Arduinos 非常適合自動(dòng)控制各種電路。在這個(gè)項(xiàng)目中，我將展示一種簡(jiǎn)單的方法，即可以使用 Arduino 制作電源，自動(dòng)調(diào)整其輸出以保持恒定電壓或恒定電流。我設(shè)計(jì)此電路以使用 USB 電源運(yùn)行，它專為小型低壓應(yīng)用而設(shè)計(jì)。但是您可以輕松修改它，以便為更高功率的應(yīng)用使用更大的電源。 

材料

Arduino 微控制器
IRF510 功率 MOSFET 
1 kohm 電阻
470 ohm 電阻
2 x 100 kohm 電阻
10 ohm 電阻（額定至少 2.5 瓦）
1000 微法拉電容器
SPDT 開關(guān)
2 x 瞬時(shí)按鈕開關(guān) 螺絲
端子連接器
USB 連接器電纜
跳線

為電路供電

該項(xiàng)目的電源將由 USB 端口提供并通過 Arduino 路由。Arduino 使用標(biāo)準(zhǔn) USB 連接器電纜連接到 USB 端口。我們正在構(gòu)建的電源電路將連接到 Arduino 上的 5V 引腳。該引腳可提供 5V 和高達(dá) 200mA 的電流。但是，我已經(jīng)編寫了代碼，使電源電路的電流永遠(yuǎn)不會(huì)超過 150mA。 

輸出電路

輸出電路的主要部分是圍繞 IR510 功率 MOSFET 構(gòu)建的晶體管電路。 

引腳 9 向電路提供 PWM 信號(hào)。該信號(hào)通過一個(gè) 1 kohm 電阻和 1000 微法拉電容器發(fā)送，并被平滑為相對(duì)恒定的 DC 信號(hào)（盡管仍然存在一些波動(dòng)）。該直流信號(hào)被發(fā)送到 MOSFET 的柵極。 

一個(gè) 470 歐姆的電阻器連接在晶體管的柵極和 5V 之間，以便將柵極電壓升高到接近源漏結(jié)導(dǎo)電的點(diǎn)。這些值可能需要調(diào)整以校準(zhǔn)您正在使用的特定部件的電路。1 kohm 電阻和 470 ohm 電阻可以用更高的值代替。這將允許您使用較小的電容器值。 

連接到 MOSFET 漏極的是一個(gè) 10 歐姆 10 瓦的參考電阻。該連接點(diǎn)還連接到 Arduino 上的模擬引腳 2。 

10 歐姆電阻的另一側(cè)連接到模擬引腳 1。這用于檢測(cè)電源的輸出。電源輸出端接參考電阻和5V。為了方便訪問，我使用了一對(duì)螺絲端子來連接和斷開輸出的電線。

開關(guān)

為簡(jiǎn)單起見，控制電路的開關(guān)安裝在單獨(dú)的面包板上。兩個(gè)瞬時(shí)按鈕用于調(diào)節(jié)電源的輸出。每個(gè)開關(guān)的一端連接到 GND。另一端連接數(shù)字引腳 10 和 11。這些數(shù)字引腳還通過 100 kohm 電阻連接到 5V。這些充當(dāng)上拉電阻器并將數(shù)字引腳設(shè)置為高電平，直到按下按鈕。第三個(gè)開關(guān)是單刀雙擲撥動(dòng)開關(guān)。此開關(guān)設(shè)置輸出模式。開關(guān)的兩端引腳連接到 GND 和 5V。中心引腳連接到數(shù)字引腳 12。當(dāng)引腳 12 連接到 5V 時(shí)，系統(tǒng)設(shè)置為輸出恒定電壓。當(dāng)引腳 12 連接到 GND 時(shí)，系統(tǒng)設(shè)置為輸出恒定電流。 

代碼

在代碼的頂部，聲明變量中的項(xiàng)是“resistance”變量。這是電路中使用的參考電阻的值。您想要使用萬用表來準(zhǔn)確測(cè)量該值。不要假設(shè)它是標(biāo)記值。當(dāng)您嘗試使用電源時(shí)，這可能會(huì)給您帶來不準(zhǔn)確的讀數(shù)。測(cè)量電阻后，將此值（以歐姆為單位）寫入代碼。

在代碼主循環(huán)的部分中，analogRead 函數(shù)用于測(cè)量參考電阻兩側(cè)的電壓。使用這些值，您可以計(jì)算電源的端電壓和流經(jīng)負(fù)載的電流。 

接下來，digitalRead 函數(shù)用于確定開關(guān)的狀態(tài)。撥動(dòng)開關(guān)設(shè)置電源的工作模式。在一種模式下，輸出設(shè)置為恒定電壓。在另一種模式下，輸出設(shè)置為恒定電流。如果按下其中一個(gè)瞬時(shí)按鈕，則會(huì)向上或向下調(diào)整目標(biāo)輸出電平。這些功能具有內(nèi)置延遲，以避免開關(guān)彈跳引起的錯(cuò)誤觸發(fā)，并限制輸出更改的速度。 

接下來使用 Serial.print 命令顯示電源的輸出。這對(duì)于調(diào)試電源的運(yùn)行很有用。 

代碼中內(nèi)置了各種安全限制。在啟動(dòng)時(shí)，在電路開始自動(dòng)調(diào)整自身之前有一個(gè)延遲允許輸出復(fù)位。為避免損壞 Arduino，輸出限制為 150mA。控制輸出的 analogWrite 函數(shù)永遠(yuǎn)不能超過 250（在 255 的范圍內(nèi)）并且它們永遠(yuǎn)不能低于 0。系統(tǒng)還限制了輸出變化的速度。