🔋 مبدل کاهنده LM2596 (LM2596 Buck Converter)

مبدل کاهنده LM2596 (LM2596 Buck Converter) همان ماژول آبی کوچکی است که یک سیم‌پیچ گرد و یک پتانسیومتر چنددور دارد. ولتاژ بالاتر باتری یا آداپتور (حدود ۴ تا ۴۰ ولت) را می‌گیرد و ولتاژ کمتری که خودت با پیچ تنظیم کرده‌ای بیرون می‌دهد؛ با بازده حدود ۸۰ تا ۹۰ درصد، چون به‌جای سوزاندن ولتاژ اضافه، آن را با قطع و وصل خیلی سریع (حدود ۱۵۰ کیلوهرتز) کم می‌کند. جای اصلی‌اش ربات‌هاست: باتری لیتیومی یا ۱۲ ولت برای موتورها، و یک خط ۵ یا ۶ ولتی تمیز برای آردوینو و سرووها.

LM2596 در ووکوی (Wokwi)

تا جایی که می‌دانیم ووکوی نسخه‌ی آماده‌ی این ماژول را ندارد و اصلاً باتری یا منبع جدا شبیه‌سازی نمی‌کند: در ووکوی برق همه‌ی قطعه‌ها از پایه‌های 5V و 3.3V خود برد (در ESP32 و پیکو 3V3) می‌آید، طوری که انگار برد با USB روشن است. پس نزدیک‌ترین «جایگزین» همان پایه‌ی 5V است و افت ولتاژ یا تمام شدن باتری را آن‌جا نمی‌بینی. LM2596 در شبیه‌ساز تینکرکد فارسی، هم مود ساده و هم مود آردوینو، رایگان است و می‌توانی خروجی‌اش را با مولتی‌متر بخوانی.

سیم‌کشی با آردوینو

پایه‌ی 5V از رگولاتور و محافظ‌های برد رد نمی‌شود، پس خروجی ماژول باید دقیق باشد. بهتر است وقتی USB وصل است، ۵ ولت بیرونی را هم‌زمان به این پایه ندهی.

تنظیم خروجی، قبل از هر اتصال

1. فقط ورودی را وصل کن و خروجی را آزاد بگذار.
2. مولتی‌متر را روی ولتاژ DC بگذار و به OUT+ و OUT− بزن.
3. پیچ برنجی را با پیچ‌گوشتی بچرخان تا ۵٫۰ ولت را ببینی؛ گاهی چند ده دور طول می‌کشد تا عدد شروع به تغییر کند.
4. یادت باشد ورودی باید حداقل حدود ۱٫۵ تا ۲ ولت از خروجی بیشتر باشد.

کد نمونه: پایش ولتاژ باتری ربات

// Watch the robot battery that feeds the LM2596.
// Battery+ -> 20k -> A0 -> 10k -> GND  (divides by 3, safe up to 15 V)
const float VREF = 5.0;          // put the real converter output here
const float DIVIDER = 3.0;
const float LOW_BATTERY = 7.0;   // volts, for a 2-cell lithium pack
const int WARN_LED = 13;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(WARN_LED, OUTPUT);
}

void loop() {
  long sum = 0;
  for (int i = 0; i < 16; i++) {   // average out switching noise
    sum += analogRead(A0);
  }
  float vBattery = (sum / 16.0) * VREF / 1023.0 * DIVIDER;

  Serial.print("battery:");
  Serial.println(vBattery, 2);
  digitalWrite(WARN_LED, vBattery < LOW_BATTERY ? HIGH : LOW);
  delay(500);
}

مرجع analogRead همان خط ۵ ولت است که از مبدل می‌آید؛ اگر مولتی‌متر مثلاً ۴٫۹۳ ولت نشان داد، همان عدد را در VREF بگذار تا ولتاژ باتری دقیق‌تر خوانده شود. در ووکوی می‌توانی یک پتانسیومتر را به‌جای مقسم به A0 بدهی و هشدار را امتحان کنی.

اشتباه‌های رایج

• وصل کردن مدار قبل از تنظیم: خروجی ماژول تازه ممکن است نزدیک ولتاژ ورودی باشد و ۱۲ ولت مستقیم به برد ۵ ولتی برسد.
• جابه‌جایی IN و OUT یا قطب‌ها: بیشتر این ماژول‌ها محافظ اتصال معکوس ندارند و با یک بار اشتباه می‌سوزند.
• انتظار ۳ آمپر بدون هیت‌سینک: در عمل حدود ۲ آمپر پیوسته واقع‌بینانه است.
• ورودی خیلی نزدیک به خروجی: با ۶ ولت ورودی، ۵ ولت پایدار نمی‌گیری.

آموزش‌های مرتبط

• رگولاتور ۷۸۰۵ و فرقش با مبدل سوییچینگ
• باتری لیتیوم پلیمر
• کد آردوینو کار نمی‌کند؟ از سیم‌کشی تا تغذیه
• راهنمای تغذیه‌ی آردوینو
• ماشین‌حساب مقسم ولتاژ

سؤال‌های رایج

LM2596 را روی چند ولت تنظیم کنم تا آردوینو را روشن کند؟

اگر به پایه‌ی 5V می‌دهی، دقیقاً حدود ۵٫۰ ولت (بین ۴٫۸ تا ۵٫۲). اگر به VIN یا جک می‌دهی، ۷ تا ۹ ولت تا رگولاتور خود برد کار کند. همیشه قبل از اتصال با مولتی‌متر اندازه بگیر.

LM2596 بهتر است یا 7805؟

وقتی اختلاف ولتاژ یا جریان زیاد است، مثلاً ۱۲ ولت به ۵ ولت با چند صد میلی‌آمپر، LM2596 بهتر است چون ولتاژ اضافه را به گرما تبدیل نمی‌کند. برای جریان کم و مدار حساس به نویز، 7805 ساده‌تر و تمیزتر است.

ووکوی LM2596 دارد؟

نه؛ در ووکوی تغذیه از پایه‌های 5V و 3.3V برد می‌آید و باتری و مبدل شبیه‌سازی نمی‌شوند. LM2596 در شبیه‌ساز تینکرکد فارسی رایگان است.

قطعه‌های دیگرِ آی‌سی، درایور و رگولاتور

همه‌ی ۱۰۵ قطعه ← · آموزش مدار