظر

  1. سلام حداقل ولتاژ کاریش چنده برای منبع تغذیه 1.5 تا 12 ولتی جواب میده

  2. سلام مهندس
    یک مدار ندارید که 0 تا 30 ولت رو ساپورت کنه
    و رله هم داشته باشه!؟
    با تشکر

  3. سلام بابت مطلبتون خیلی ممنونم یه سوالی داشتم چطوری میتونم با این آی سی یک موتور الکتریکی ۱۲ ولت زمانی که کار میکنه چیزی اگر مانع چرخش موتور بشه قطع کنه تا آسیب نرسه به موتور

    1. سلام جناب. از صفحه تماس با ما از طریق ایمیل اقدام کنید.

  4. سلام
    ولتاژ حداکثر مدار چند ولته؟؟؟؟؟
    میشه ولتاژ رو تا ۴۰ ولت واسه منبع تغذیه متغیر استفاده کرذ؟؟؟؟

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *