Circuito Inversor de Onda Senoidal Modificado Arduino

Neste post, vamos construir um inversor de onda senoidal modificado usando o Arduino. Exploraremos a metodologia do inversor de onda senoidal proposto e, por fim, daremos uma olhada na saída simulada deste inversor.

De

Diferença entre Squarewave e Inversor Squarewave Modificado

Os inversores nos salvaram de cortes de energia de curto prazo em casa, indústrias e salas de emergência. A qualidade da energia fornecida pelos inversores varia dependendo do que tipo de inversor é usado. Os inversores são classificados em três tipos: inversores de onda quadrada, onda senoidal modificada e onda senoidal pura.

Um inversor de onda quadrada tem saída de baixa qualidade e contém muito ruído harmônico que pode não ser adequado para muitos aparelhos eletrônicos. Sua forma de onda sobe e desce no pico. Mas, cargas resistivas, como lâmpadas incandescentes, aquecedores e alguns dispositivos que funcionários SMPS não apresentam problemas com inversores de onda quadrada.

PARA onda senoidal modificada ou a onda quadrada modificada para ser mais preciso pode executar a maioria dos dispositivos eletrônicos sem muitos problemas.

A forma de onda atinge o pico e desce para zero volt e permanece por algum intervalo e atinge o pico negativo e volta para zero volt e o ciclo se repete. Possui ruído harmônico, mas não tão ruim quanto a onda quadrada e pode ser filtrado facilmente. Este projeto é usado na maioria dos inversores baratos.

Um inversor de onda senoidal pura tem um design sofisticado e caro. Ele pode operar todos os dispositivos eletrônicos, incluindo cargas indutivas, como motores que apresentam problemas de operação com outros projetos mencionados. Não tem harmônicos e a forma de onda é sinusoidal suave.

Agora você sabe a diferença básica entre inversores seno, seno modificado e de onda quadrada.

Neste projeto, estamos construindo um inversor que pode fornecer saída equivalente ao inversor de onda senoidal.

O circuito pode ser melhor compreendido pelo diagrama de blocos fornecido abaixo:

O projeto proposto consiste em um Arduino que gera onda quadrada constante de 50Hz. Um circuito chopper IC 555 gera pulso de alta frequência.

O corte real desses dois sinais é feito pelo IC 7408, que é a porta AND. O sinal misto é enviado para a porta do MOSFET. A frequência de IC 555 pode ser variada para ajustar a tensão de saída, sintonizando o resistor variável.

Diagrama de circuito:

A onda quadrada constante de 50 Hz é gerada nos pinos 7 e 8 do Arduino. Este sinal flip-flop é alimentado para os pinos 1 e 4 do IC 7408. Esses dois pinos são de duas portas AND diferentes.

O sinal de corte de alta frequência é alimentado para os pinos 2 e 5. A porta AND permite apenas quando duas entradas são altas, uma vez que a saída de frequência do Arduino é mais baixa e o IC555 mais alto, obtemos o sinal cortado na saída da porta correspondente.

A saída cortada é alimentada ao MOSFET com um resistor limitador de corrente para limitar a taxa de carregamento do capacitor de porta. Um transformador de 12 V 15 A ou superior pode ser usado se você precisar de saída de potência superior.

Um varistor de óxido de metal de 400 V é utilizado em toda a saída para suprimir o pico de alta tensão inicial enquanto o inversor pode ter várias centenas de volts de magnitude.

Um regulador de 9 V é usado para o Arduino como fonte de tensão constante. Uma capacitância 1000uF ou superior pode ser usada na entrada da bateria para uma partida suave e para proteger o inversor de flutuações repentinas de tensão.

Circuito Chopper:

O circuito do chopper é um gerador de frequência variável simples e o circuito é autoexplicativo.
Agora vamos ver o quão bem a frequência do Arduino é cortada pelo circuito gerador de alta frequência para atingir o equivalente de onda senoidal.

A simulação acima descreve a saída do Arduino. É um sinal de 50 Hz simples e estável.

A simulação acima mostra a forma de onda após cortar o sinal constante de 50Hz. A largura da taxa de corte pode ser ajustada sintonizando o resistor variável e que também determina a tensão de saída.

O sinal cortado acima pode não se parecer com uma onda senoidal. A forma de onda cortada de um inversor de onda senoidal real aumenta e diminui exponencialmente ao longo do eixo x. Mas comece um design simples, a frequência de corte permanece constante e boa o suficiente para operar a maioria dos aparelhos eletrônicos.

Programa para 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----------//

Para uma versão Full Bridge, você pode consultar este design: https://www.elprocus.com/arduino-full-bridge-h-bridge-sinewave-inverter-circuit/