11

Rijst. 2. Voedingsschema.

Belangrijkste wijzigingen in het schema ten opzichte van het origineel:
1) de gehele C-poort van de microcontroller is bestemd voor de R-2R DAC, dit maakt het gemakkelijker om mee te werken,
2) de weerstanden zelf in de DAC van andere classificaties, zoals ze waren, deze weerstanden moeten trouwens met hoge nauwkeurigheid worden geselecteerd, anders zullen er stappen zijn wanneer de DAC werkt.
3) het Darlington-circuit in de eindtrap wordt vervangen door één KT8106A;
4) de stroommeetshunt is krachtiger gemaakt en met een lagere weerstand (0,55 Ohm);
5) de overlap tussen de signaallijnen van de encoder en het LCD-scherm is geëlimineerd.
6) Er is voorzien in een thermische sensoraansluiting en een ventilatorregelcircuit met PWM-regeling.

De bronnen zijn aangepast naar dit diagram. De pinnen van de microcontroller zijn opnieuw toegewezen. Bestanden voor het werken met het toetsenbord zijn vervangen ( kbd.c en kbd.h) naar bestanden om mee te werken encoder. Werkalgoritme encoder volgende: drukte op de encoder - ging naar de spanningsinstelmodus, drukte er opnieuw op - ging naar de huidige instelmodus, drukte er opnieuw op - sloeg de instellingen op. Als u zich in de instelmodus bevindt, raak dan niet aan encoder langer dan 20 seconden verlaat het apparaat automatisch de instelmodus en slaat de wijzigingen niet op. Encoder werkt op externe interrupts en gebruikt de Timer2-timer om beschermende pauzes te implementeren.

De logica voor het werken met de status-LED is gewijzigd. Nu worden noodsituaties weergegeven: overbelasting van de voeding, oververhitting en de status van de firmware die wordt overschreven door de bootloader.

De logica van de weergavebewerking omvat het knipperen van de parameter die wordt gewijzigd.

Polling van de 3e analoog toegevoegd ADC-ingang voor temperatuursensor. Geïmplementeerde PWM-aanpassing van de snelheid van de koelventilator, afhankelijk van de sensormetingen.

Het communicatieprotocol tussen het apparaat en de computer is gewijzigd. Gestandaardiseerde opdrachten worden nu gebruikt om stroom-/spanningsinstellingen en kalibratie-instellingen in te stellen. Nu worden kalibraties ook opgeslagen in de EEPROM van de microcontroller.
Het gebruik van een ruimere microcontroller maakte het gebruik ervan mogelijk bootlader.

Montage

De UPS opbouw is zeer geschikt voor ombouw. Duurzame, kunststof, interne verstevigingsribben. En de maat is geschikt. In plaats van het achterpaneel met stroomaansluitingen heb ik een stuk plat plastic uit de lade geknipt, vergelijkbaar qua kleur en vorm inkjetprinter. Er werd een radiator uit een oude Athlone op geschroefd. Ik heb een uitgangstransistor, een diodebrug en een temperatuursensor via een isolerend thermisch substraat op de radiator aangesloten. Twee woorden over het bepalen van de wikkelingen in een transformator: de dikste drie draden zijn de secundaire stroomwikkeling. Het voedt mijn krachtbron. Er is ook een tweede secundaire wikkeling met lage stroomsterkte voor de stroomvoorziening interne circuit OOPS. Het wordt als volgt gedefinieerd: dit zijn twee dunne draden van dezelfde kleur (de mijne waren oranje). Ik voed het besturingscircuit, de microcontroller, de schermverlichting en de ventilator ervan. De overige relatief dunne draden vormen de primaire wikkeling een groot aantal bochten Met hun hulp kunt u de juiste kiezen uitgangsspanning krachtwikkeling bij aanvaardbare stroom stationair toerental.

Door het verwijderen van de voedingsconnectoren kwam er ruimte vrij tussen de achterwand en de transformator waarin de filtercondensatoren passen. IN voorpaneel Gemarkeerde en gesneden gaten voor het scherm en de uitgangsconnectoren. Het deksel van de behuizing bevat een besturingskaart, een encoder, een aan/uit-schakelaar en een RS232-interfacekaart. Links in het voorste deel van het lichaam vrije ruimte om de eenheid verder te versterken (het is mogelijk om een ​​tweede transformator te installeren).

Voorlopig gebruik ik een kant-en-klaar USB-TTL RS232-converterbord op de CP2102-chip als MK-computerinterface. Hierdoor wordt de MK geflitst en communiceert de computer met het circuit. In de toekomst ben ik van plan een opto-geïsoleerde RS232-interface te maken.

Afb.3. Voorpaneel.

Rijst. 4. Radiatorinstallatie.

Rijst. 5. De binnenkant van het blok.

Firmware

Ik deed alles op milieugebied AVR-studio 4.18 met WinAVR-20100110. Klaar bestanden Firmware voor de bootloader en het hoofdprogramma bevinden zich in het archief.
Je kunt de microcontroller eenvoudig flashen met het hoofdprogramma of een aantal " bootloader+hoofdprogramma". Het eerste geval is geschikt voor degenen die niets in het hoofdprogramma gaan veranderen. Of geen blokcomputerinterface gaan maken. Als u een bootloader gebruikt, kunt u deze volledig herprogrammeren gemonteerd apparaat en in de eerste fase was het bijvoorbeeld erg handig om de kalibratieparameters aan te passen. Het apparaat heeft echter RS232 nodig voor de bootloader.

Ongeacht de programmeermethode moet u eerst het geassembleerde bord aansluiten op de ISP-programmeur. Flash het vervolgens met het juiste hex-bestand en stel de zekeringen in. Als u het programma gebruikt zonder bootlader HOOG=0xDB LAAG=0xDE, in de tweede HOOG=0xDA LAAG=0xDE. De rest mag niet worden gewijzigd.

Zodra bootlader gestikt, worden verdere herprogrammeringsmanipulaties heel eenvoudig uitgevoerd: u sluit het apparaat aan op de computer met een RS232-interface, besturing (indien USB-poortemulatie), dat de verbinding met COM1, 2, 3 of 4 tot stand is gekomen, zet het apparaat aan en start onmiddellijk Tools->Avr Prog in de studio. Daarin selecteert u een bestand uit het archief met firmware \AVRGCC1\Debug\PowerUnit.hex en naait u dit.
Sinds en bootlader en de hele procedure werd uitgevoerd volgens het artikel, de subtiliteiten van het proces kunnen daar worden verzameld.

Kalibratie

Een opmerkelijke eigenschap van dit schema is de veelzijdigheid ervan. In principe je kunt een voeding maken voor elke spanning en elke stroomsterkte en elk ontwerp. Het is duidelijk dat deze kenmerken in de eerste plaats afhangen van de primaire stroomomzetters: een transformator, een diodebrug, een filter, een eindtraptransistor of de kenmerken van een pulsomzetter.

Maar voor het microcontrollergedeelte is dit niet belangrijk. Het belangrijkste is dat de uitgangsspanningsdeler hem een ​​spanning geeft van 0 tot 2,56V, de stroommeetshunt bevindt zich in kortsluiting gaf ongeveer 2V, en het uitgangsspanningsinstelsysteem accepteerde een spanning van 0 tot 5V.
U kunt kalibraties configureren met behulp van de interface.

Interface en werken met een computer

Ook de werking van de interface is veranderd ten opzichte van het Guido programma: snelheid 38400 kbps, 8N1. Aan het einde van de regel is een Carriage Return vereist.
Commandoset:

Met deze opdrachten kunt u het blok vanuit elk terminalprogramma besturen. Ik gebruik liever een seriële monitor in Arduino, maar dat is een kwestie van smaak.
Ik heb een klein programma voor Windows geschreven dat gegevens in een grafiek kan weergeven en waarden kan instellen, inclusief het gebruik van het protocol. Zie de sectie Bestanden.

Afb.6. Besturingsprogramma-interface. Tabblad Grafieken.

Effecten, frequentiemeters enzovoort. Het zal snel op het punt komen dat het gemakkelijker zal zijn om een ​​multivibrator op een controller te monteren :) Maar er is één punt waardoor alle soorten controllers erg op gewone lijken digitale chips De K155-serie is een voeding van strikt 5 volt. Het vinden van een dergelijke spanning in een apparaat dat op het netwerk is aangesloten, is uiteraard geen probleem. Maar het gebruik van microcontrollers als onderdeel van kleine, op batterijen werkende apparaten is moeilijker. Zoals bekend neemt de microcontroller alleen waar digitale signalen– logische nul of logische één. Voor de ATmega8-microcontroller, met een voedingsspanning van 5V, is de logische nul een spanning van 0 tot 1,3 V, en de logische nul is van 1,8 tot 5 V. Daarom normale werking en deze waarde van de voedingsspanning is vereist.

Met betrekking tot AVR-microcontrollers, dat wil zeggen, twee hoofdtypen:

Om maximale prestaties te verkrijgen wanneer hoge frequentie- voeding in het bereik van 4,5 tot 5,5 volt bij een klokfrequentie van 0...16 MHz. Voor sommige modellen - tot 20 MHz, bijvoorbeeld ATtiny2313-20PU of ATtiny2313-20PI.

Voor economische werking bij lage klokfrequenties - 2,7...5,5 volt bij een frequentie van 0...8 MHz. De markering van het tweede type microschakeling verschilt van de eerste doordat aan het einde de letter "L" is toegevoegd. Bijvoorbeeld ATtiny26 en ATtiny26L, ATmega8 en ATmega8L.

Er zijn ook microcontrollers met de mogelijkheid om de voeding terug te brengen tot 1,8 V; deze zijn gemarkeerd met de letter "V", bijvoorbeeld ATtiny2313V. Maar je moet voor alles betalen, en als het vermogen omlaag gaat, moet ook de klokfrequentie omlaag. Voor ATtiny2313V, met een voeding van 1,8...5,5 V, moet de frequentie in het bereik van 0...4 MHz liggen, met een voeding van 2,7...5,5 V - in het bereik van 0... 10 MHz. Daarom indien nodig maximale prestaties, moet u ATtiny26 of ATmega8 installeren en de klokfrequentie verhogen naar 8...16 MHz met een 5V-voeding. Als efficiëntie het belangrijkst is, is het beter om ATtiny26L of ATmega8L te gebruiken en de frequentie en voeding te verlagen.

In het voorgestelde convertorcircuit, wanneer aangedreven door twee AA-batterijen met een totale spanning van 3V - de uitgangsspanning is geselecteerd op 5V om voldoende stroom te leveren aan de meeste microcontrollers. De belastingsstroom bedraagt ​​maximaal 50 mA, wat heel normaal is - bij een frequentie van bijvoorbeeld 4 MHz hebben PIC-controllers, afhankelijk van het model, immers een stroomverbruik van minder dan 2 mA.

De convertertransformator is gewikkeld op een ferrietring met een diameter van 7-15 mm en bevat twee wikkelingen (20 en 35 windingen) met een draad van 0,3 mm. Als kern kun je ook een gewone kleine ferrietstaaf van 2,5x7 mm uit radio-ontvangerspoelen nemen. We gebruiken transistoren VT1 - BC547, VT2 - BC338. Het is acceptabel om ze te vervangen door andere met een vergelijkbare structuur. We selecteren de uitgangsspanning met een weerstand van 3,6k. Uiteraard met een aangesloten belastingsequivalent - een weerstand van 200-300 Ohm.

Gelukkig staat de technologie niet stil, en wat tot voor kort de nieuwste technologie leek, is nu merkbaar verouderd. Ik presenteer nieuwe ontwikkeling STMicroelectronics-campagne - een lijn STM8L-microcontrollers, vervaardigd met behulp van 130 nm-technologie, speciaal ontworpen om ultralage lekstromen te produceren. De werkfrequenties van de MK zijn 16 MHz. De meest interessante eigenschap van de nieuwe microcontrollers is de mogelijkheid om te werken met voedingsspanningen in het bereik van 1,7 tot 3,6 V. En de ingebouwde spanningsstabilisator biedt extra flexibiliteit bij het kiezen van de voedingsspanningsbron. Omdat het gebruik van STM8L-microcontrollers batterijvoeding vereist, heeft elke microcontroller ingebouwde power-on/off-reset- en laagspannings-resetcircuits. De ingebouwde voedingsspanningsdetector vergelijkt de ingangsvoedingsspanningen met een gespecificeerde drempel en genereert een interrupt wanneer deze wordt overschreden.

Andere methoden om het energieverbruik in het gepresenteerde ontwerp te verminderen zijn onder meer het gebruik van ingebouwd niet-vluchtig geheugen en een verscheidenheid aan modi voor verminderd energieverbruik, waaronder actieve modus met stroomverbruik - 5 µA, stand-bymodus - 3 µA, stopmodus met lopende real-time klok - 1 µA, en volledige stopmodus - slechts 350 nA! De microcontroller kan de stopmodus binnen 4 µs verlaten, waardoor het meest frequente gebruik van de modus mogelijk is laag stroomverbruik. Over het algemeen levert de STM8L een dynamisch stroomverbruik van 0,1 mA per megahertz.

Bespreek het artikel MICROCONTROLLER POWER POWER

Indicator - LCD-display gebaseerd op de HD44780-controller, 2 regels van elk 16 tekens. De spanningsregeling wordt uitgevoerd door de PWM-ohm die in de controller is ingebouwd. De duty-cycle wordt geregeld door een encoder, waarbij elke stap leidt tot een verhoging of verlaging van de spanning met 0,1 volt aan de uitgang van de voeding. Een volledige draai van de encoder is 2 volt. Omdat PWM de spanning op de opslagcapaciteit alleen binnen het bereik van 0 tot 5 volt kan veranderen, wordt een op-amp met een versterking van 5 gebruikt. De werkelijke spanning aan de uitgang van de voeding wordt dus binnen het bereik geregeld 0 - 25 volt.
Het regelelement is een krachtige composiettransistor KT827A. Van de emitter van de regeltransistor via de bovenarm van de verdeler (2 X 8,2 k) feedback, waardoor de spanning, zelfs bij hoge stromen in de belasting, op een strikt gespecificeerd niveau wordt gehouden, tot honderdsten van een volt.

Meetgedeelte– een tweekanaals ADC (microchip) die de werkelijke spanning aan de uitgang van de voeding en de spanningsval over de shuntweerstand meet, versterkt door de op-amp, die recht evenredig is met de stroom die door de belasting wordt verbruikt. Het hart van het ontwerp is de controller.

Belastingskortsluitbeveiligingseenheid. Gemaakt als afzonderlijk apparaat, aangesloten tussen de gelijkrichter en het bedieningselement. De beveiligingsreactiestroom is 5 A. Deze wordt geselecteerd door een weerstand van 47k in het basiscircuit van de transistor die de KT825G-sleutel bestuurt.

Installatie.
Het bestaat uit het selecteren van weerstanden, aangegeven met een asterisk, die overeenkomen met de LCD-waarden echte stroom en de spanning aan de uitgang van de voeding.

Details.
De shunt is afkomstig van een kapotte multimeter, de weerstand is ongeveer 0,01 Ohm. De beginstatus van de encodercontacten wordt beschreven in schematisch diagram, het kan alles zijn dat met deze toestanden overeenkomt. Naast rotatie heeft het externe contacten die sluiten zonder te vergrendelen wanneer de as wordt ingedrukt.
NPN-transistoren zonder markeringen kunnen KT315 zijn of soortgelijke laagvermogen-transistoren in een chippakket. pnp-transistor in de sleutel die de achtergrondverlichting regelt, kan elk gemiddeld vermogen zijn.

Hoe BP te gebruiken.
De encoder past de spanning aan van 0 tot 25 volt in stappen van 0,1 volt. Wanneer u kort (minder dan 0,5 seconde) op de knop drukt, gaat de achtergrondverlichting aan/uit. Wanneer u deze toets langer dan 0,5 seconde ingedrukt houdt, wordt de ingestelde spanning vastgelegd in het niet-vluchtige geheugen van de controller.

Hieronder kunt u het volledige project voor MPLAB downloaden.

Lijst met radio-elementen

Aanduiding	Type	Denominatie	Hoeveelheid
	MK PIC 8-bits	PIC16F628A	1
	ADC	MCP3202	1
	Operationele versterker	LM358	2
	Lineaire regelaar	LM7809	1
	Lineaire regelaar	LM7805	1
	Bipolaire transistor	KT825G	1
	Bipolaire transistor	KT827A	1
	Bipolaire transistor	KT315A	2
	Transistor		1
	Diode brug		1
		4700 µF	1
	Elektrolytische condensator	2200 µF	3
	Elektrolytische condensator	1 µF	1
	Elektrolytische condensator	470 µF	2
	Elektrolytische condensator	4,7 µF	4
	Elektrolytische condensator	10 µF	1
	Condensator	0,1 µF	1
	Weerstand	2,2 kOhm	1
	Weerstand		1
	Weerstand	4,7 kOhm	2
	Weerstand	47 kOhm	1
	Weerstand	3,3 kOhm	2
	Weerstand	100 kOhm	1
	Weerstand	1 kOhm	3
	Weerstand	0,01 Ohm	1
	Weerstand	470 Ohm	1
	Weerstand

Score 1 Score 2 Score 3 Score 4 Score 5

Een goede, betrouwbare en gebruiksvriendelijke voeding is het belangrijkste en meest gebruikte apparaat in elk amateurradiolaboratorium.

Een industrieel gestabiliseerde stroomvoorziening is voldoende duur apparaat. Door een microcontroller te gebruiken bij het ontwerpen van een voeding, kun je een apparaat bouwen dat veel extra functies heeft, eenvoudig te vervaardigen is en zeer betaalbaar is.

Deze digitale voeding gelijkstroom was een zeer succesvol product en is nu aan zijn derde versie toe. Het is nog steeds gebaseerd op hetzelfde idee als de eerste optie, maar bevat een aantal leuke verbeteringen.

Invoering

Deze voeding is het minst complex om te maken dan de meeste andere circuits, maar heeft veel meer functies:

Het display toont de actueel gemeten spanning en stroomwaarden.
- Het display toont vooraf ingestelde spannings- en stroomlimieten.
- Er worden alleen standaardcomponenten gebruikt (geen speciale chips).
- Vereist voedingsspanning met enkele polariteit (geen aparte negatieve voedingsspanning voor op-amps of besturingslogica)
- U kunt de stroomvoorziening vanaf uw computer regelen. Je kunt stroom en spanning aflezen en instellen eenvoudige commando's. Dit is erg handig voor geautomatiseerd testen.
- Klein toetsenbord voor het direct invoeren van de gewenste spanning en maximale stroom.
- Dit is een hele kleine maar krachtige krachtbron.

Het is mogelijk om enkele onderdelen te verwijderen of toe te voegen extra functies? De truc is om de functionaliteit van analoge componenten zoals operationele versterkers naar de microcontroller. Met andere woorden: de complexiteit van software en algoritmen neemt toe en de complexiteit van hardware neemt af. Dit vermindert sindsdien de algehele complexiteit voor u software kan gewoon gedownload worden.

Basisideeën voor elektrische projecten

Laten we beginnen met de eenvoudigste gestabiliseerde voeding. Het bestaat uit 2 hoofdonderdelen: een transistor en een zenerdiode, die een referentiespanning creëert.

De uitgangsspanning van dit circuit zal Uref minus 0,7 Volt zijn, wat tussen B en E bij de transistor ligt. De zenerdiode en weerstand creëren een referentiespanning die stabiel is, zelfs als er spanningspieken aan de ingang zijn. Er is een transistor nodig om hoge stromen te schakelen die een zenerdiode en een weerstand niet kunnen leveren. In deze rol versterkt de transistor alleen de stroom. Om de stroom op de weerstand en zenerdiode te berekenen, moet je de uitgangsstroom delen door de HFE van de transistor (HFE-nummer, te vinden in de tabel met de kenmerken van de transistor).

Wat zijn de problemen met dit schema?

Bij kortsluiting aan de uitgang zal de transistor doorbranden.
- Het levert alleen een vaste uitgangsspanning.

Dit zijn behoorlijk ernstige beperkingen die dit circuit ongeschikt maken voor ons project, maar het is de basis voor het ontwerpen van een elektronisch gestuurde voeding.

Om deze problemen te overwinnen, is het noodzakelijk om “intelligentie” te gebruiken die de uitgangsstroom regelt en de referentiespanning verandert. Dat is het (...en dit maakt het circuit een stuk ingewikkelder).

De afgelopen decennia hebben mensen op-amps gebruikt om dit algoritme aan te drijven. Operationele versterkers kunnen in principe worden gebruikt als analoge computers voor het optellen, aftrekken, vermenigvuldigen of uitvoeren van logische "of" -bewerkingen op spanningen en stromen.

Tegenwoordig kunnen al deze handelingen snel worden uitgevoerd met behulp van een microcontroller. De schoonheid zit in wat je krijgt aan kwaliteit gratis toevoeging voltmeter en ampèremeter. In ieder geval moet de microcontroller de uitgangsparameters voor stroom en spanning kennen. Je hoeft ze alleen maar weer te geven. Wat hebben we nodig van een microcontroller:

ADC( analoog-naar-digitaal converter) voor het meten van spanning en stroom.
- DAC (digitaal-naar-analoog-omzetter) voor het aansturen van de transistor (afstellen van de referentiespanning).

Het probleem is dat de DAC erg snel moet zijn. Als er een kortsluiting aan de uitgang wordt gedetecteerd, moeten we onmiddellijk de spanning aan de basis van de transistor verlagen, anders zal deze doorbranden. De reactiesnelheid moet binnen milliseconden liggen (zo snel als een op-amp).

De ATmega8 heeft een ADC die behoorlijk snel is, maar heeft op het eerste gezicht geen DAC. Je kunt pulsbreedtemodulatie (PWM) en een analoog laagdoorlaatfilter gebruiken om een ​​DAC te realiseren, maar PWM op zichzelf is softwarematig te traag om kortsluitbeveiliging te implementeren. Hoe bouw je een snelle DAC?

Er zijn veel manieren om digitaal-naar-analoog-converters te maken, maar het moet snel en eenvoudig zijn, en gemakkelijk kunnen worden gekoppeld aan onze microcontroller. Er is een omzetcircuit dat bekend staat als een "R-2R-matrix". Het bestaat alleen uit weerstanden en schakelaars. Er worden twee soorten weerstandswaarden gebruikt. Eén met een R-waarde en één met de dubbele R-waarde.

Hierboven ziet u een schakelschema van een 3 bit R2R DAC. Logische besturing schakelt tussen GND en Vcc. Een logische één verbindt de schakelaar met Vcc en een logische nul met GND. Wat doet dit circuit? Het regelt de spanning in stappen van Vcc/8. De totale uitgangsspanning is:

Uuit = Z * (Vcc / (Zmax +1), waarbij Z de resolutie van de DAC is (0-7), in in dit geval 3-bit.

De interne weerstand van het circuit zal, zoals te zien is, gelijk zijn aan R.

In plaats van een aparte switch te gebruiken, kunt u de R-2R-matrix aansluiten op de poortlijnen van de microcontroller.

Een DC-signaal creëren verschillende niveaus met behulp van PWM (pulsbreedtemodulatie)

Pulsbreedtemodulatie is een techniek die pulsen genereert en deze door een laagdoorlaatfilter stuurt met een afsnijfrequentie die aanzienlijk lager is dan de pulsfrequentie. Als gevolg hiervan hangt het gelijkstroom- en spanningssignaal af van de breedte van deze pulsen.

Atmega8 heeft hardware-16-bit PWM. Dat wil zeggen dat het theoretisch mogelijk is om een ​​16-bits DAC te hebben die een klein aantal componenten gebruikt. Om een ​​echt DC-signaal uit een PWM-signaal te krijgen, moet je het filteren, dit kan een probleem zijn hoge resoluties. Hoe meer nauwkeurigheid nodig is, hoe lager de frequentie van het PWM-signaal moet zijn. Dit betekent dat condensatoren nodig zijn grote capaciteit en de responstijd is erg traag. De eerste en tweede versie van de digitale gelijkstroomvoeding zijn gebouwd op een 10-bit R2R-matrix. Dat wil zeggen dat de maximale uitgangsspanning in 1024 stappen kan worden ingesteld. Als je ATmega8 gebruikt met een 8 MHz klokgenerator en 10-bit PWM, dan hebben de PWM-signaalpulsen een frequentie van 8 MHz/1024 = 7,8 KHz. Om het meeste te halen goed signaal DC moet worden gefilterd met een tweede orde filter van 700 Hz of minder.

U kunt zich voorstellen wat er zou gebeuren als u 16-bit PWM zou gebruiken. 8 MHz/65536 = 122 Hz. Onder de 12 Hz is wat je nodig hebt.

Combineert R2R-matrix en PWM

U kunt PWM en R2R-matrix samen gebruiken. In dit project gebruiken we een 7-bit R2R-matrix gecombineerd met een 5-bit PWM-signaal. MET klok frequentie controller 8 MHz en 5-bit resolutie krijgen we een signaal van 250 kHz. De frequentie van 250 kHz kan met behulp van een DC-signaal worden omgezet klein aantal condensatoren.

IN originele versie Voor de digitale gelijkstroomvoeding werd een 10-bits DAC op basis van een R2R-matrix gebruikt. In het nieuwe ontwerp gebruiken we R2R-matrix en PWM algemene resolutie 12 bits.

Overbemonstering

Ten koste van enige verwerkingstijd kan de resolutie van de analoog-digitaalomzetter (ADC) worden verhoogd. Dit heet resamplen. Viervoudige herbemonstering resulteert in dubbele resolutie. Dat wil zeggen: met 4 opeenvolgende monsters kunnen twee keer zoveel stappen per ADC worden verkregen. De theorie achter resampling wordt uitgelegd in PDF-document, die u aan het einde van dit artikel kunt vinden. Voor de regellusspanning gebruiken we oversampling. Voor de huidige regellus gebruiken we de oorspronkelijke resolutie van de ADC, omdat een snelle responstijd hier belangrijker is dan resolutie.

Gedetailleerde beschrijving van het project

Een paar technische details ontbreken nog:

DAC (digitaal naar analoog converter) kan geen vermogenstransistor aansturen
- De microcontroller werkt op 5V, dit betekent dat de maximale output van de DAC 5V is, en de maximale uitgangsspanning op de vermogenstransistor zal 5 - 0,7 = 4,3V zijn.

Om dit op te lossen moeten we stroom- en spanningsversterkers toevoegen.

Een versterkertrap toevoegen aan de DAC

Bij het toevoegen van een versterker moeten we er rekening mee houden dat deze grote signalen moet verwerken. De meeste versterkerontwerpen (bijvoorbeeld voor audio) zijn gemaakt in de veronderstelling dat de signalen klein zullen zijn in vergelijking met de voedingsspanning. Vergeet dus alle klassieke boeken over het berekenen van een versterker voor een eindtransistor.

We zouden op-amps kunnen gebruiken, maar die vereisen extra positieve en negatieve voedingsspanning, wat we willen vermijden.

Er is ook een aanvullende vereiste dat de versterker de spanning vanaf nul moet versterken in een stabiele toestand zonder oscillatie. Simpel gezegd: er mogen geen spanningsschommelingen optreden wanneer de stroom wordt ingeschakeld.

Hieronder staat een schema van een versterkertrap die geschikt is voor dit doel.

Laten we beginnen met de vermogenstransistor. Wij gebruiken BD245 (Q1). Volgens de kenmerken heeft de transistor HFE = 20 bij 3A. Daarom verbruikt het ongeveer 150 mA aan de basis. Om de stuurstroom te versterken gebruiken we een combinatie die bekend staat als een "Darlington-transistor". Om dit te doen, gebruiken we een medium vermogenstransistor. Normaal gesproken moet de HFE-waarde 50-100 zijn. Hierdoor wordt de benodigde stroom teruggebracht tot 3 mA (150 mA / 50). De stroom van 3 mA is het signaal dat afkomstig is van transistors met een laag vermogen, zoals BC547/BC557. Transistoren met een dergelijke uitgangsstroom zijn zeer geschikt voor het bouwen van een spanningsversterker.

Om een ​​output van 30V te krijgen, moeten we de 5V die uit de DAC komt versterken met een factor 6. Om dit te doen combineren we PNP- en NPN-transistoren, zoals hierboven weergegeven. De spanningsversterking van dit circuit wordt berekend:

Vampl = (R6 + R7) / R7

De voeding kan in 2 versies verkrijgbaar zijn: met een maximale uitgangsspanning van 30 en 22V. De combinatie van 1K en 6,8K geeft een factor 7,8, wat goed is voor de 30V-versie, maar er kan wat verlies optreden bij hogere stromen (onze formule is lineair, maar in werkelijkheid is dit niet het geval). Voor de 22V-versie gebruiken we 1K en 4,7K.

De interne weerstand van het circuit zoals weergegeven op de BC547-basis zou zijn:

Rin = hfe1 * S1 * R7 * R5 = 100 * 50 * 1K * 47K = 235 MOhm

HFE is ongeveer 100 tot 200 voor de BC547-transistor
- S is de helling van de transistorversterkingscurve en is ongeveer 50 [eenheid = 1/Ohm]

Dit is meer dan hoog genoeg om verbinding te maken met onze DAC, die dat wel heeft interne weerstand 5kOhm.

Interne equivalente uitgangsweerstand:

Rout = (R6 + R7) / (S1 + S2 * R5 * R7) = ongeveer 2Ω

Laag genoeg om transistor Q2 te gebruiken.

R5 verbindt de basis van de BC557 met de emitter, wat 'uit' betekent voor de transistor voordat de DAC en BC547 naar boven komen. R7 en R6 verbinden de basis van Q2 eerst met aarde, waardoor de Darlington-eindtrap lager wordt gezet.

Met andere woorden, elk onderdeel hiervan versterker podium aanvankelijk uitgeschakeld. Dit betekent dat we geen ingangs- of uitgangsoscillaties van de transistors zullen krijgen wanneer de stroom wordt in- of uitgeschakeld. Dit is erg belangrijk punt. Ik heb dure industriële voedingen gezien die spanningspieken ervaren als ze worden uitgeschakeld. Dergelijke bronnen moeten zeker worden vermeden, omdat ze gevoelige apparaten gemakkelijk kunnen doden.

Grenzen

Uit eerdere ervaringen weet ik dat sommige radioamateurs het apparaat graag zelf willen ‘aanpassen’. Hier is een lijst met hardwarebeperkingen en manieren om deze te overwinnen:

BD245B: 10A 80W. 80W bij een temperatuur van 25°C. Met andere woorden, er is een gangreserve gebaseerd op 60-70W: (Max. ingangsspanning * Max. stroom)< 65Вт.

U kunt een tweede BD245B toevoegen en het vermogen verhogen tot 120W. Om ervoor te zorgen dat de stroom gelijkmatig wordt verdeeld, voegt u een weerstand van 0,22 ohm toe aan de emitterlijn van elke BD245B. Hetzelfde circuit en bord kunnen worden gebruikt. Monteer de transistors op de juiste aluminium koeler en sluit deze aan korte draden naar het bord. De versterker kan een tweede vermogenstransistor aansturen (dit is het maximum), maar het kan zijn dat je de versterking moet aanpassen.

Stroomdetectieshunt: We gebruiken een weerstand van 0,75 ohm en 6 W. Er is voldoende stroom bij een stroomsterkte van 2,5A (Iout ^ 2 * 0,75<= 6Вт). Для больших токов используйте резисторы соответствующей мощности.

Voedingen

Je kunt een transformator, gelijkrichter en grote condensatoren gebruiken of je kunt een 32/24V laptopadapter gebruiken. Ik ging voor de tweede optie, omdat... adapters worden soms erg goedkoop verkocht (in de uitverkoop), en sommige leveren 70 W bij 24 V of zelfs 32 V DC.

De meeste hammen zullen waarschijnlijk gewone transformatoren gebruiken omdat deze gemakkelijk te verkrijgen zijn.

Voor de 22V 2,5A versie heb je nodig: 3A 18V transformator, gelijkrichter en 2200uF of 3300uF condensator. (18 * 1,4 = 25V)
Voor de 30V 2A versie heb je nodig: 2,5A 24V transformator, gelijkrichter en 2200uF of 3300uF condensator. (24 * 1,4 = 33,6 V)

Het kan geen kwaad om een ​​hogere stroomtransformator te gebruiken. Een bruggelijkrichter van 4 diodes met lage uitval (bijv. BYV29-500) geeft veel betere prestaties.

Controleer uw apparaat op slechte isolatie. Zorg ervoor dat het niet mogelijk is enig onderdeel van het apparaat aan te raken waar de spanning 110/230 V kan zijn. Sluit alle metalen onderdelen van de behuizing aan op aarde (geen GND-circuits).

Transformatoren en stroomadapters voor laptops

Als je twee of meer voedingen in je apparaat wilt gebruiken om positieve en negatieve spanning te produceren, dan is het belangrijk dat de transformatoren geïsoleerd zijn. Wees voorzichtig met laptop-stroomadapters. Adapters met laag vermogen werken mogelijk nog steeds, maar bij sommige is de negatieve uitgangspin aangesloten op de ingangsaardingspin. Dit veroorzaakt mogelijk kortsluiting via de aardedraad als er twee voedingen in het apparaat worden gebruikt.

Andere spanning en stroom

Er zijn twee opties: 22V 2,5A en 30V 2A. Als u de uitgangsspanning of stroomlimieten wilt wijzigen (gewoon verlagen), wijzigt u eenvoudigweg het hardware_settings.h-bestand.

Voorbeeld: Om een ​​18V 2,5A-versie te bouwen, wijzigt u eenvoudigweg de maximale uitgangsspanning naar 18V in het hardware_settings.h-bestand. U kunt een voeding van 20 V 2,5 A gebruiken.

Voorbeeld: Om een ​​18V 1,5A-versie te bouwen, wijzigt u eenvoudigweg de maximale uitgangsspanning in het hardware_settings.h-bestand naar 18V en max. stroom 1,5A. U kunt een voeding van 20 V 1,5 A gebruiken.

Testen

Het laatste element dat op het bord wordt geïnstalleerd, moet een microcontroller zijn. Voordat ik het installeer, raad ik aan enkele eenvoudige hardwaretests uit te voeren:

Test 1: Sluit een kleine spanning (10V is voldoende) aan op de ingangsklemmen van het bord en zorg ervoor dat de spanningsregelaar exact 5V DC-spanning afgeeft.

Test2: Meet de uitgangsspanning. Deze moet 0 V zijn (of bijna nul, bijvoorbeeld 0,15, en zal naar nul neigen als u weerstanden van 2 kOhm of 5 kOhm aansluit in plaats van de belasting.)

Test3: Installeer de microcontroller op het bord en laad de LCD-testsoftware door de opdrachten uit te voeren in de map van het uitgepakte tar.gz digitaldcpower-pakket.

maak test_lcd.hex
doe load_test_lcd

U zou "LCD werkt" op het display moeten zien.

U kunt nu de werkende software downloaden.

Enkele waarschuwingen voor verder testen met werkende software: Wees voorzichtig met kortsluiting totdat u de begrenzingsfunctie hebt getest. Een veilige manier om de stroombegrenzing te testen, is door weerstanden met een lage weerstand (eenheden van ohm) te gebruiken, zoals autolampen.

Stel de stroomlimiet laag in, bijvoorbeeld 30mA bij 10V. Je zou de spanning onmiddellijk tot bijna nul moeten zien dalen zodra je de lamp op de uitgang aansluit. Als de spanning niet daalt, is er sprake van een fout in het circuit. Met een autolamp kunt u het stroomcircuit beschermen, zelfs als er een storing is, omdat er geen kortsluiting ontstaat.

Software

In dit gedeelte krijgt u inzicht in hoe het programma werkt en hoe u de kennis kunt gebruiken om er enkele wijzigingen in aan te brengen. Houd er echter rekening mee dat kortsluitbeveiliging softwarematig wordt uitgevoerd. Als u ergens een fout heeft gemaakt, werkt de beveiliging mogelijk niet. Als je de uitgang kortsluit, komt je apparaat in een rookwolk terecht. Om dit te voorkomen, moet u een 12V-autolamp (zie hierboven) gebruiken om de kortsluitbeveiliging te testen.

Nu iets over de structuur van het programma. Wanneer u voor het eerst naar het hoofdprogramma kijkt (bestand main.c, download aan het einde van dit artikel), zult u zien dat er slechts een paar regels initialisatiecode zijn die worden uitgevoerd bij het opstarten, en vervolgens voert het programma een oneindige lus.

Er zijn inderdaad twee oneindige lussen in dit programma. De ene is de hoofdlus ("while(1)( ...)" in main.c) en de andere is een periodieke interrupt van de analoog-digitaalomzetter (de "ISR(ADC_vect)(...)" functie in analoog.c). Na initialisatie wordt de interrupt elke 104 µs uitgevoerd. Alle andere functies en code worden uitgevoerd binnen de context van een van deze lussen.

Een interrupt kan de uitvoering van een hoofdlustaak op elk moment stoppen. Vervolgens wordt het verwerkt zonder te worden afgeleid door andere taken, en dan gaat de uitvoering van de taak weer verder in de hoofdlus op de plaats waar deze werd onderbroken. Hieruit volgen twee conclusies:

1. De interruptcode mag niet te lang zijn, aangezien deze voltooid moet zijn vóór de volgende interrupt. Omdat het aantal instructies in de machinecode hier belangrijk is. Een wiskundige formule die als één regel C-code kan worden geschreven, kan tot honderden regels machinecode gebruiken.

2. Variabelen die worden gebruikt in de interruptfunctie en in de hoofdluscode kunnen plotseling veranderen tijdens de uitvoering.

Dit alles betekent dat complexe zaken zoals het updaten van het display, het testen van knoppen en het omzetten van stroom en spanning in de hoofdlus moeten worden gedaan. Bij interrupts voeren we tijdkritische taken uit: stroom- en spanningsmeting, overbelastingsbeveiliging en DAC-configuratie. Om complexe wiskundige berekeningen bij interrupts te voorkomen, worden deze uitgevoerd in DAC-eenheden. Dat wil zeggen, in dezelfde eenheden als de ADC (gehele waarden van 0 ... 1023 voor stroom en 0 ... 2047 voor spanning).

Dit is het hoofdidee van het programma. Ook zal ik kort uitleggen welke bestanden u in het archief aantreft (ervan uitgaande dat u bekend bent met SI).

main.c - dit bestand bevat het hoofdprogramma. Alle initialisaties worden hier uitgevoerd. Ook hier wordt de hoofdlus gerealiseerd.
analog.c is een analoog-naar-digitaal-omzetter, alles wat werkt in de context van een taakonderbreking is hier te vinden.
dac.c - digitaal-naar-analoog-omzetter. Geïnitialiseerd vanuit ddcp.c, maar alleen gebruikt met analog.c
kbd.c - toetsen
lcd.c - LCD-stuurprogramma. Dit is een speciale versie waarvoor geen display-RW-contact nodig is.

Om software in de microcontroller te laden heb je een programmeur nodig zoals de avrusb500. Aan het einde van het artikel kunt u zip-archieven van de software downloaden.

Bewerk het hardware_settings.h-bestand en configureer het volgens uw hardware. Hier kunt u ook de voltmeter en ampèremeter kalibreren. Het bestand is goed becommentarieerd.

Sluit de kabel aan op de programmer en op uw apparaat. Stel vervolgens de configuratiebits in om de microcontroller te laten werken via de interne 8 MHz-oscillator. Het programma is ontworpen voor deze frequentie.

Knoppen

De voeding heeft 4 knoppen voor lokale spanningsregeling en max. actueel wordt de 5e knop gebruikt om de instellingen in het EEPROM-geheugen op te slaan, zodat de volgende keer dat u het apparaat inschakelt, dezelfde spannings- en stroominstellingen beschikbaar zijn.

U+ verhoogt de spanning en U- verlaagt deze. Wanneer u de knop ingedrukt houdt, zullen de metingen na een tijdje sneller “lopen”, waardoor de spanning gemakkelijk binnen een groot bereik kan worden gewijzigd. De I + en I - knoppen werken op dezelfde manier.

Weergave

De displayaanduiding ziet er als volgt uit:

De pijl aan de rechterkant geeft aan dat er momenteel een spanningsbeperking van kracht is. Als er kortsluiting is aan de uitgang of het aangesloten apparaat meer verbruikt dan de ingestelde stroom, verschijnt er een pijl op de onderste regel van het display, wat aangeeft dat de stroomlimiet is ingeschakeld.

Enkele foto's van het apparaat

Hier zijn enkele foto's van de voeding die ik heb gemonteerd.

Hij is erg klein, maar capabeler en krachtiger dan veel andere voedingen:

Oude aluminium radiatoren van Pentium-processors zijn zeer geschikt voor het koelen van krachtelementen:

Het bord en de adapter in de behuizing plaatsen:

Uiterlijk van het apparaat:

Tweekanaals voedingsoptie. Geplaatst door boogyman:

Deel met:

De uitgangsspanning van de voeding kan worden gewijzigd binnen 1,25....26 V, de maximale uitgangsstroom is 2 A. De stroombeveiligingsdrempel kan worden gewijzigd binnen 0,01...2 A in stappen van 0,01 A, en responsvertraging - binnen 1...10 ms in stappen van 1 ms en 10...100 ms in stappen van 10 ms. De spanningsstabilisator (Fig. 1) is gemonteerd op de LT1084-ADJ (DA2) -chip. Het levert een uitgangsstroom tot 5 A en heeft ingebouwde beveiligingseenheden tegen zowel oververhitting (bedrijfstemperatuur is ongeveer 150 °C) als tegen overschrijding van de uitgangsstroom. Bovendien hangt de drempel voor stroombeveiliging af van de spanningsval over de microschakeling (het verschil tussen de ingangs- en uitgangsspanningen). Als de spanningsval niet groter is dan 10 V, kan de maximale uitgangsstroom 5 A bereiken; deze spanning neemt toe tot 15 V, neemt af tot 3...4 A en bij een spanning van 17... 18 V of meer zal het niet groter zijn dan 1 A. Aanpassing van de uitgangsspanning in het bereik van 1,25...26 V wordt bereikt door variabele weerstand R8.

Om de voeding over het gehele uitgangsspanningsbereik van een uitgangsstroom van maximaal 2 A te voorzien, wordt aan de ingang van de DA2-stabilisator een stapsgewijze spanningsverandering aangebracht. Vier dubbelfasige gelijkrichters zijn gemonteerd op een step-down transformator T1 en diodes VD1-VD8. De diodegelijkrichter VD1, VD2 en spanningsstabilisator DA1 zijn ontworpen om de microcontroller DD1, op-amp DA3 en digitale indicator HG1 van stroom te voorzien. De uitgangsspanning van de gelijkrichter op diodes VD5, VD6 is 9... 10 V, op diodes VD4, VD7 - 18...20 V, en op VD3, VD8 - 27...30 V. De uitgangen van deze drie gelijkrichters kunnen, afhankelijk van de waarden van de uitgangsspanning van de voeding, via de veldeffecttransistoren van het opto-relais U1-U3 worden aangesloten op de afvlakcondensator C4 en de ingang van de stabilisator DA2. Het opto-relais wordt bestuurd door microcontroller DD1.

Schakeltransistor VT1 vervult de functie van een elektronische sleutel; op bevel van de microcontroller DD1 verbindt of ontkoppelt hij de stabilisatorspanning van de uitgang (jack XS1) van de voeding. Een stroomsensor is gemonteerd op weerstand R14; de spanning daarop hangt af van de uitgangsstroom. Deze spanning wordt versterkt door een DC-schalingsversterker op de DA3.1 op-amp en wordt vanaf de uitgang van de bufferversterker op de DA3.2 op-amp geleverd aan de PCO-lijn (pin 23) van de DD1-microcontroller, die geconfigureerd als de ingang van de ingebouwde ADC. De bedrijfsmodi van de voeding, evenals de huidige waarden van stroom en spanning, worden weergegeven door de LCD-indicator HG1.

Wanneer de voeding wordt ingeschakeld, wordt de uitgang van de RSZ-microcontroller DD1, ongeacht de uitgangsspanning, op een hoog logisch niveau ingesteld, de veldeffecttransistors van de optocoupler U1 gaan open en een gelijkrichter met diodes VD3, VD8 (27...30 V) wordt aangesloten op de ingang van de stabilisator DA2. Vervolgens wordt de uitgangsspanning van de unit gemeten met behulp van de ADC die in de microcontroller DD1 is ingebouwd. Deze spanning wordt geleverd aan de resistieve deler R9R11R12, en vanuit de motor van de aangepaste weerstand R11 wordt de reeds verlaagde spanning geleverd aan de PC1-lijn van de microcontroller, die is geconfigureerd als een ADC-ingang.

Tijdens bedrijf wordt de uitgangsspanning constant gemeten en wordt de bijbehorende gelijkrichter aangesloten op de ingang van de stabilisator. Hierdoor is het verschil tussen de ingangs- en uitgangsspanningen van de DA2-stabilisator niet groter dan 10... 12 V, wat het mogelijk maakt om bij elke uitgangsspanning maximale uitgangsstroom te leveren. Bovendien vermindert dit de verwarming van de DA2-stabilisator aanzienlijk.

Als de uitgangsspanning van het apparaat de 5,7 V niet overschrijdt, zal er een hoog niveau zijn aan de PC5-uitgang van de DD1-microcontroller, en een laag niveau aan de RSZ- en RS4-uitgangen, zodat de ingang van de DA2-stabilisator een spanning ontvangt van 9...10V van de gelijkrichter op diodes VD5, VD6. In het uitgangsspanningsbereik van 5,7...13,7 V wordt vanuit de gelijkrichter een spanning van 18...20 V geleverd aan de stabilisator met behulp van diodes VD4, VD7. Als de uitgangsspanning meer dan 13,7 V bedraagt, wordt de DA2-stabilisator door de gelijkrichter op de diodes VD3, VD8 van een spanning van 27...30 V voorzien. De schakeldrempelspanningen kunnen in het menu Basisinstellingen worden gewijzigd van 1 tot 50 V.

Tegelijkertijd wordt de uitgangsstroom gemeten; als deze een vooraf ingestelde waarde overschrijdt, wordt een laag logisch niveau ingesteld op de uitgang van PC2, zal transistor VT1 sluiten en zal er geen spanning naar de uitgang van de voeding stromen. Als de verbruikte stroom pulserend is, wordt de amplitudewaarde ervan aangegeven.
Direct na het inschakelen van de voeding wordt transistor VT1 gesloten en wordt er geen spanning aan de uitgang geleverd. Het programma bevindt zich in de modus voor het instellen van de beveiligingsreactiestroom en de vertragingstijd (indien nodig). De HG1 LCD-indicator geeft het volgende bericht weer:

BESCHERMING
I=0,00A

en na het indrukken van de SB3-knop terwijl het belangrijkste cijfer knippert:

VERTRAGING 1ms

In het eerste geval knippert een van de drie cijfers; de huidige waarde in dit cijfer wordt gewijzigd door op de knop SB1 “+” of SB2 “-” te drukken. Dit cijfer wordt geselecteerd door op de SB3 “Select” knop te drukken. Om de beveiliging uit te schakelen, moet u op de SB2 “-” knop drukken totdat het bericht op het scherm verschijnt:
U= 10,0 V
z uit z

Nadat u de vereiste beveiligingsreactiestroom hebt ingesteld, drukt u op de SB3 "Select" -knop en houdt u deze ongeveer een seconde ingedrukt - het apparaat gaat naar de bedrijfsmodus, transistor VT1 gaat open en de LCD-indicator HG1 geeft de huidige spanning en stroomwaarden weer:
U= 10,0 V
I=0,00A

Wanneer de vertraging is ingeschakeld, wordt naast de spannings- en stroomwaarden ter herinnering een knipperend uitroepteken op de indicator weergegeven:
U=10,0V
Ik 0,00A!

Als de beveiliging is uitgeschakeld, verschijnt er een knipperende bliksemschicht in plaats van het uitroepteken.
Als de uitgangsstroom gelijk is aan of groter is dan de ingestelde waarde van de beveiligingsstroom, zal transistor VT1 sluiten en verschijnt de melding op het scherm:
BESCHERMING
I=1,00A

Bovendien zal het woord “BESCHERMING” knipperen. Nadat u kort op een van de knoppen hebt gedrukt, schakelt het apparaat opnieuw over naar de modus voor het instellen van de beveiligingsreactiestroom.
Als u in de bedrijfsmodus op de knop SB1 “+” of SB2 “-” drukt, wordt het gedeelte voor het instellen van de tijdsvertraging voor stroombeveiliging ingeschakeld en verschijnt het volgende bericht op de indicator:
VERTRAGING 1ms

Door op de knop SB1 "+" of SB2 "-" te drukken, wijzigt u de vertraging van 1 ms naar 10 ms in stappen van 1 ms en van 10 naar 100 ms in stappen van 10 ms. De huidige beveiligingsvertraging werkt als volgt. Als de uitgangsstroom gelijk wordt aan of groter wordt dan de ingestelde waarde, wordt er een pauze van de ingestelde duur gemaakt (van 1 tot 100 ms), waarna de meting opnieuw wordt uitgevoerd. Als de stroom nog steeds gelijk is aan of groter is dan de ingestelde waarde, zal transistor VT1 sluiten en de belasting spanningsloos maken. Als gedurende dit tijdsinterval de uitgangsstroom kleiner wordt dan de bedrijfsstroom, blijft het apparaat in de bedrijfsmodus. Om de vertraging uit te schakelen, moet u de waarde ervan verlagen door op de SB2 “-” knop te drukken totdat het bericht op het scherm verschijnt:
UIT VERTRAGING

In de bedrijfsmodus kunt u de uitgangsspanning handmatig uitschakelen en overschakelen naar de beveiligingsstroominstelmodus; druk hiervoor op de SB3 "Select" -knop.
Het programma heeft een menu met initiële instellingen; om het te openen, moet u de voeding inschakelen terwijl u de SB3 "Select" -knop ingedrukt houdt. Het menu voor het instellen van de klokfrequentie van de ingebouwde ADC van de DD1-microcontroller wordt eerst weergegeven:
ADC-KLOK 500 kHz

Door op de SB1 "+" of SB2 "-" knop te drukken, kunt u drie klokfrequenties van de ingebouwde ADC selecteren: 500 kHz, 1 MHz en 2 MHz. Bij een frequentie van 500 kHz bedraagt ​​de beschermingsresponstijd 64 μs, bij frequenties van respectievelijk 1 en 2 MHz - 36 en 22 μs. Het is beter om het apparaat te kalibreren op een frequentie van 500 kHz (standaard ingesteld).

Om naar de volgende instelling te gaan, drukt u op de SB3 “Select” knop en het bericht verschijnt:
STAP2
VANAF 5,7V

In dit gedeelte van het menu kunt u (door op de knop SB1 "+" of SB2 "-" te drukken) de waarde van de uitgangsspanning wijzigen waarbij een of andere gelijkrichter is aangesloten op de ingang van de DA2-stabilisator. De volgende keer dat u op de SB3 “Select”-knop drukt, verschijnt een menu voor het instellen van de volgende schakeldrempel:
STAPPEN
VANAF 13,7V

Wanneer u naar het volgende gedeelte van het menu gaat, wordt transistor VT1 geopend en wordt de stroombeveiliging uitgeschakeld. De melding verschijnt: U= 10.0V* I=0.OOA*
In deze sectie wordt de waarde van de coëfficiënt k, die in het programma wordt gebruikt om de uitgangsspanningsmetingen te corrigeren, afhankelijk van de uitgangsstroom, gewijzigd. Feit is dat over weerstand R14 en transistor VT1 bij de maximale uitgangsstroom de spanningsval maximaal 0,5 V is. Omdat de resistieve deler R9R11R12, aangesloten vóór weerstand R14 en transistor VT1, wordt gebruikt om de uitgangsspanning te meten, in het programma, afhankelijk van de vloeistroom wordt deze spanningsval berekend en afgetrokken van de gemeten spanningswaarde. Wanneer u op de SB1 "+" of SB2 "-" knop drukt, geeft de indicator de k-coëfficiëntwaarde weer in plaats van de huidige waarde:
U= 10,0V*k=80

Standaard is dit 80, dit kan worden gewijzigd door op de knop SB1 "+" of SB2 "-" te drukken.
Wanneer u de volgende keer op de SB3 “Select”-knop drukt, wordt de DD1-microcontroller opnieuw opgestart en worden alle instellingen opgeslagen in het niet-vluchtige geheugen en gebruikt tijdens volgende starts.




De meeste onderdelen, inclusief transformator T1, zijn op een prototype printplaat geplaatst (Fig. 2). Er werd gebruik gemaakt van een bekabelde installatie. De condensatoren C5 en C7 worden zo dicht mogelijk bij de aansluitingen van de stabilisator DA2 geïnstalleerd. Het voorpaneel (Fig. 3) bevat een indicator, aan/uit-schakelaar, variabele weerstand, knoppen en uitgangsaansluitingen.


Vaste weerstanden MLT, S2-23 worden gebruikt, naast weerstand R14 - het is van het type SQP-15, multi-turn afstemweerstanden - SP5-2, variabele weerstand - SPZ-1, SPZ-400, waarvan de motor is in rotatie gebracht door een tandwiel met een overbrengingsverhouding gelijk aan drie (Fig. 4). Het resultaat is een variabele weerstand met drie windingen, waarmee u snel en tegelijkertijd nauwkeurig de spanning aan de uitgang van de stabilisator kunt wijzigen.

Het is raadzaam om tantaalcondensatoren C5, C7, geïmporteerde oxidecondensatoren te gebruiken, de rest - K10-17. In plaats van wat in het diagram wordt aangegeven, kunt u een LCD-indicator (twee regels van elk acht tekens) gebruiken met een Engels-Russische tekenset op controllers KS0066, HD47780, bijvoorbeeld WH0802A-YGH-CT van Winstar. Diodes 1N4005 zijn vervangbaar door diodes 1N4002-1N4007, 1N5819, diodes P600B - met P600DP600M, 1 N5401-1 N5408.

De LT1084-stabilisator is via een warmtegeleidende isolerende pakking bevestigd aan de metalen behuizing van het apparaat, die fungeert als koellichaam. Deze stabilisator kan worden vervangen door de LM1084, maar moet een instelbare uitgangsspanning hebben (met de index ADJ). . De binnenlandse analoog is de KR142EN22A-microschakeling, maar de prestaties ervan in dit apparaat zijn niet getest. Stabilisator 7805 kan worden vervangen door de binnenlandse KR142EN5A.

Choke L1 - binnenlandse DM-0.1 of geïmporteerde EC-24, deze kan worden vervangen door een weerstand van 100 Ohm. Kwartsresonator ZQ1 - RG-05, HC-49U. Knoppen - elk met een normaal open contact, bijvoorbeeld SDTM-630-N, aan / uit-schakelaar - B100G. Er werd een transformator gebruikt waarvan het type onbekend is (alleen de parameters van de secundaire wikkeling zijn aangegeven - 24 V, 2,5 A), maar qua afmetingen is deze vergelijkbaar met de TTP-60-transformator. De secundaire wikkeling wordt verwijderd en er worden twee nieuwe gewikkeld. Om het vereiste aantal windingen te bepalen voordat de wikkeling werd verwijderd, werd de uitgangsspanning gemeten en werd het aantal windingen per 1 V spanning gevonden. Vervolgens worden met behulp van PEV-2 0,7...0,8 draad twee wikkelingen met elk twee aftakkingen gelijktijdig gewikkeld. Het aantal windingen moet zodanig zijn dat de eerste aftakkingen van beide wikkelingen een spanning van 9 V hebben en de tweede aftakkingen - 18 V. In de versie van de auteur bevatte elk van de wikkelingen 162 windingen met tikken uit de 54e en 108e windingen.

De installatie begint zonder geïnstalleerde microcontroller, op-amp en indicator door de constante spanningen aan de uitgangen van de gelijkrichters en stabilisator DA1 te controleren. Bij het programmeren van de microcontroller is het noodzakelijk om de configuratiebits (zekeringbits) in te stellen:
KKSELO - 1;
CKSEL1 - 1;
CKSEL2-1;
CKSEL3-1;
SUT1 - 1;
BOOTRST-1;
EESAVE-1;
WDTON-1;
RSTDISBL-1;
SUTO-0;
BODEN-0;
BODEMIVEAU - 0;
BOOTSZO-0;
LAARZENZ1 - 0;
CKOPT - 0;
SPIEN-0.

De microcontroller kan in-circuit worden geprogrammeerd, waarbij de programmeur op de XP2-stekker is aangesloten. In dit geval wordt de microcontroller gevoed via een voeding.
Nadat u de microcontroller en op-amp hebt geïnstalleerd, sluit u de indicator aan en schakelt u het apparaat in (zonder belasting), terwijl u de SB3 "Select" -knop ingedrukt houdt, en het microcontrollerprogramma gaat naar de modus voor initiële instellingen. Weerstand R16 stelt het gewenste contrast van het indicatorbeeld in, en de selectie van weerstand R18 stelt de helderheid van de achtergrondverlichting van het indicatorpaneel in.

Vervolgens moet u, door op de SB3 “Select”-knop te drukken, het gedeelte voor het instellen van de k-coëfficiënt in het menu selecteren. Op de uitgang van het apparaat wordt een standaard voltmeter aangesloten en de uitgangsspanning wordt dicht bij het maximum ingesteld. Weerstand R11 maakt de meetwaarden van de indicator en de voltmeter gelijk. In dit geval moet de uitgangsstroom nul zijn.

Stel vervolgens de minimale uitgangsspanning in (1,25 V) en sluit een in serie geschakelde standaard ampèremeter en een belastingsweerstand met een weerstand van ongeveer 10 Ohm en een vermogen van 40...50 W aan op de uitgang. Door de uitgangsspanning te veranderen, stelt u de uitgangsstroom in op ongeveer 2 A en gebruikt u weerstand R17 om de indicatorwaarden in lijn te brengen met de ampèremeterwaarden. Hierna wordt een weerstand met een weerstand van 1 kOhm in serie geschakeld met de ampèremeter en wordt de uitgangsstroom ingesteld op 10 mA door de uitgangsspanning te veranderen. De indicator moet dezelfde huidige waarde weergeven; als dit niet het geval is en de meetwaarden kleiner zijn, is het noodzakelijk om een ​​weerstand met een weerstand van 300...1000 Ohm te installeren tussen de uitgang van de stabilisator DA1 en de bron van de transistor VT1 en de selectie ervan om de meetwaarden gelijk te maken van de indicator en de ampèremeter. U kunt tijdelijk een variabele weerstand gebruiken en deze vervolgens vervangen door een constante weerstand met de juiste weerstand.

Tenslotte wordt de waarde van de coëfficiënt k verduidelijkt. Om dit te doen, worden opnieuw een standaard voltmeter en een krachtige belastingsweerstand op de uitgang aangesloten. Door de uitgangsspanning te veranderen, wordt de uitgangsstroom dichtbij het maximum ingesteld. Door op de knop SB1 "+" of SB2 "-" te drukken, wijzigt u de coëfficiënt k zodat de meetwaarden van de indicator en de voltmeter samenvallen. Na het indrukken van de SB3 “Select” knop zal de microcontroller opnieuw opstarten en is de voeding gereed voor gebruik.
Opgemerkt moet worden dat de maximale uitgangsstroom (2 A) wordt beperkt door het type opto-relais dat wordt gebruikt en kan worden verhoogd tot 2,5 A als ze worden vervangen door krachtigere.

ARCHIEF: Downloaden vanaf server


D. MAALTSEV, Moskou
"Radio" nr. 12 2008 Hoofdstuk: