In questo post costruiremo un inverter a onda sinusoidale modificato usando Arduino. Esploreremo la metodologia dell'inverter sinusoidale proposto e, infine, daremo uno sguardo all'uscita simulata di questo inverter.
Di
Differenza tra inverter Squarewave e Squarewave modificato
Gli inverter ci hanno risparmiato da brevi interruzioni di corrente a casa, nelle industrie e nei pronto soccorso. La qualità della potenza erogata dagli inverter varia a seconda di cosa tipo di inverter si usa. Gli inverter sono classificati in tre tipi: inverter ad onda quadra, sinusoidale modificata e sinusoidale pura.
Un inverter a onda quadra ha un'uscita di scarsa qualità e contiene molto rumore armonico che potrebbe non essere adatto a molti gadget elettronici. La sua forma d'onda va su e giù per il picco. Tuttavia, i carichi resistivi come le lampadine a incandescenza, il riscaldatore e alcuni dispositivi utilizzati da SMPS non presentano problemi con gli inverter a onda quadra.
PER onda sinusoidale modificata o l'onda quadra modificata per essere precisi può eseguire la maggior parte dei gadget elettronici senza troppi problemi.
La forma d'onda raggiunge il picco e scende a zero volt e rimane per un certo intervallo e va al picco negativo e torna a zero volt e il ciclo si ripete. Ha un rumore armonico ma non così grave come l'onda quadra e può essere filtrato facilmente. Questo design è utilizzato nella maggior parte degli inverter economici.
Un inverter a onda sinusoidale pura ha un design sofisticato e costoso. Può far funzionare tutti i dispositivi elettronici inclusi i carichi induttivi come i motori che hanno problemi a funzionare con altri progetti menzionati. Non ha armoniche e la forma d'onda è sinusoidale liscia.
Ormai conosci la differenza fondamentale tra gli inverter seno, seno modificato e onda quadra.
In questo progetto stiamo costruendo un inverter in grado di fornire un'uscita equivalente a un inverter a onda sinusoidale.
Il circuito può essere compreso meglio dallo schema a blocchi fornito di seguito:
Il progetto proposto consiste in un Arduino che genera un'onda quadra costante a 50Hz. Un circuito chopper IC 555 genera impulsi ad alta frequenza.
Il taglio effettivo di questi due segnali viene effettuato da IC 7408, che è il gate AND. Il segnale misto viene inviato al gate del MOSFET. La frequenza dell'IC 555 può essere variata per regolare la tensione di uscita sintonizzando il resistore variabile.
Schema elettrico:
L'onda quadra costante a 50 Hz viene generata tra i pin 7 e 8 di Arduino. Questo segnale flip-flop viene inviato al pin n. 1 e al pin n. 4 dell'IC 7408. Questi due pin sono di due porte AND differenti.
Il segnale di taglio ad alta frequenza viene inviato ai pin # 2 e # 5. Il gate AND consente solo quando due ingressi sono alti, poiché l'uscita in frequenza di Arduino è inferiore e IC555 superiore, otteniamo un segnale tagliato all'uscita del gate corrispondente.
L'uscita tagliata viene alimentata al MOSFET con un resistore limitatore di corrente per limitare la velocità di carica del condensatore di gate. È possibile utilizzare un trasformatore da 12V 15A o superiore se è necessaria una potenza di uscita maggiore.
Un varistore di ossido di metallo da 400 V viene utilizzato attraverso l'uscita per sopprimere il picco iniziale di alta tensione mentre si accende l'inverter, potrebbe essere di diverse centinaia di volt di grandezza.
Un regolatore da 9 V viene utilizzato per arduino come sorgente di tensione costante. È possibile utilizzare una capacità di 1000uF o superiore all'ingresso della batteria per un avviamento regolare e per proteggere l'inverter da improvvise fluttuazioni di tensione.
Circuito chopper:
Il circuito chopper è un semplice generatore di frequenza variabile e il circuito è autoesplicativo.
Ora vediamo come la frequenza di Arduino viene tagliata dal circuito del generatore di alta frequenza per ottenere l'equivalente dell'onda sinusoidale.
La simulazione precedente descrive l'output di arduino. È un segnale a 50 Hz semplice e stabile.
La simulazione sopra mostra la forma d'onda dopo aver tagliato il segnale costante a 50Hz. L'ampiezza del rapporto di taglio può essere regolata sintonizzando il resistore variabile e che determina anche la tensione di uscita.
Il segnale tagliato sopra potrebbe non sembrare un'onda sinusoidale. La forma d'onda tritata di un vero inverter a onda sinusoidale aumenta e diminuisce in modo esponenziale lungo l'asse x. Ma inizia un progetto semplice, la frequenza di taglio rimane costante e abbastanza buona da far funzionare la maggior parte dei gadget elettronici.
Programma per 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----------//
Per una versione Full Bridge puoi fare riferimento a questo design: https://www.elprocus.com/arduino-full-bridge-h-bridge-sinewave-inverter-circuit/
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