• Napájení na Atmega8. Digitální laboratorní napájecí zdroj s PC ovládáním

    Efekty, měřiče frekvence a tak dále. Brzy dojde k tomu, že bude snazší sestavit multivibrátor na ovladač :) Ale je tu jeden bod, díky kterému jsou všechny typy ovladačů velmi podobné běžným digitálním mikroobvodům řady K155 - jedná se výhradně o 5voltové napájení. Najít takové napětí v zařízení připojeném k síti samozřejmě není problém. Ale používat mikrokontroléry jako součást malých bateriově napájených zařízení je již obtížnější. Jak víte, mikrokontrolér vnímá pouze digitální signály- logická nula nebo logická jednotka. Pro mikrokontrolér ATmega8 je při napájecím napětí 5V logická nula napětí od 0 do 1,3 V a logická jednička od 1,8 do 5 V. Proto pro jeho normální operace a tato hodnota napájecího napětí je požadována.

    Pokud jde o Mikrokontroléry AVR, tedy dva hlavní typy:

    Pro maximální výkon s vysoká frekvence- napájení v rozsahu od 4,5 do 5,5 voltů při hodinové frekvenci 0 ... 16 MHz. U některých modelů - až 20 MHz, například ATtiny2313-20PU nebo ATtiny2313-20PI.

    Pro ekonomický provoz při nízkých hodinových frekvencích - 2,7 ... 5,5 voltů při frekvenci 0 ... 8 MHz. Označení mikroobvodů druhého typu se liší od prvního v tom, že na konec je přidáno písmeno "L". Například ATtiny26 a ATtiny26L, ATmega8 a ATmega8L.

    Existují i ​​mikrokontroléry se schopností snížit napájení na 1,8 V, označují se písmenem „V“, například ATtiny2313V. Za vše se ale musí platit a při snížení výkonu se musí snížit i taktovací frekvence. U ATtiny2313V by při napájení 1,8...5,5 V měla být frekvence v rozsahu 0...4 MHz, při napájení 2,7...5,5 V v rozsahu 0...10 MHz. Proto v případě potřeby maximální výkon, musíte nainstalovat ATtiny26 nebo ATmega8 a zvýšit hodinová frekvence až 8...16 MHz s napájením 5V. Pokud je nejdůležitější ekonomika, je lepší použít ATtiny26L nebo ATmega8L a nižší frekvenci a výkon.

    V navrhovaném obvodu převodníku, při napájení ze dvou AA baterie s celkovým napětím 3V - výstupní napětí je 5V, pro zajištění dostatečného výkonu pro většinu mikrokontrolérů. Zatěžovací proud je až 50 mA, což je zcela normální - vždyť při provozu na frekvenci např. 4 MHz mají PIC regulátory v závislosti na modelu odběr proudu menší než 2 mA.


    Převodníkový transformátor je navinut na feritovém kroužku o průměru 7-15 mm a obsahuje dvě vinutí (20 a 35 závitů) s drátem 0,3 mm. Jako jádro můžete také vzít obyčejnou malou feritovou tyč 2,5x7 mm z cívek rádiových přijímačů. Používáme tranzistory VT1 - BC547, VT2 - BC338. Mohou být nahrazeny jinými podobnými strukturami. Výstupní napětí volíme rezistorem 3,6k. Přirozeně s připojeným ekvivalentem zátěže - odporem 200-300 Ohm.


    Technologie naštěstí nestojí na místě a to, co se nedávno zdálo být nejnovější v technologii, je nyní znatelně zastaralé. zastupuji nový vývoj STMicroelectronics - řada mikrokontrolérů STM8L, které jsou vyráběny pomocí 130 nm technologie, speciálně navržené pro ultra nízké svodové proudy. Pracovní frekvence MK - 16 MHz. Nejzajímavější vlastností nových mikrokontrolérů je jejich schopnost pracovat s napájecím napětím od 1,7 do 3,6 V. A vestavěný regulátor napětí poskytuje další flexibilitu při volbě zdroje napájecího napětí. Vzhledem k tomu, že použití mikrokontrolérů STM8L vyžaduje napájení z baterie, má každý mikrokontrolér vestavěné resetovací obvody pro zapnutí a vypnutí napájení a také reset pro snížení napájecího napětí. Vestavěný detektor napájecího napětí porovnává vstupní napájecí napětí se zadanou prahovou hodnotou a při jejím překročení generuje přerušení.


    Mezi další způsoby snížení spotřeby energie v prezentovaném návrhu patří použití vestavěné energeticky nezávislé paměti a různé režimy úspory energie, včetně aktivní režim se spotřebou energie - 5 µA, pohotovostním režimem - 3 µA, režimem zastavení s běžícími hodinami reálného času - 1 µA a režimem úplného zastavení - pouze 350 nA! Mikrokontrolér může opustit režim zastavení za 4 µs, což umožňuje nejčastější použití režimu s nejnižší spotřebou. Obecně platí, že STM8L poskytuje dynamický odběr proudu 0,1 mA na megahertz.

    Diskutujte o článku MIKROCONTROLLER POWER

    ČÁST 1
    Radioamatér dříve nebo později stojí před problémem vyrobit univerzální zdroj (PSU), který by měl dostatečnou spolehlivost, široce nastavitelné výstupní napětí, kontrolu proti nadměrnému odběru proudu a samozřejmě ochranu.
    Každý tento problém řeší po svém. Možností pro budování napájecích zdrojů je nespočet. Pozornosti čtenářů nabízím ještě jednu - s ovládáním na mikrokontroléru. Vyznačuje se vysoce kvalitní indikací, dostupnou základní základnou, nedostatkem specializované mikroobvody páskování, spolehlivou ochranu z nouzových situací a zároveň snadno opakovatelné a jednoduše ovladatelné.
    BP nabízený čtenářům je docela dostupný pro výrobu radioamatérů, kteří mají minimální znalosti v mikroprocesorové technice, tzn. vlastní algoritmy pro „flashování“ hotových programů do mikrokontroléru (MK) nebo se mohou obrátit na přátele, kteří jim s tím mohou pomoci. Ve zbytku se držte zásad práce s mikroobvody a samozřejmě nezapomeňte na bezpečnostní pravidla.
    Navzdory jednoduchosti konstrukce má tento PSU následující technické vlastnosti:

    Takový nápad vznikl po touze postavit novou napájecí jednotku s přihlédnutím k realitě a rozvoji moderní základní základny.
    Při návrhu radioamatérského zdroje pro domácí laboratoř byly stanoveny následující úkoly:
    přítomnost digitální indikace, ze které lze snadno přečíst hodnoty výstupního napětí a proudu;
    pokrýt nejpoužívanější rozsah výstupního napětí od samotné nuly;
    opustit proměnný odpor jako regulátor výstupního napětí;
    přítomnost ochrany proti zkrat a transcendentální režim výstupního tranzistoru;
    displej není nainstalován, ale skutečné údaje o napětí a proudu;
    s přihlédnutím k „digitálnímu plnění“ pro vydávání minimální hladiny hluku;
    dostupnost elementová základna;
    snadné přizpůsobení a opakování;
    nákladová cena.
    Analýza dříve publikovaných schémat ukázala, že autoři používají moderní vysoce specializované mikroobvody, které nejsou zdaleka vždy dostupné, zejména v malých městech. Pokusy o jejich nahrazení jinými narážejí na potřebu změn v programu. Také pro usnadnění rozvržení jdou autoři o více lehká cesta, používají indikátory z tekutých krystalů, ale mají omezení v úhlu pohledu a nejsou dobře čitelné za všech podmínek. To snižuje odezvu uživatele na změny naměřených hodnot, otupuje pozornost a někdy vede k totální ztráta připojené zařízení.
    Zdroj se skládá ze tří částí: hlavní - digitální řídicí modul s indikací (A1), analogová část (A2) a samostatný napájecí modul pro celou jednotku (A3).
    Popis schématu zapojení napájecího zdroje a logiky činnosti
    zásadový Kruhový diagram zařízení je znázorněno na obr.1.

    Základem digitální části zařízení je čip U1 od AVR ATMEGA16 (4). Obsahuje 10bit analogově-digitální převodníky(ADC). Zdrojem referenčního napětí 5 V pro ADC je napájení mikrokontroléru (MC), napájené do 30. větve přes filtr L1C4.
    MK je pověřen funkcemi digitalizace výstupního napětí a proudu prostřednictvím interního 10bitového ADC a výstupem výsledku do šesti sedmi segmentových indikátorů, zpracováním klávesnice, ovládáním regulátoru výstupního napětí a ochranou stabilizátoru.
    Pro nejlepší odezvu uživatele je displej dynamicky uspořádán do dvou sedmisegmentových LED indikátoryčervená (napětí) a zelená (proud), přičemž každá kombinuje tři číslice. Tato volba barvy je vysvětlena skutečností, že nekontrolované zvýšení hodnot napětí je pro zátěž vždy nebezpečnější než změna hodnot ampérmetru, protože ta druhá v automatický režim sledován obranou.
    Přítomnost šesti indikátorů řízených porty MK vedla k tomu, že bylo nutné použít řetězec T1-T6 buffer 6 tranzistory p-n-p vodivost, snížení proudu přes porty mikrokontroléru na přijatelnou hodnotu.
    Segmenty šesti indikátorů zapojených paralelně jsou připojeny k registru portu PB přes osm proudově omezujících odporů R1-R8. K portům PDO-PD5 jsou připojeny tranzistory, které aktivují určitý bit indikátoru. Procesor tedy střídavě "osvětluje" každou číslici indikátoru a současně vytváří obraz požadovaného čísla přes port PBO-PB7.
    Napětí z výstupu zdroje je přiváděno pro digitalizaci do ADC0 přes odporový dělič R49R50R51C9, jehož dělicí faktor je 5. MK dělá vzorky a pak určuje průměrnou hodnotu. Jako proudový snímač, který spotřebovává zátěž, je použit výkonný nízkoodporový neindukční rezistor R44. Velikost úbytku napětí na něm je zesílena operačním zesilovačem DA2.2 a je přiváděna pro analýzu do ADC1 MK.
    Na základě rychlosti zpracování programu MK probíhá dotazování portů včetně klávesnice cyklicky, bez použití vnitřních přerušení, což zlepšuje celkovou stabilitu. V případě nekontrolované ztráty napájecího napětí nebyla pozorována ztráta ovladatelnosti a nebyl zaznamenán nárůst napětí na výstupu regulátoru.
    Tlačítka se připojují k portu RA2, RAZ, RA4. Jsou tři: S1 - "+" v závislosti na velikosti kroku zvyšuje hodnotu výstupního napětí, S2 - "-" resp. snižuje. Tlačítko S3 - "Smooth / coarse" určuje hodnotu kroku ladění. Při zapnutí je krok 0,1 V, po stisku tlačítka se zvýší na 1,5 V. Dalším stisknutím se vrátí výchozí hodnota, která je indikována zelenou LED2. Tento režim byl představen rychlý vstup hodnoty bez zdlouhavého mačkání tlačítka „+“. Krok 1,5 V byl zvolen z důvodu přiblížení napájecí řady nízkonapěťových zařízení.
    Výstupní napětí tak můžete nastavit s přesností na 0,1 V. Mějte prosím na paměti, že zdroj skutečné výstupní napětí nejen měří, ale také nastavuje.
    Uvedený způsob provozu napájecího zdroje je velmi pohodlný na ovládání. Nastavíte požadované napětí, ihned se zobrazí na svorkách a změří. Když je zátěž připojena, indikátor proudu v reálném čase ukazuje spotřebu proudu. Při nepravidelném nebo nestabilním zatížení bude výstupní napětí „klesat“ nebo „skákat“, což se okamžitě projeví na indikátorech, což znamená, že upoutá pozornost mastera na zařízení, které je k němu připojeno.
    Dalším, neméně důležitým uzlem je digitálně-analogový převodník (DAC), který ovládá analogovou část zařízení přes port PC0-PC7 a generuje výstupní napětí. Z důvodů dostupnosti, snadnosti výroby a snížení úrovně vyzařovaného hluku byl použit tzv. R-2R DAC na R21-R37. Obvod DAC převzatý z otevřených zdrojů (1) byl opakovaně testován a vykazoval přijatelný výkon.
    Analogová část obvodu je znázorněna na obr. 2


    a skládá se ze dvou operační zesilovač DA1, který generuje řídicí napětí výstupních tranzistorů a zesiluje napětí z proudového snímače.
    DA1.1 ve spojení s tranzistory T7, T9, T10 zajišťují potřebné zesílení pro proud a napětí. T7 a T9 zahrnuté podle schématu s společný emitor, a T10 - se společným kolektorem. Zařazení posledního tranzistoru má nepopiratelné výhody: velký vstupní a nízký výstupní odpor, což je u napájecího zdroje velmi důležité. Obvod s takovým zařazením se také nazývá „sledovač emitoru“. Obecně obvod funguje následovně: výstupní proud operačního zesilovače je zesílen tranzistorem T7, jeho kolektorový proud je přiváděn do báze T9 a poté invertován a zesílený signál vládne výkonný tranzistor T10. Ve skutečnosti je T10 zesilovačem kolektorového proudu T9, který jej zvyšuje o h21e krát T10. Na základě toho, jaké tranzistory lze použít místo T9 střední výkon.
    Operační zesilovač je napájen unipolárním kladným napětím. Díky použití tranzistorů různé vodivosti bylo možné dosáhnout minimálního rozdílu mezi vstupním a výstupním napětím a jasné ovladatelnosti systému jako celku. Přítomnost rezistoru R42 v obvodu emitoru T7 omezuje jeho bázový a hlavně kolektorový proud na cca 30 mA. Napěťové zesílení operačního zesilovače DA1.1 a tranzistorů T7, T9, T10 je 1 + R40 / R39.
    Na DA1.2 je namontován napěťový zesilovač snímače proudu zátěže - rezistor R44. Napěťové zesílení operačního zesilovače DA1.2 je 25. Rezistor R48 a D2 jsou nejjednodušším stabilizátorem, jehož úkolem je chránit port PA1 před případným přepětím, omezující vstupní napětí na 5,1 V. Obdobně jsou použity D1 a R49 pro port PA0.
    Na prvcích R51, R54, R53, T8 je namontována elektronická pojistka. Byl zaveden na základě skutečnosti, že reakční doba MC nemusí být dostatečná k zablokování bipolární tranzistor při rychlém přetížení systému. Vypínací proud určuje R54 a reguluje R53 v malé míře. Maximální provozní proud ochrany je 2 A, což nedovolí selhání tranzistoru T10.
    Pokud úbytek napětí na R54, který závisí na odběru proudu, překročí hodnotu rovnou přibližně 0,6 V, tranzistor T8 se otevře a zabrání dalšímu nárůstu proudu báze tranzistoru T9 a po něm T10. Zatěžovací proud bude omezen na bezpečnou úroveň pro systém. Použitá ochrana nemá spouštěcí režim činnosti, a proto se ihned po odstranění zkratu vrátí do výchozí stav. Regulátor napětí tak odolává poruchám výstupního proudu v případech zkratů na svorkách, včetně zkratů pulsního charakteru.
    Bez ohledu na výše uvedenou elektronickou pojistku na analogových prvcích, která chrání zdroj před zátěží, je ochrana samotné zátěže svěřena MC, která monitoruje výstupní proud v reálném čase. Pokud tento indikátor překročí nastavenou maximální hodnotu, provede ochranná opatření, a to okamžité vypnutí DAC resetováním registru PC portů a také informuje uživatele blikáním LED1. Nedostatek potenciálu na rezistorech DAC, a tedy na vstupu DA1.1, uzavře tranzistory regulátoru. Napětí na výstupních svorkách bude odstraněno - zátěž je odpojena. PSU může být v tomto stavu neomezeně dlouho. Pro obnovení dodávky napětí stačí stisknutím tlačítka S1 nastavit požadované výstupní napětí. Pokud dojde k překročení specifikovaných režimů, ochrana bude automaticky znovu fungovat. Tento zdroj tedy využívá dvě nezávislé ochranné smyčky: vysokorychlostní - analogovou na tranzistoru T8 a "řídící" - digitální na U1.


    Napájení obvodu je na obr. 3 a skládá se ze dvou mikroobvodů VR1, VR2 a usměrňovacích obvodů a také filtrace. Standardní spínací obvod nevyžaduje vysvětlení, kromě R58 s výkonem 1 W, jehož přítomnost není nutná, ale s ním mnohem lepší tepelný režim činnosti stabilizátoru 5 V VR2.
    Detaily a konstrukce
    U1 -MKAVR ATMEGA16A-16PPU nebo ATMEGA16L.
    Pokud se nemůžete dostat pryč od mikrokontroléru, pak jsou ostatní detaily prakticky „spotřební zboží“, které je vždy v hojnosti. Výměna dílů bloku není kritická.
    Při stavbě DAC samozřejmě nejlepší možnost by byl R-2R DAC v hybridním balení na jediném čipu. Pokud není k dispozici, použijte SMD odpory nebo obyčejné, ale nezapomeňte vzít každou z nominálních hodnot ze stejné šarže (krabičky). Linearita transformace tak bude maximálně dodržena. Provozní praxe prokázala svou stabilitu a snadnost implementace.
    Použité indikátory jsou importované typy GNT-3631BG, GNS-3611BD, ale můžete použít obdobné domácí, ale i jednotlivé typy ALS321B nebo ALS324B, vždy však se společnou anodou.
    Vyrovnávací tranzistory VS478 jsou nahrazeny libovolnými dostupnými tranzistory s nízkým výkonem, v závislosti na pinout a vodivosti, včetně KT209, KT502 s libovolným písmenným indexem.
    Tranzistory T7, T8 - importovaný nízký výkon, ale můžete nainstalovat KT203, KT208, KT315 a KT361, resp. V tomto případě dbejte na maximální dovolené napětí kolektor-emitor v porovnání s napájecím napětím za diodovým můstkem, pokud překročí 26 V. T9 - KT361, KT801B, KT807B. T10 - středně výkonný KT803A, KT814, KT805, KT808A nebo jakýkoli výkonný s povoleným kolektorovým proudem alespoň 2 A a povoleným napětím kolektor-emitor větším než napájecí napětí. Testováno bylo použití jako výstupní kompozitní tranzistor podle obvodu Darlington TIP110. Tranzistor T10 je žádoucí zvolit s velkým koeficientem přenosu statického proudu báze. T10 je namontován na radiátoru 400 cm2. Pokud je váš chladič malý, nainstalujte ventilátor z počítače.
    Rezistory - proudové snímače C5-16V, výkon 5 ... 10 wattů. Výkon odporů s nastavením proudu je z důvodu spolehlivosti záměrně zvýšen.
    Kondenzátory na desce A1 jsou keramické, nejlépe v SMD provedení. Elektrolyty ve stabilizátoru - K50-12.
    Můžete zkusit vyměnit operační zesilovač za TLC2272, TLC2262 nebo podobný. Trimrové rezistory z řady SP5, SPZ-19b.
    Stabilizátory výkonu pro 5 a 18 V pracují bez radiátoru, s R58. Sestava diod pro 2 A nebo jakoukoli usměrňovací diody s přípustným dopředným proudem 2 A a zpětné napětí ne menší než napětí na sekundárním vinutí transformátoru. Pokud použijete transformátor na 24 V AC, tak buď germanium s malým propustným úbytkem napětí a zpětným napětím minimálně 30 V nebo moderní Schottky. LED diody mohou být libovolného typu.
    Celkový výkon transformátoru musí být minimálně 60 W, výstup střídavé napětí od 25 do 35 V, 2 A. Při vyšším napětí nebudou moci stabilizátory VR1, VR2 fungovat.
    Konstrukčně se vyrábí na 3 nebo 2 deskách. V druhém případě jsou bloky A2 a A3 spojeny do jednoho. Tato konstrukce umožní v budoucnu rychlou modernizaci jednotky výměnou zastaralé části a také usnadní uvedení do provozu.
    Montáž a seřízení
    Správně sestavený PSU začne fungovat okamžitě, ale je třeba vzít v úvahu následující.
    V digitální části odpájejte desku bez MK, místo které nainstalujte 40pinovou patici. Lze nainstalovat 6-pin
    konektor pro in-circuit ISP programování (JMP1-JMP3). Umístěte cívku L1 a kondenzátor C4 co nejblíže MK. Uspořádejte desku tak, aby napájecí sběrnice obvodu a MK šla z jednoho bodu s „hvězdičkou“, aby kolíky mikrokontroléru neprocházel žádný „průchozí“ proud.
    "Zašijte" program do mikrokontroléru. Dávejte dobrý pozor na nastavení pojistek, jinak se dostanete do "knokautu". Pokud tento krok děláte poprvé, pak si nejprve přečtěte příslušnou literaturu. „Sešitý“ ovladač rozsvítí nuly v indikátoru a bude reagovat na dotyk ADC portů prsty a zvýrazní různá čísla. Přiložením odporů sto ohmů na PA0, PA1 5 V z vlastního napájení získejte odpovídající hodnoty na indikátorech.
    Analogovou část lze sestavit všechny najednou a začít seřizovat samostatně, bez digitální deska. Připájejte všechny odpory, kondenzátory a diody. Tranzistorový řetězec za DA1.1 připájejte postupně s povinným měřením kolektorového proudu T7. Zkontrolujte, zda nedosahuje hodnoty větší než 30 mA. V opačném případě vyměňte další tranzistor za jiný, podobný nebo méně výkonný (důležitý je h21e). Pokud tato podmínka není splněna, pak se bude muset rezistor R2 snížit na desítky ohmů a změní se na "sporák". Poté vložíme LM358 do zásuvky. Poté, co se ujistíte, že napěťový zesilovač funguje, přejděte k elektronické pojistce na T8. Při zátěži 2 A by měl "zareagovat" a zablokovat se výstupní výkon na bezpečné úrovni.
    Počáteční nastavení údajů voltmetru a ampérmetru se provádí podle údajů z testeru. Do 2. větve DA1 je přivedeno 5 V ze stabilizátoru výkonu a trimovací rezistor R50 je nastaven na 5 V při výstupním napětí 25 V.
    Nastavíme odporový motor R47 na výstup 7 DA1 1,5V při zátěži 1,5A.
    Když je celý napěťový obvod funkční, nastavíme horní mez napětí v závislosti na vstupním napětí z transformátoru pomocí R40. Mějte na paměti, že pokud se hodnoty indikátorů „škubnou“ při statické zátěži, systém je vzrušený. To může být způsobeno chybami nebo nesprávným zapojením analogových obvodů na desce nebo nedostatečným výkonem vinutí transformátoru.
    Nyní můžete spojit všechny díly dohromady a provést finální úpravu - sladění s dříve specifikovanými ladícími odpory.
    Dotazy na stavbu napájecího zdroje lze autorovi položit e-mailem [e-mail chráněný].
    RA №3, 2011
    Literatura
    1. Stabilizátor napětí 0...25,5 V s nastavitelnou proudovou ochranou. // Rádio. - č. 8. - 2007.
    2. Grebněv V.V. Mikrokontroléry rodiny AVR od ATMEL
    3. Golubtsov M.S. Mikrokontroléry AVR od jednoduchých po složité
    4. Datasheet ATMEGA16A-16PU - Atmel Datasheet 1C, 8bitový 16K FLASH mikrokontrolér

    ČÁST 2


    (Pokračování. Začátek viz RA 3/2011)
    Napájecí obvod řízený mikrokontrolérem publikovaný v publikaci měl zaujmout radioamatéry a pomoci jim porozumět potenciálu a perspektivám použití mikrokontrolérů (MC) v napájecích zdrojích zařízení a také zvládnout MC v praxi. Druhá část tohoto článku je pokračováním autorova bádání v tomto směru a rozborem otázek a podnětů, které autorovi čtenáři časopisu sdělili.
    Zpětná vazba na článek ukázala, že mezi radioamatéry existuje teoretický i praktický zájem o toto téma, a také odhalila potíže, kterým čtenáři čelí.
    Autorovu pozornost upoutala férová poznámka jednoho z radioamatérů z města Kursk, který si přál blok zopakovat. Na skladě měl pouze sedmisegmentové indikátory se společnou katodou a nákup podobných se společnou anodou použitou v PSU z článku velké nadšení nevyvolal. Podle očekávání došlo k „náboženským válkám“ ze strany přívrženců produktů konkurenčních výrobců mikrokontrolérů AVR a PIC.
    O tento PSU projevili zájem i radioamatéři, kteří nemají s MK žádné zkušenosti. Mnoho čtenářů se zajímá o možnost zvýšení výstupního výkonu PSU při zachování dříve oznámených charakteristik a schopností.
    S přihlédnutím k výše uvedeným přáním autor vyvinul řadu dodatků, které mohou být podmíněně
    rozdělena do tří oblastí:
    1. Modernizace stávající digitální části zdroje (A1) a rozdělení jeho obvodu do dvou uzlů
    (díly).
    2. Přenesení výsledku na jinou platformu mikrokontroléru.
    3. Zvýšení výstupního výkonu zdroje a výstupního proudu až na 2 A.
    Nutno podotknout, že zároveň se modernizace dotkla koncepce i programu MK.
    Ochranný program nyní navíc řídí horní hranici odběru proudu 2,05 A.
    Zbytek deklarovaných charakteristik napájecího zdroje se nezměnil.
    Popis změn schématu zapojení zdroje a logiky jeho činnosti
    Struktura napájecího zdroje se stejně jako dříve skládá ze tří částí. Změna, jak je popsána výše, prošla digitální modul ovládání s indikací (A1). Analogová část (A2) a napájecí modul (A3) samotného PSU zůstaly nezměněny.
    Digitální řídicí modul je rozdělen na dvě části, protože praxe ukázala, že ve snaze o co nejkompaktnější zdroj je téměř nemožné umístit mikrokontrolér s páskováním, indikátory a ovládacími prvky na stejnou desku. Navíc se tím řeší problém univerzálnosti použití. různé typy LED indikátory.
    K řídicí desce mikrokontroléru (A1) je nyní přidána řídicí a indikační deska (A4).
    Schematické schéma modernizovaného modulu A1 je na obr.1.

    Činnost digitální části zařízení na čipu AVR ATMEGA16 U1 se jako celek nezměnila (viz).
    MK je stejně jako dříve pověřen funkcemi digitalizace výstupního napětí a proudu prostřednictvím interních ADC a výstupem výsledku do šesti sedmisegmentových indikátorů, zpracováním klávesnice, ovládáním regulátoru výstupního napětí a ochranou stabilizátoru napětí. Pro usnadnění práce s napájecím zdrojem byl do programu přidán algoritmus pro zapnutí zvukového vysílače (pípání) při přepnutí systému do „nouzového“ režimu a algoritmus pro zpracování kodéru (válce). Současně je opuštěn provozní režim s tlačítky. Uživateli je tak dána možnost vybrat si možnost ovládání. Například můžete použít pouze jedno tlačítko S3 "Step" a kodér. Tato možnost je užitečná zejména pro ty, kteří mají mechanický kodér s vestavěným tlačítkem.
    Celkově byl v obvodu k původní verzi uzlu (A1) do schématu zapojení přidán uzel dotazování kodéru: dva odpory (R46, R47) a samotný kodér, připojené k dříve volným výstupům RA5, RA6. Přibyl také řídicí systém pro zvukový emitor R49, T11, EP. V tomto provedení je potřeba použít bzučák s interním generováním. To se děje tak, aby se "nerozptylovalo" mikrokontrolér ke generování signálu. Pro ty, kteří nemohou takový zářič sehnat, doporučuji vyměnit konvenční generátor na tranzistorech nebo logických prvcích s piezo emitorem, k němuž je třeba odvést výkon z kolektoru T11. Tento uzel je postaven tak, že v případě potřeby může být pro režim použit současně úplné vypnutí výstup napájení pomocí relé nebo tranzistoru s efektem pole v případě nouze.
    V současné verzi je spousta věcí umístěna v indikační a řídicí jednotce (A4), kterou lze vyrobit ve dvou provedeních: pro indikátory se společnou anodou (obr. 2)

    a pro indikátory se společnou katodou (obr. 3).

    Je vhodný pro všechny mikrokontroléry uvedené v článku.
    A4 tedy obsahuje 6 tranzistorových indikačních spínačů T1-T6 (vodivost n-p-n nebo p-n-p, podle typu indikátoru), které snižují proud přes porty mikrokontroléru na přijatelnou hodnotu. A4 obsahuje řídicí obvod pro samogenerující se bzučák na tranzistoru T11 a kodér. Rezistory R46, R47, které jsou součástí dotazovací jednotky kodéru, jsou umístěny na A1.
    Na žádost radioamatérů, kteří se potýkají s problémem pořízení MK AVR
    ATMEGA16, vyvinul a otestoval program pro MK AVR ATMEGA8535, který odpovídá závěrům s ATMEGA16. Je také možné použít MK AVR ATMEGA32, autor má příslušnou verzi programu.
    Kromě toho byla vyvinuta varianta blokového obvodu A1 na MK typu PIC16F877A, Kruhový diagram který je znázorněn na obr.4.

    Obecně má jinou architekturu portů. Přesto jsme si mohli vybrat nejlepší možnost jeho spojení s minimálními rozdíly. Mezi hlavní patří přítomnost křemenného rezonátoru Cr1, absence potrubí obvodu „RESET“, napájení analogové části ADC a samozřejmě další konektor pro programování v obvodu. V tomto případě je 10pinový. Softwarová část PIC16F877A funguje podobně. Pro desku je fyzicky vhodná jakákoli verze ovládací a indikační desky (A4).
    Schéma zapojení analogové části (A2) se nezměnilo. Je to vidět na obr. 2c.
    Napájení samotného bloku je provedeno podle schématu na obr. 3 z a tam vysvětleno.
    Detaily a konstrukce
    U1 - AVR ATMEGA16-16PU, ATMEGA16L nebo ATMEGA16A, stejně jako výše uvedené ATMEGA8535, ATMEGA32, podobně - PIC16F877 a PIC16F877A.
    Připomínám, že v případě použití těchto mikrokontrolérů AVR není nutné předělávat obvod a desku.
    MK PIC mezi sebou jsou také zaměnitelné. V tomto případě autor používá 10 MHz quartzový rezonátor. Indikátory jako výše, se společnou katodou nebo anodou jakéhokoli typu a velikosti. Hodnota proudu v jejich obvodu závisí na volbě indikátoru a jejich velikosti. Proto může být nutné vybrat odpory v obvodu mezi indikátorem a portem RW MK v rozsahu 100 ... 300 Ohm, ale tyto odpory musí mít stejné hodnoty.
    Jako vyrovnávací tranzistory T1-T6 na indikační desce (A4) můžete použít kterýkoli z dostupných nízkopříkonových tranzistorů s ohledem na vodivost a kolektorový proud cca 100 mA.
    Typ kodéru RES 12, RES 16 nebo podobný.
    Výkon síťového transformátoru musí být 70 ... 100 W, výstupní napětí je od 25 do 35 V, proud je FOR.
    Výstupní tranzistorový chladič musí mít využitelnou chladicí plochu minimálně 500 cm2.
    V opačném případě musíte dát ventilátor pro nucené proudění vzduchu.
    Montáž a seřízení
    Správně sestavený zdroj začne okamžitě fungovat. Montáž se provádí v pořadí uvedeném v předchozím článku.
    Ke křemennému rezonátoru v obvodu PIC16F877A nemusí být nutné připojovat dva stejné kondenzátory 10 ... 30 pF (C2 a C3) podle standardního obvodu.
    Mikrokontrolér můžete naprogramovat jako samostatný sestavený programátor a interně přes odpovídající konektor na desce.
    Při programování se zaměřuji na kontrolu správnosti osazených pojistek, jelikož programátoři v této věci nemají jednotnou normu. Nejprve si musíte přečíst, jak je nainstalovaná pojistka označena, a teprve poté ji aktivovat.
    Možnost instalace pojistek pro program РonyProg2000 je na obr.5.


    Pro AVR ATMEGA8535 jsou tyto pojistky nastaveny stejným způsobem a pro MK PIC16F877 musíte použít konfigurační slovo: Ox3f3a.

    Soubory pro firmware mikrokontroléru jsou umístěny v archivu na webu vydavatelství Radioamator.
    Tento archiv obsahuje 8 souborů:
    soubor anod-2_05A_PIC877.hex firmware pro MK PIC16F877 pro indikátory s OA;
    soubor anod-2_05A_PIC877A.hex firmware MK PIC16F877A pro indikátory s OA;
    soubor catod-2_05A_PIC877.hex firmware MK PIC16F877 pro indikátory s OK;
    soubor catod-2_05A_PIC877A.hex firmware MK PIC16F877A pro indikátory s OK;
    soubor anod_2A_16.hex firmware MK ATMEGA16 pro indikátory s OA;
    soubor catod_2A_16.hex firmware MK ATMEGA16 pro indikátory s OK;
    soubor anod_2A_8535.hex firmware MK ATMEGA8535 pro indikátory s OA;
    soubor catod_2A_8535.hex firmware MK ATMEGA8535 pro indikátory s OK.
    V daný čas autor provádí řadu experimentů ke studiu chování bloku, zejména stability jeho charakteristik při výstupním proudu 3 až 5 A.
    Literatura:
    1. Kotík V.D. Laboratorní blok zdroj s ovládáním mikrokontrolérem 0.. .25,5 V s dvojitá ochrana// Radioamátor. - 2011 - č. 3. - S.26-30.
    2. http://www.ra7.com.ua/ - stránky vydavatelství "Radioamator".
    Zdroj RA 6 "2011

    ARCHIV:
    Kotík V.D.

    Napájecí zdroj s ovládáním mikrokontrolérem + enkodér

    Bez čeho se jeden radioamatér neobejde? Je to tak - bez DOBRÉHO napájení. V tomto článku popíšu, jak se dá vyrobit dobrý, dle mého názoru, zdroj z běžného počítače (AT nebo ATX). Myšlenka je to dobrá, protože nemusíte kupovat drahé transformátory, tranzistory, větrné pulzní transformátory a cívky ... Získat dnes počítačový PSU není skvělá práce. Například na místním trhu rádia stojí průměrný zdroj ATX 300W ~8 $. Přirozeně, je to z druhé ruky. Je však třeba mít na paměti, že čím lepší je napájení počítače, tím lepší zařízení získáme =) Stává se, že čínské napájecí zdroje jsou tak špatně vybavené / sestavené, že je děsivé na pohled - na vstupu chybí absolutně všechny filtry a téměř všechny filtry na výstupu! Je tedy potřeba vybírat pečlivě. Jako základ byl vzat BP ATX CODEGEN 300W které bylo převedeno na napětí 20V a doplněna řídící deska.


    Vlastnosti:

    Napětí- 3 - 20,5 voltů
    Aktuální- 0,1 - 10 A
    Vlnění- závisí na modelu zdroje.

    Při výrobě takového PSU je jedno „ALE“: pokud jste počítačový PSU nikdy neopravovali nebo alespoň nerozebírali, pak bude problematické vyrobit laboratorní. To je způsobeno tím, že existuje mnoho schématických řešení počítačových zdrojů a nemohu popsat všechny potřebné úpravy. V tomto článku popíšu, jak vyrobit desku pro sledování napětí a proudu, kam ji připojit a co dělat v samotném PSU, ale přesné schéma převodu vám neposkytnu. Pomohou vám vyhledávače.Ještě jedno "ale": obvod je určen pro použití v napájecí jednotce založené na poměrně běžném čipu PWM - TL494 (analogy KA7500, MB3759, mPC494C, IR3M02, M1114EU).

    Schéma ovládání

    Schéma ATX C ODEGEN 300W

    Několik vysvětlení na prvním diagramu. Tečkovaná čára obíhá část obvodu, která je umístěna na desce zdroje. Označuje prvky, které je třeba vložit místo toho, co tam je. Nedotýkáme se zbytku postroje TL494.

    Jako zdroj napětí používáme 12V kanál, který mírně pozměníme. Změna spočívá ve výměně VŠECH kondenzátorů v 12V obvodu za kondenzátory stejné (nebo větší) kapacity, ale s vyšším napětím 25-35V. Obecně jsem vyhodil 5V kanál - připájel jsem sestavu diod a všechny prvky, kromě společné tlumivky. Kanál -12V je také potřeba převést na vyšší napětí - to také využijeme. Kanál 3,3 V je také potřeba odstranit, aby nám nepřekážel.

    Obecně by v ideálním případě měla být ponechána pouze sestava diod 12V kanálu a filtrační kondenzátory / tlumivky tohoto kanálu. Musíte také odstranit řetězy. zpětná vazba napětím a proudem. Pokud není obtížné najít obvod zpětné vazby napětí - obvykle pro 1 výstup TL494, pak pro proud (ochrana proti zkratu) musíte obvykle hledat poměrně dlouho, zvláště pokud žádný obvod není. Někdy se jedná o OS na 15-16. výstupu stejného PWM a někdy o složité zapojení ze středu řídicího transformátoru. Tyto obvody však musí být odstraněny a ujistěte se, že nic neblokuje práci našeho PSU. Jinak laboratoř nebude fungovat. Například - v CODEGEN jsem zapomněl odstranit aktuální OS ... A nemohl jsem zvýšit napětí nad 14 Voltů - proudová ochrana fungovala a úplně vypnula PSU.

    Další důležitá poznámka: Skříň PSU je nutné izolovat od všech vnitřních obvodů.

    To je způsobeno skutečností, že na skříni PSU je společný vodič. Pokud se náhodou dotknete výstupu "+" těla, získáte dobrý ohňostroj. Protože nyní neexistuje žádná ochrana proti zkratu, ale existuje pouze omezení proudu, ale je implementováno na záporném výstupu. Tak jsem spálil první model mého PSU.

    Chtěl bych, aby parametry bloku byly nastaveny pomocí kodéru.

    Stabilizační napětí a proud jsou řízeny PWM zabudovaným v regulátoru. Jeho pracovní cyklus je regulován kodérem, jehož každý krok vede ke zvýšení nebo snížení referenčního napětí napětí a proudu a v důsledku toho ke změně napětí na výstupu zdroje nebo stabilizačního proudu.

    Po stisknutí tlačítka kodéru na indikátoru se naproti parametru, který se má změnit, objeví šipka a následným otočením se zvolený parametr změní.

    Pokud po určitou dobu neprovedete žádnou akci, řídicí systém přejde do pohotovostního režimu a nereaguje na otáčení enkodéru.

    Nastavené parametry jsou uloženy v energeticky nezávislé paměti a při příštím zapnutí se nastaví na poslední nastavenou hodnotu.

    indikátor v horní linie zobrazuje naměřené napětí a proud.

    Spodní řádek zobrazuje nastavený proudový limit.

    Když je podmínka splněnajá i zm > já soubor PSU přejde do aktuálního stabilizačního režimu.


    Regulujeme napětí

    Nastavení proudu


    Charakteristika experimentálního BP

    Myšlenka napájecího zdroje byla převzata z http://hardlock.org.ua/viewtopic.php?f=10&t=3

    C SONÁTA

    E-mailem: [e-mail chráněný]

    Všechny dotazy na - fórum =)

    Laboratorní napájecí zdroj, a to i s ovládáním počítačem, a nemohl odolat. Podrobnosti se rozhodly přijmout Ruské obchody, protože dolar, sankce a tak dále. To z toho vyšlo…

    Laboratorní napájecí zdroj je potřebný k napájení různých zařízení maharaka během vývojové fáze. První zdání laboratorního pracovníka jsem udělal v 16 letech. Byl to mrazivý horor, který si ale se svými funkcemi víceméně poradil. Pak jsem se teprve začínal učit elektroniku a vše se omezovalo na torzi motorů. V té době bych chtěl internet a alespoň kapesné...

    První napájení





    Pak byla dlouhá přestávka, armáda, několik let práce daleko od domova, ale po tomto období jsem se k tomuto koníčku vrátil, všechno bylo mnohem vážnější a toto monstrum bylo vyrobeno z improvizovaných materiálů:



    Vydržel spoustu šikany a stále žije, ale já jsem chtěl víc. Byly myšlenky na nákup hotového od Číňanů, ale zatímco se ropucha dusila, nastala krize a pak se objevila tato šemka. Začala montáž komponentů. V popelnicích se toho našlo mnoho (odpory a tranzistory, impuls z notebooku, zbytečné nabíjení z telefonu), ale neobešlo se to bez nákupu.

    Seznam zakoupených dílů:

    Chip-Dip
    výkonový tranzistor - 110 rublů.
    - 2x8 str.
    - 540 rublů
    celkem 825 str.

    Chip-nn (s odkazy to není možné kvůli specifikům webu)
    operační zesilovač LM358N - 12 rublů.
    elektrolytický kondenzátor 2200 mikrofaradů. - 13 str.
    šroubové svorky 2x - 22 rublů.
    Držák LED x3 - 20 rublů.
    tlačítko s fixací červené, statné - 17 rublů.
    bočník 0,1 ohm - 30 r.
    víceotáčkové ladicí odpory 470 ohm x2 - 26 str.
    celkem 140 r.

    Princip fungování tohoto zařízení.

    Arduino sleduje výstupní napětí, proud a pomocí PWM nakopne výkonový tranzistor tak, aby zdroj vydával nastavené hodnoty.
    Zdroj může mít výstupní napětí od 1 do 16 voltů, poskytovat proud 0,1 - 8 ampér (s normálním zdrojem napětí), přejít do ochrany a omezit proud. Tzn., že se s ním dá nabíjet baterie, ale to jsem si netroufl a už jeden mám. Další vlastností tohoto podivného zdroje je, že je napájen dvěma napětími. Hlavní napětí musí být podporováno zvýšením napětí z baterie nebo druhého napájecího zdroje. Toto je potřeba pro správné fungování operační zesilovač. Jako hlavní jsem použil zdroj notebooku 19v 4A a jako doplňkový zdroj nabíječku 5v 350mA z nějakého telefonu.

    Shromáždění.

    Rozhodl jsem se zahájit montáž pájením základní desky s očekáváním, že zatluču šroub, pokud to nepůjde, protože jsem četl komentáře z křivých rukou, jak všechno kouří, exploduje a nefunguje, a kromě toho jsem provedl nějaké změny v obvodu.
    Na výrobu desky jsem si koupil novou. laserová tiskárna abych konečně zvládl LUT, dříve jsem kreslil desky fixem (), to jsou stále hemeroidy. Deska dopadla napodruhé, protože poprvé jsem desku z nějakého důvodu zrcadlil, což nebylo nutné.

    Konečný výsledek:



    Zkušební provoz byl povzbudivý, vše fungovalo, jak mělo



    Po úspěšném spuštění jsem začal pouzdro kouřit.
    Začal jsem tím nejrozměrnějším - systémem chlazení výkonového tranzistoru. Jako základ jsem vzal chladič z notebooku a dal tuto záležitost do JZD zadní.

    Narazil na přední panel ovládacích tlačítek a žárovek. Mohutná krutilka je kodér s vestavěným tlačítkem. Používá se pro ovládání a konfiguraci. Zelené tlačítko přepíná režimy zobrazení na displeji, dole slot pro usb konektor, tři kontrolky (zleva doprava) signalizují přítomnost napětí na svorkách, aktivaci ochrany proti přetížení a omezení proudu. Konektor mezi svorkami pro připojení přídavná zařízení. Nalepím tam vrtačku na plošné spoje a frézu na plexi s nichromovou strunou.

    Dal jsem všechna střeva do pouzdra, zapojil dráty




    Po kontrolním zapnutí a kalibraci zavřete víko.

    Fotografie shromážděna

    Otvory jsou vytvořeny pod chladičem stabilizátoru lm7805, který se docela zahřívá. Únik vzduchu přes ně vyřešil problém chlazení této části.

    Na zadní straně je výfukové potrubí, červené tlačítko napájení a konektor napájecího kabelu.


    Zařízení má určitou přesnost, čínský multimetr s tím souhlasí. Samozřejmě kalibrovat vlastnoručně vyrobenou maharaiku pomocí čínského multimetru a mluvit o přesnosti je docela směšné. Přesto si zařízení najde místo na mém stole, protože pro mé účely je docela dost.

    Nějaké testy

    Interakce s programem. Zobrazuje napětí a proud v reálném čase ve formě grafů a pomocí tohoto programu můžete ovládat napájení.

    Ke zdroji je připojena 12voltová žárovka a ampérmetr. Vnitřní ampérmetr po seřízení funguje snesitelně

    Změřme napětí na svorkách. Báječný.

    Firmware má wattmetr. K jednotce je připojena stejná 12V žárovka, na jejíž základně je napsáno „21W“. Není to nejhorší výsledek.


    S výrobkem jsem naprosto spokojená, proto píšu recenzi. Možná někomu ze čtenářů takové napájení chybí.

    O obchodech:
    Chip-nn spokojen s rychlostí dodání, ale sortiment je dle mého názoru příliš malý. Jakýsi internetový obchod, podobný prodejně rádií v průměrném městě. Ceny jsou nižší, občas za něco.
    Chip-dip ... Koupil jsem tam něco, co v chip-nn nebylo, jinak bych to nestrkal. maloobchod je drahý, ale je tam všechno.

    Předkládám vaší pozornosti osvědčené schéma dobra laboratorní zdroj zdroj, publikovaný v časopise "Rádio" č. 3, s max. napětím 40 V a proudem do 10 A. Zdroj je vybaven digitální blok indikace s řízením mikrokontroléru. Napájecí obvod je znázorněn na obrázku:

    Popis zařízení. Optočlen udržuje úbytek napětí na lineárním regulátoru asi 1,5 V. Pokud se úbytek napětí na čipu zvýší (například v důsledku zvýšení vstupního napětí), rozsvítí se LED optočlenu a podle toho i fototranzistor. Regulátor SHI se vypne sepnutím spínacího tranzistoru. Napětí na vstupu lineárního regulátoru se sníží.

    Pro zlepšení stability je rezistor R3 umístěn co nejblíže stabilizačnímu čipu DA1. Tlumivky L1, L2 - kusy feritových trubic nasazené na vývody hradel tranzistorů s efektem pole VT1, VT3. Délka těchto trubek je přibližně poloviční než délka výstupu. Tlumivka L3 je navinutá na dvou prstencových magnetických jádrech K36x25x7,5 složených dohromady z permalloy MP 140. Její vinutí obsahuje 45 závitů, které jsou vinuty ve dvou drátech PEV-2 o průměru 1 mm, uložených rovnoměrně po obvodu magnetického jádra. Je přípustné vyměnit tranzistor IRF9540 za IRF4905 a tranzistor IRF1010N za BUZ11, IRF540.

    V případě požadavku s výstupním proudem vyšším než 7,5 A je nutné paralelně s DA1 přidat další regulátor DA5. Pak maximální zatěžovací proud dosáhne 15 A. Tlumivka L3 je v tomto případě navinuta svazkem sestávajícím ze čtyř vodičů PEV-2 o průměru 1 mm a kapacita kondenzátorů C1-C3 je přibližně dvojnásobná. Rezistory R18, R19 se volí podle stejného stupně ohřevu mikroobvodů DA1, DA5. Ovladač SHI by měl být nahrazen jiným, který umožňuje provoz na vyšší frekvenci, například KR1156EU2.

    Modul pro digitální měření napětí a proudu laboratorního napájecího zdroje

    Základem zařízení je mikrokontrolér PICI6F873. Na čipu DA2 je osazen regulátor napětí, který je také použit jako model pro vestavěný ADC mikrokontroléru DDI. Porty RA5 a RA4 jsou naprogramovány jako ADC vstupy pro měření napětí a proudu a RA3 je pro ovládání tranzistoru s efektem pole. Rezistor R2 slouží jako proudový senzor a odporový dělič R7 R8 slouží jako napěťový senzor. Signál proudového snímače zesiluje operační zesilovač DAI. 1. a operační zesilovač DA1.2 se používá jako vyrovnávací zesilovač.

    Specifikace:

    • Měření napětí, V - 0..50.
    • Měření proudu, A - 0,05...9,99.
    • Ochranné prahy:
    • - podle proudu. A - od 0,05 do 9,99.
    • - napětím. B - od 0,1 do 50.
    • Napájecí napětí, V - 9 ... 40.
    • Maximální odběr proudu, mA - 50.
    Přečtěte si více: