Вольтметр для лабораторного источника питания

Схема. Двухканальный вольтметр для лабораторного блока питания – Сайт радиолюбителей и радиомастеров. Схемы и сервис мануалы

Вольтметр для лабораторного источника питания

Налаживание и контроль работоспособности многих современных электронных устройств зачастую требуют подачи на них питающего или входного напряжения с точностью не хуже 0,1 В.

Как правило, высокая точность нужна при измерении относительно небольших напряжений Применение для этого отдельного мультиметра не всегда удобно, так как он обычно используется для контроля параметров в других узлах, а переключение его режимов снижает удобство и оперативность работы.

Для обеспечения точности установки напряжения 0,1 В необходимо отображать напряжение на индикаторе еще точнее.

Встроенные цифровые измерители напряжения и тока в блоках питания последних лет можно условно разделить на две группы. В первую входят измерители на микросхемах серии ICL7107 и их отечественных аналогов — серии КР572 [1, 2].

Такие устройства обеспечивают точность 0,01 В только в интервале напряжений до 20 В (при использовании входного делителя 1:100), а также требуют специальных мер (конденсаторов с малым ТКЕ) для получения высокой термостабильности.

Для построения двухканального вольтметра напряжений плюсовой и минусовой полярностей потребуются два таких устройства.

Во вторую группу входят измерители на микроконтроллерах со встроенными АЦП [3, 4]. Широкораспространенные микроконтроллеры содержат, как правило, 10-разрядные АЦП, что не позволяет получить разрешение лучше, чем 0,1 В в широком интервале измеряемых напряжений. Если требуется разрешение 0,01 В в интервале до 24 В, АЦП должен быть как минимум 12-разрядным.

Предложенное решение проблемы в [4] основано на применении входного программируемого делителя напряжения, однако при этом разрешающая способность на разных пределах измерения получается различной. Некоторые микроконтроллеры семейства MSP430 фирмы Texas Instruments имеют встроенный 16-разрядный АЦП, но они значительно менее популярны среди радиолюбителей.

С ростом числа разрядов АЦП вес младшего из них уменьшается экспоненциально и становится сравнимым с шумом и паразитными наводками в измеряемых цепях Это особенно сильно проявляется, если микроконтроллер одновременно используется для выполнения энергоемких операций, например, управления светодиодными индикаторами.

Шум и наводки приводят к нестабильности информации в младших разрядах АЦП даже при стабильном входном напряжении. Некоторые микроконтроллеры имеют раздельные выводы питания цифровой и аналоговой частей и дифференциальные входные каскады АЦП, что делает измерители на их основе менее чувствительными к шуму и наводкам.

Другой подход к решению этой проблемы основан на усреднении нескольких измерений [3], но в таком случае существенно снижается быстродействие.

Одним из решений этой проблемы является применение отдельного высококачественного АЦП. В предлагаемом вольтметре, схема которого показана на рис. 1, использован двухканальный АЦП МСР3422 (DD2), его применение обеспечивает вполне приемлемый компромисс между ценой и качеством.

Его стоимость сравнима с ценой 8-разрядного микроконтроллера среднего класса, а качество несравненно выше, чем встроенных в них АЦП. Связь АЦП МСР3422 с микроконтроллером производится по интерфейсу I2С, резистор R9 — нагрузочный.

АЦП содержит встроенный источник эталонного напряжения 2,048 В, чем и определяется максимальное напряжение на его входах.

Перед каждым измерением АЦП автоматически производит самокалибровку и компенсацию дрейфа нуля встроенного предусилителя. Он также содержит устройство подавления помех, проникающих в цепи питания и эталонного напряжения, что существенно упрощает его использование — в цепь питания достаточно установить всего два блокировочных конденсатора (на рис.

1 это С8 и С9). АЦП МСР3422 является 18-разрядным, но в данном случае задействовано всего четырнадцать с коэффициентом передачи предусилителя 1:1. Но поскольку его старший разряд всегда содержит 0, он фактически работает как 13-разрядный, чего вполне достаточно для достижения требуемой разрешающей способности без переключения пределов измерения.

Измерение напряжений плюсовой полярности производится вторым каналом АЦП. Напряжение в интервале от О до +24 В. поступающее на «Вход +», делится резистивным делителем R2R5R6 в соотношении 1:12. В результате напряжение на входе СН2+ (вывод 7) DD2 не превысит 2 В и, соответственно, эталонного. Входное напряжение минусовой полярности делится резистивным делителем R1R4R7 в соотношении 1:13.

Верхний по схеме вывод резистора R7 подключен к источнику напряжения 2.048 В. собранного на резисторе R3 и стабилизаторе DA1. Поэтому при изменении напряжения, поступающего на «Вход -» от 0 до -24 В, напряжение на входе первого канала АЦП (вывод 1 DD2) изменяется от 1,89 В до 0,044 В, т. е.

остается всегда положительным, что необходимо для нормальной работы АЦП, и также не превышает эталонного.

Такое схемное решение позволило отказаться от инвертирующего ОУ для преобразования полярности входного минусового напряжения, как это сделано, например, в [3]. Подстроечные резисторы R4 и R5 служат для точной подстройки коэффициентов деления резистивных делителей.

Конденсаторы СЗ и С4 снижают напряжение шумов на входах АЦП. Как показали эксперименты с АЦП МСР3422, флюктуация показаний в младшем разряде практически отсутствует, что исключает необходимость усреднения нескольких измерений.

Входное сопротивление каждого канала вольтметра — около 40 кОм, что вполне достаточно для применения в блоках питания.

Отличительной особенностью предлагаемого вольтметра является применение специализированной микросхемы МАХ7221 (DD3) фирмы Maxim для управления семиэлементными светодиодными индикаторами.

Она обеспечивает динамическую индикацию на 8-разрядном индикаторе с частотой переключения разрядов около 1 кГц без участия микроконтроллера.

Эта микросхема имеет встроенный тактовый генератор, регистры памяти каждого разряда и источники тока для питания элементов индикатора Загрузка данных производится микроконтроллером по интерфейсу SPI. Средний разряд индикатора не задействован и использован как разделительный.

Резистором R12 можно изменять яркость свечения элементов индикатора HG1 и адаптировать ее к условиям освещенности рабочего места. Сопротивление этого резистора должно быть не менее 9,53 кОм.

Для оперативной регулировки яркости индикатора вместо постоянного резистора 33 кОм устанавливают последовательно соединенные переменный сопротивлением 33 кОм и постоянный сопротивлением 10 кОм.

При этом импульсный ток каждого элемента индикатора можно будет изменять в интервале от 6 до 39 мА. Меньшему сопротивлению соответствует больший ток.

Применение специализированной микросхемы исключает надобность в токоограничивающих резисторах в цепях питания элементов индикатора [3, 4] и разгружает сам микроконтроллер, что снижает требования к последнему.

Достаточно применить самый простой и, соответственно, недорогой микроконтроллер с шестью портами ввода— вывода (в 8-выводном корпусе), как это и сделано в данном устройстве. Микроконтроллер DD1 работает на частоте 4 МГц от встроенного RC-генератора.

Конденсаторы С6 и С7 — блокировочные в цепи питания микросхем DD1 и DD3.

Стабилизированное напряжение 5 В для питания всех узлов устройства обеспечивает импульсный преобразователь на микросхеме DA2.

На его вход можно подавать напряжение 8…25 В, например, непосредственно от выпрямителя блока питания Ток, потребляемый по цепи 5 В, зависит от сопротивления резистора R12 и для указанного номинала составляет около 72 мА В авторском варианте на вход преобразователя поступало напряжение 19,8 В, а потребляемый ток составил 24 мА Таким образом, КПД преобразователя оказался около 75 %. Если взамен преобразователя применить линейный стабилизатор напряжения, например 7805, то его КПД не превысит 25 %. При этом на нем будет рассеиваться мощность около 1 Вт, что потребует его установку на теплоотвод.

Преобразователь работает на частоте 500 кГц и разработан с помощью программы SwitcherPro, доступной на сайте фирмы Texas Instruments (   www.focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/switcherpro.html   ).

Расчетное напряжение пульсаций на выходе (10 мВ) и температура компонентов (35 °С) при нагрузке до 340 мА (соответствует минимальному сопротивлению резистора R12 = 10 кОм при подсветке всех элементов индикатора HG1) и использовании приведенных ниже типов дросселя L1, диода VD1 и конденсаторов С1 и С5 полностью подтвердились на практике Указанная программа позволяет выбирать эти элементы из довольно большого списка.

Программа для микроконтроллера написана на языке ассемблера и занимает 440 слов из 512. помещающихся в его память. Ее записывают в память микроконтроллера по интерфейсу ICSP через разъем XS1.

При записи напряжение питания вольтметра должно быть включено.

Допустимо на время программирования питать устройство и от программатора, так как контроллер дисплея — микросхема DD3 — гасит все сегменты индикатора при включении и потребляет при этом не более 1 мА.

Источник: http://radioelectronika.ru/543/

Ампервольтметр для лабораторного блока питания

Измерительная техника

Главная  Радиолюбителю  Измерительная техника

Этот прибор предназначен для совместной работы с блоком питания, описание которого опубликовано в [1], однако может быть подключён и к другому подобному блоку. Он не только показывает выходное напряжение и ток нагрузки блока, но и выполняет несколько дополнительных функций, делающих лабораторный блок питания более надёжным и облегчающих практическую работу с ним.

Основная функция предлагаемого ампервольтметра (далее АВМ) – измерение выходного напряжения и тока нагрузки блока питания – дополнена возможностью индикации установленного порога срабатывания токовой защиты блока, собранного по описанию в [1].

Это избавляет от необходимости в процессе установки этого порога нагружать блок заданным максимальным током, после чего аккуратно “ловить” нужное положение ручки управления. Имеющийся в АВМ микроконтроллер легко вычисляет текущее значение порога по измеренному им напряжению на движке переменного резистора R5 (см. рис.

1 в [1]) и сопротивлению резистора-датчика тока R13 (там же). Вычисленное значение выводится на ЖКИ.

Рис. 1.

По результатам измерения напряжения на входе и выходе блока и тока нагрузки вычисляются и отображаются значения мощности нагрузки и мощности, рассеиваемой регулирующим транзистором блока.

Кроме того, контролируется температура теплоотвода этого транзистора. По результатам её измерения автоматически включается и выключается вентилятор, обдувающий теплоотвод.

А в случае значительного перегрева блок питания отключается от сети.

Дополнительная функция АВМ – ограничение выброса тока зарядки сглаживающих конденсаторов питающего блок выпрямителя, который возникает при его включении в сеть. Кроме того, в АВМ предусмотрен режим самокалибровки.

Размеры прибора лишь немного превышают габариты применённого в нём ЖКИ. В зависимости от выбранного режима отображения на его экран выводятся выходное напряжение, В и ток нагрузки, А (рис. 1); мощность нагрузки, Вт (рис. 2); порог срабатывания токовой защиты, А (рис.

3); температура теплоотвода регулирующего транзистора, оС, рассеиваемая им мощность, Вт (рис. 4).

Если в процессе работы какой-либо из параметров, не выведенных в данный момент на экран, изменился, его значение появляется на нём, а спустя некоторое время прежний режим отображения восстанавливается.

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 4.

Схема АВМ показана на рис. 5. Его основные узлы – входные делители напряжения и помехоподавляющие фильтры, микроконтроллер DD1, содержащий АЦП и производящий все необходимые вычисления, а также десятиразрядный ЖКИ HG1.

Рис. 5.

Управляют АВМ с помощью двух кнопок. Кнопкой SB1 переключают режимы отображения по кольцу в представленной на рис. 1-4 последовательности. Кнопка SB2 предназначена для включения и выключения блока питания, с которым работает АВМ.

Так как АЦП, встроенный в микроконтроллер, способен измерять лишь напряжение, не превышающее напряжение его питания, на двух входах АЦП установлены делители напряжения. Первый, состоящий из резисторов R1 и R3, уменьшает в десять раз выходное напряжение блока питания.

Второй делитель состоит из резисторов R2 и R10 и имеет коэффициент деления 20. Он уменьшает до приемлемого для АЦП значения напряжение, поступающее на блок питания от выпрямителя.

Измерение этого напряжения необходимо для вычисления рассеиваемой на регулирующем транзисторе мощности.

В цепях измерения тока нагрузки и порога срабатывания токовой защиты делители не нужны, так как напряжение на датчике тока R13 [1] и движке переменного резистора R5 [1] не превышает допустимого для АЦП значения.

На все используемые входы АЦП микроконтроллера измеряемые напряжения подаются через ФНЧ с частотой среза около 7 Гц.

Это R4C1 в канале измерения выходного напряжения (Uвых), R5C2 в канале измерения тока нагрузки (Iн), R6C3 в канале измерения порога срабатывания токовой защиты (Imax), R7C4 в канале измерения температуры и R9C5 в канале измерения выпрямленного напряжения Uвыпр нужны для снижения погрешности, связаннои с пульсацией измеряемого напряжения.

Обработанные программой результаты работы АЦП выводятся на индикатор HG1, который подключён к микроконтроллеру по интерфейсу I2C.

Поскольку, согласно спецификации I2C, выходы интерфейсных сигналов должны быть выполнены по схеме с открытым коллектором (стоком), программа конфигурирует линии PB0 и PB2 микроконтроллера соответствующим образом. Нагрузочными для них служат два резистора сборки DR1.

Ещё два резистора той же сборки поддерживают высокий уровень на входах PB1 и PB3, когда подключённые к ним кнопки SB1 и SB2 не нажаты. Нажатие на любую из нихустанавливает на соответствующем входе низкий уровень. Высокий уровень на входе установки микроконтроллера в исходное состояние поддерживает резистор R10.

Выводы микроконтроллера, используемые для загрузки программы в его память, выведены на разъём X3, который при необходимости соединяют с программатором. Транзистор VT1 по сигналам микроконтроллера управляет подсветкой экрана ЖКИ HG1.

Измеряемые сигналы подают гибким кабелем, на котором установлена розетка X1. Сигналы управления вентилятором, включением блока питания, а также управления цепью ограничения тока зарядки сглаживающих конденсаторов выпрямителя выведены на штыревую колодку X2.

Напряжение питания 5 В подаётся на выводы 5 и 15 микроконтроллера. Так как от вывода 15 питается встроенный АЦП, для исключения помех его работе в цепь этого вывода включён фильтр L1C9. Через конденсатор С7 замыкается импульсная составляющая потребляемого микроконтроллером тока.

АВМ смонтирован на двусторонней печатной плате (рис. 6). Перед монтажом её нужно “прозвонить” и удалить обнаруженные непротравленные перемычки между проводниками.

Для микроконтроллера на плате рекомендуется установить панель, так как при ошибках программирования микроконтроллеров ” семейства AVR нередки случаи нарушения их связи с обычным последовательным программатором.

Её можно восстановить только с помощью так называемого высоковольтного программатора, в панель которого придётся перенести микроконтроллер, извлечённый из панели на плате АВМ.

Рис. 6

Поскольку в домашних условиях металлизировать отверстия платы трудно, выводы деталей необходимо пропаивать с обеих её сторон.

Панель для микроконтроллера при этом должна быть цанговой, иначе пропаять её выводы со стороны установки деталей не удастся. В отверстия, показанные на рис.

6 залитыми, при отсутствии металлизации необходимо вставить и пропаять с двух сторон короткие отрезки неизолированного провода.

Металлизацию можно выполнить и с помощью пустотелых медных заклёпок (пистонов), вставляя их в отверстия платы и развальцовывая с двух сторон. Наборы таких пистонов продаются, например, под торговыми марками LPKF EasyContac и BG9.S rivets, однако они довольно дороги.

На плате предусмотрены отверстия для её крепления и места для установки кнопок SB1 и SB2, а также ещё одной не показанной на схеме кнопки (она обозначена SB3 и через промежуточное реле может использоваться как кнопка SB1 в [1]) и светодиода HL1 [1]. Контакты кнопки SB3 и выводы светодиода соединены с разъёмом X5, который также на схеме не показан.

При необходимости габариты платы можно уменьшить до 65×42 мм, обрезав её по имеющейся на рис. 6 штриховой линии. В этом случае кнопки SB1 и SB2 располагают в любом удобном месте и соединяют с разъёмом X4 жгутом проводов или отрезком плоского кабеля.

Резисторы делителей напряжения (R1-R3, R10) – С2-23 с допустимым отклонением от номинала ±1 %. Если резистор R2 номиналом 191 кОм найти не удастся, его можно составить из двух номиналами 180 и 10 кОм. Остальные резисторы – С1-4-0,125.

Терморезистор RK1 c отрицательным температурным коэффициентом сопротивления – B57703. Резисторная сборка 5A332J может быть заменена отечественной НР-1-4-4М из резисторов номиналом 3,3 кОм. Конденсаторы – керамические К10-17 или импортные.

Дроссель L1 – EC-24 на 100 мкГн.

В АВМ применены разъёмы BLD-6 (X1), PLD-6 (X2), PLD-10 (X3), PLS-4(X4, X5). Кнопки – любые тактовые с подходящей длиной толкателя, например TS-A6PS.

Индикатор – MT-10T11 [2] с любыми буквенными и цифровыми индексами, кроме 3V0. Индикаторы с таким индексом рассчитаны на напряжение питания 3 В и при 5 В работать не будут. Подойдёт также индикатор MT-10T12, однако он вдвое большего размера.

Полевой транзистор 2N7000 можно заменить любым другим n-канальным с изолированным затвором и пороговым напряжением не более 3 В. Можно использовать даже биполярный транзистор структуры n-p-n, однако это приведёт к большей рассеиваемой на нём мощности и меньшей яркости подсветки.

Микроконтроллер ATtiny26-16PU можно попробовать заменить на ATtiny26L-PU, но его работа гарантирована при частоте кварцевого резонатора не более 8 МГц. Программа микроконтроллера разработана в среде Atmel AVR Studio и написана на языке ассемблера.

Загрузить её в память микроконтроллера можно с помощью фирменного программатора AVR ISP mk II непосредственно из среды разработки либо воспользоваться программой AVReAl [3] и адаптером Altera ByteBlaster [4]. Расположение выводов разъёма X3 соответствует именно этому адаптеру. Не исключено использование и других программаторов для микроконтроллеров семейства AVR. Коды из файла avm.

hex заносят во FLASH-память микроконтроллера, а из файла avm.eep – в его EEPROM. Конфигурация микроконтроллера должна соответствовать рис. 7.

Рис. 7.

Алгоритм работы программы состоит в циклическом опросе пяти каналов измерения с частотой 50 Гц. При измерениях в каналах напряжения и тока образцовое напряжение АЦП равно 2,56 В и подаётся от встроенного в микроконтроллер источника. При измерении температуры образцовым служит напряжение питания микроконтроллера (5 В).

Результаты работы АЦП складываются в кольцевой буфер, в котором умещаются 25 отсчётов, каждый из которых занимает два байта (АЦП микроконтроллера – десятиразрядный). Фактически для каждого канала хранится история из пяти последних отсчётов.

Для уменьшения флюктуации показаний в каждом канале вычисляется среднее пяти последних отсчётов [5]. После обработки значения тока и напряжения представляются целыми числами, лежащими в интервале 0-255, причём цена младшего разряда напряжения – 0,1 В, а тока – 0,01 А.

Читайте также:  Технология намотки трансформатора преобразователя для электрошокера

Следовательно, пределы измерения напряжения и тока равны соответственно 25,5 В и 2,55 А.

Значение выпрямленного напряжения на входе блока питания [1] на индикаторе не отображается, но используется для вычисления рассеиваемой этим блоком мощности.

Поправочные коэффициенты для каждого канала (за исключением канала температуры), учитывающие разброс параметров АЦП и резисторов делителей напряжения, хранятся в EEPROM микроконтроллера. По умолчанию все они равны 1, но в результате выполнения процедуры самокалибровки могут принимать значения от 0 до 2-1/64 с шагом 1/64.

Температура может принимать значение от -55 до +125 оС и отображается на ЖКИ в целых градусах Цельсия. Для её вычисления используется табличное преобразование результата работы АЦП.

Если измеренное значение температуры больше 45 оС, формируется команда на включение вентилятора, если меньше 40 оС, вентилятор выключается.

В случае превышения температуры 90 оС происходит аварийное отключение блока питания, а на ЖКИ выводится надпись “Overheat”.

Чтобы запустить режим самокалибровки, необходимо кнопкой SB2 подать сигнал выключения блока питания (АВМ при этом остаётся включённым), затем нажать на кнопку SB1 и, удерживая её, ещё раз нажать на SB2.

После этого на разъём X1 АВМ подают следующие образцовые напряжения: на вход Uвыпр (конт. 6) – 40 В, на вход Uвых (конт. 1) – 20 В, на входы Iн (конт. 2) и Imax (конт. 5) – 0,5 В, что соответствует падению напряжения на датчике тока (R13 в [1]) при Iн = 2 A.

На вход контроля температуры (в точку соединения резисторов R7, R8 и терморезистора RK1) подают напряжение 4 В.

При калибровке каналы обозначаются на индикаторе буквами в крайнем левом знакоместе: U – выходное напряжение, I – ток нагрузки, L – ток срабатывания защиты, t – температура, r – напряжение выпрямителя. Например, перед калибровкой канала выходного напряжения выводится надпись, показанная на рис. 8.

Рис. 8.

Выбирают каналы для калибровки поочерёдно нажатиями на кнопку SB1, а с помощью SB2 запускают процесс калибровки выбранного канала.

О его завершении и записи результата в EEPROM сообщит надпись “Saved”, а ещё через 2 с на индикаторе можно будет увидеть значение соответствующего параметра, вычисленное с использованием подобранного коэффициента.

После этого можно нажатием на кнопку SB1 перейти к следующему каналу или повторить калибровку прежнего, нажав на SB2.

Выводя на индикатор значение выходного напряжения, АВМ учитывает падение напряжения на датчике тока, вычитая его из результата измерения.

Поэтому по завершении калибровки, пока образцовые напряжения с входов АВМ сняты, на индикатор, работающий в режиме отображения выходного напряжения и тока нагрузки, будут выведены 19,5 В (на 0,5 В меньше образцового напряжения 20 В) и 2 А (соответствует падению напряжения 0,5 В на датчике тока).

К блоку питания [1] АВМ подключают по схеме, изображённой на рис. 9. Резистор R13, согласно описанию блока, составлен из трёх одноваттных резисторов номиналом 1 Ом, соединённых параллельно, и имеет сопротивление 0,33 Ом. К ним нужно добавить ещё один такой же резистор, уменьшив общее сопротивление до 0,25 Ом. Это упрощает расчёты, производимые микроконтроллером АВМ.

Рис. 9.

На той же схеме показан служащий источником входного напряжения блока питания выпрямитель на трансформаторе T1 и диодах VD1-VD4, снабжённый узлом ограничения тока зарядки сглаживающего конденсатора после включения.

Для его работы одновременно с сигналом, открывающим транзистор VT1, что приводит к срабатыванию реле K1 и подаче сетевого напряжения на сетевую обмотку трансформатора, микроконтроллер подаёт и сигнал, открывающий фототранзистор оптрона U1.

В результате транзистор VT2 после включения блока остаётся закрытым, а ток зарядки сглаживающих конденсаторов выпрямителя течёт через ограничивающий его резистор R5.

Программа микроконтроллера АВМ следит за скоростью изменения напряжения на этих конденсаторах. Как только она в достаточной мере уменьшится (это означает, что конденсаторы зарядились почти полностью), сигнал, открывающий фототранзистор оптрона U1, будет снят.

В результате напряжение затвор-исток транзистора VT2 увеличится. Его канал сток-исток откроется. Поскольку сопротивление открытого канала всего 0,018 Ом, сколько-нибудь заметный ток через резистор R5 более не течёт и на дальнейшую работу устройства не влияет.

Трансформатор T1 – ТТП-60 2×12 В. Диоды Шотки 90SQ045, из которых собран мостовой выпрямитель, могут быть заменены на 1N5822.

Сам АВМ питается от отдельного источника U2 напряжением 5 В, основное требование к которому – минимум пульсаций. Микроконтроллер потребляет не более 20 мА, подсветка индикатора – около 100 мА, ещё 100 мА необходимо для реле K1 (TRIL-5VDC-SD-2CM).

Литература

1. Высочанский П. Простой лабораторный блок питания 1…20В с регулируемой токовой защитой. – Радио, 2006, № 9, с. 37.

2. Жидкокристаллический модуль MT-10T11. – http://www.melt.com.ru/ docs/MT-10T11.pdf.

3. AVReAl – ISP программатор AVR. – http://real.kiev.ua/avreal/.

4. Адаптеры, с которыми может работать AVReAl. – http://real.kiev.ua/old/avreal/ru/ adapters.html.

5. AVR222: 8-point Moving Average Filter. – http://www.atmel.com/Images/ doc0940.pdf.

Файл печатной платы АВМ в формате Sprint Layout 5.0 и программу его микроконтроллера можно скачать здесь

Источник: http://www.radioradar.net/radiofan/measuring_technics/ampere_voltmeter_laboratory_power_supply.html

Лабораторный блок питания. Вольтметр

?elchupanibrei (elchupanibrei) wrote,
2017-01-11 21:52:00elchupanibrei
elchupanibrei
2017-01-11 21:52:00Решил тут пилить лабораторный блок питания. В фавориты выбились три участника: раз, два, три, три, три. Первые два не понравились шумами ШИМ-а на выходе.

Третий не понравился архаичным управленим. Буду скрещивать ужа с ежем – линейник номер три и немного магии.

Сердцем будет Arduino Nano v3.0 на чипе FTDI. В место ШИМ-а два 12-bit ADC MCP4725.

Так же в ролях участвуют: энкодер, термистор для котроля температуры радиатора и вентилятора, клон четырехстрочного ЖКИ экрана на HD44780 и пару операционников.

Код будет модульным – каждый узел будет в отдельном файле. Большинство людей с “ардуино головного мозга” пихают весь фунционал в один огромный скеч, образуя “спагетти” код, в котором трудно разобраться.
Сегодня расскажу как обстоят дела с первыми двумя модулями “adc.h” и “voltmeter.h”.

Встроенный АЦП Atmega328 имеет разрядность 10 бит. Существует програмный способ разогнать АЦП до любого заряда с помощью оверсемплинга. Подробнее об этом написанно здесь. Согласно таблице из документа, оптимальный вариант – 14 бит. 10 железных + 4 програмных. При этом сохраняется баланс между точностью (см.

шестую колонку в таблице) и “скростью” (третья колонка). Скрость взята в кавычки не случайно, четыре програмных бита стоят нам лишних 256-и измерений.Можно пойти еще дальше и аппаратно разногнать частоту измерения. За ее увеличение/уменьшение отвечает делитель называемый prescale.

Он показывает во сколько раз тактовая частота АЦП меньше системной частоты. Prescale изменяется двумя битами ADPS2/ADPS2 в регистре ADCSRA. Например у Arduino Nano 5v тактовая частота 16 МГц. Если мы выставим prescale равный 128, то скорость АЦП будет равна 16000кГц / 128 = 125кГц. Именно на такой частоте работает АЦП в Arduino IDE.

У этого метода есть одна неприятная особенность – с ростом частоты снижается эффективая разрешающая способность АЦП. Это хорошо видно на графике.

Atmel не рекомендует увеличивать частоту выше 200кГц. Я заметил искажения результатов только после 250кГц, prescale = 64.

У Atmega328 одно измерение занимает 13 тактов или 250 / 13 = 19 мкс. На 14 бит мы тратим 256 * 19 = 4864мкс = 0.0049сек. Это значит, что максимальная частота измеряемого сигнала не должна превышать ~200Гц.

Второй важный элемент любого АЦП – это источник опорного напряжения. Чем лучше его стабильность тем выше точность наших измерений. Типичная ошибка новичков – использовать в качестве ИОН-а обычный регулятор типа LM7805, LM1117 с точностью 5%. В  Atmega328 есть встроенный опорник на 1.1 вольт.

  Если он активирован, то нельзя подавать на AREF напряжение выше встроеннго ИОН-а.

К сожелнию встроенного опорника мне не хватило. Термистор подключен к 5в по стандартной схеме делителя в качестве R1. Сопротивление R2 выбранно 100кОм.

Так как проводимость моего термистра при 25С равна 100кОм, то на выходе будет 2.5в, что за гранью добра. Пока в качестве “опорника” взял встроенный в FTDI стабилизатор на 3.3в. Качество стабилизации овно. Выдает 3.4в и плавает вслед за входным.

Для отладки проекта сойдет, потом заменю на правильный – REF02. Выбрал его из-за дешевизны, на ebay просят $2.5 за две штуки.

Входное сопротивление ADC у Atmega328 около 10кОм. Поэтому желательно выбирать R2 в делителе меньше входного у меги. Чтоб не спалить “камень”, делитель надо расчитывать так чтоб на при максимальном напряжении на входе, на выходе было не больше Vcc + 0.5в, а при минимальном не ниже -1в. Я выбрал 100кОм / 8.2кОм.

Сравнил 10 и 14 бит. Предел измерений 0..40 вольт. Подал на вход 4.95в. Результат на фотографии. Справа количество отсчетов АЦП. Вывод – если нужен один знак после запятой то 10 бит вполне подойдут, если два то только 14 бит. Третьему знаку после запятой верить не стоит и в финальной версии блока я его уберу. В следующей части раскажу о “thermistor.h”.

Пока тестил код словил интересный глюк – сумашедшие значения. Теперь все переменные объявляю не просто int x, а только так int x = 0.Все важные параметры такие как  напряжение ИОН-а “REFERENCE_VOLTAGE”, частота АЦП “ADC_PRESCALE” и передискретизация “EXTRA_ADC_RESOLUTION “, прописанны в “adc.h” и легко меняются под ваши задачи.Значение делителя и пин для вольтметра задается в “voltmeter.h” или сразу в теле функции если нужно больше  двух.

Код проекта тут.

Источник: https://elchupanibrei.livejournal.com/28213.html

Вольтметр для лабораторных источников питания

Этот вольтметр предназначен для встраивания в регулируемые лабораторные источники питания. Он осуществляет измерение и индикацию на четырехразрядном цифровом светодиодном семиэлементном индикаторе напряжения в пределах 0…99.9 В. Этот интервал разбит на два поддиапазона: 0…9,99 В и 10,0…

99,9 В, а их переключение осуществляется автоматически. В индикаторе не используются десятичные точки, поэтому разделение единиц и десятков вольт от десятых и сотых долей вольта осуществляется одним “погашенным” разрядом индикатора. Схема устройства показана на рис. 1.

Его основой является микроконтроллер DD1, работающий по программе, которую вы сможете взять по ссылке в конце статьи.

Измерение напряжения и преобразование в цифровой код осуществляет встроенный в микроконтроллер DD1 10-разрядный АЦП. Диод VD1 защищает его вход от напряжения минусовой полярности, а диод VD2 ограничивает напряжение на нем на уровне 3,1…3,3 В. Дроссель L1 совместно с конденсатором СЗ образуют фильтр питания аналоговой части микроконтроллера DD1.

Конденсатор С1 снижает уровень помех на входе АЦП, а конденсатор С4 – на выходе РА3 микроконтроллера, на котором присутствует образцовое напряжение для АЦП (2,56 В), заданное программно. Пока входное напряжение менее 9,99 В, значение в регистрах данных АЦП меньше установленного порога и на выходе РА0 микроконтроллера низкий уровень.

Поэтому транзистор VT1 закрыт и резисторы R1-R3 образуют делитель напряжения с коэффициентом передачи 0,25. В этом случае “светятся” первый и второй разряды индикатора HG2, которые индицируют сотые и десятые доли вольта соответственно.

Третий разряд погашен, так как он является разделительным, “светится” также первый разряд индикатора HG1, который является в данном случае третьим разрядом всего индикатора вольтметра, на нем отображаются единицы вольт.

Если входное напряжение достигнет значения 10 В и более, на выходе РА0 микроконтроллера установится высокий уровень, транзистор VT1 откроется и параллельно резистору R3 через малое сопротивление сток-исток открытого транзистора будет подключен резистор R4, уменьшая коэффициент передачи резистивного делителя напряжения R1-R4 в десять раз – 0,025.

В этом случае “светятся” первый (десятые доли вольта) и третий (единицы вольт) разряды индикатора HG2 (второй является разделительным и погашен), а также первый разряд (десятки вольт) индикатора HG1. Большинство деталей, кроме светодиодных индикаторов, монтируют на плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2.

В устройстве применены оксидные конденсаторы К50-35 или импортные, резисторы – МЛТ, С2-23, транзисторы BSS88 заменимы на BS170P, КП504А. Можно применить один четырехразрядный, два двухразрядных или четыре одноразрядных светодиодных семиэлементных индикатора с общим катодом.

Дроссель L1 – ДМ-0,1 или импортный ЕС24, на плате он установлен между выводами 5 и 15 микроконтроллера со стороны печатных проводников. Питать устройство необходимо от стабилизированного источника напряжения, например, интегрального стабилизатора 78L05, подключив его к выходу выпрямителя источника питания.

Но следует помнить, что максимальное входное напряжение стабилизатора 78L05 составляет 30 В. Средний ток, потребляемый устройством, – около 12 мА. Налаживание сводится к подборке резисторов R1 и R4. Сначала, подав на вход напряжение около 5 В и контролируя его образцовым вольтметром, подборкой резистора R1 устанавливают на индикаторе необходимое значение.

Затем увеличивают входное напряжение до 15…20 В и подборкой резистора R4 также устанавливают на индикаторе необходимое значение.

Радио №6, 2008г.

Список радиоэлементов

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Озолин М.Опубликована: 2008 г.0Вознаградить Я собрал 0 0

x

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография

Источник: http://cxem.net/pitanie/5-174.php

Практический любой радиолюбитель в своей практике собирает лабораторный блок питания, причем зачастую нужен такой БП, который одновременно выдает несколько напряжений, и необязательно фиксированных.

В данном случае у радиолюбителя встает резонный вопрос – как контролировать напряжение? Применять стрелочные приборы для индикации не очень удобно в плане экономии места, а лепить баррикады из логических микросхем, микроконтроллера и семисегментных индикаторов – тоже не выход, тем более что это обойдется в копеечку.

Именно для таких случаев и был разработан данный вариант многоканального вольтметра для лабораторного БП.

В качестве индикатора был применен LCD от мобильного телефона NOKIA 3310, который в наше время можно за бесценок купить в любом СЦ мобильных телефонов. Что касается микроконтроллера – то тут применен МК PIC16F877A. Выбор в его сторону был обусловлен наличием немалого количества оперативной и flash памяти.

Вот полный перечень деталей:

Наименование деталей Количество,шт.
PIC16F877A 1
LCD 3310 1
Кварцевый резонатор (10 МГц) 1
Конденсаторы керамические дисковые (22-33 пФ) 2
Конденсатор неполярный низковольтный (100 нФ) 1
Резистор 2,00 кОм 1
Разъем SIL (2-х контактный) 1
Разъем SIL (5-ти контактный) 1
Фольгированный материал 40 х 70 мм 1

Как видите, схема не сложная. Это же можно сказать и о печатной плате устройства. Единственная проблема, с которой может столкнуться радиолюбитель, повторяющий эту конструкцию – переходные отверстия на плате, которые находятся под микроконтроллером.

Так как в домашних условиях металлизировать отверстия на печатной плате едва ли возможно, то в данном случае можно просто пропаять их куском залуженной медной проволоки с обеих сторон платы. Ведь они будут под МК и видно их не будет.

Вот собственно и топология печатной платы сего устройства:

Как уже упоминалось ранее, размеры платы составляют 40 х 70 мм. Практически всю плату занимает микроконтроллер и дисплей. Вот примерный внешний вид готовой платы:

Кстати о микроконтроллере – в данной конструкции целесообразно использовать панельку для него, так как в будущем, возможно, я буду обновлять прошивку.

О взаимозаменяемости некоторых деталей. К сожалению, в данной конструкции заменяемых деталей мало: это лишь конденсаторы и резистор. Конденсаторы можно взять любые, с номиналами, отличающимися от тех которые на схеме не более чем на 5-10%, тоже касается и резистора, но брать резистор сопротивлением ниже 2 кОм не рекомендуется. Максимальное же сопротивление резистора – 10 кОм.

Теперь о прошивке микроконтроллера. Программа для него была написана в среде разработки Flowcode. Исходники и файл проекта прилагаются.

Залить программу в микроконтроллер можно с помощью софта PonyProg2000, а также через программу WinPic800 (я отдаю предпочтение последней, так как программа разработана специально для PIC контроллеров и более надежная в этом плане).

Программой IC-prog 1.06 настоятельно не рекомендую прошивать, так как при выставлении битов конфигурации можно сильно напортачить….

Вот пример выставления битов конфигурации для данного МК и данной программы:

Скачать проект в Flowcode и Proteus

Источник: http://shemopedia.ru/voltmetr-dlya-laboratornogo-istochnika-pitaniya.html

Лабораторный бп с цифровым ампервольтметром

   Предлагаю всем радиолюбителям для повторения схему проверенного ампервольтметра на микроконтроллере 16F676. Разрабатывалась она под блок питания, схема лабораторного БП показана в статье ниже. А/В-метр позволяет производить измерения напряжения от 0-50 вольт, амперы – от 0-10 ампер. Работает устройство прекрасно в течении уже довольно длительного времени.

   В печатной плате я бы посоветовал предусмотреть место под конденсатор 0,1-2 мкФ на 12-й вывод МК, на случай если надо будет сглаживать пульсации и помехи, которые будет ловить входной усилитель. Элементы входной части на ОУ (R3, R4, RV2) необходимо подбирать в зависимости от номинала шунта (R101) и тока измерения.

   Электросхема самого блока питания особеностей особых не имеет. Эта рабочая схема функционирует стабильно, печатная плата без ошибок. Его схема и описание работы взяты с сайта vrtp.ru:

   Это схема и разводка упрощенного варианта блока питания, на одном проходнике VT2 – TIP147. Нумерация схемы совпадает с предыдущей, удалены элементы, относящиеся к 3 проходникам. Размер платы, как и в предыдущем варианте, 120 х 55 мм. Попутно совет, если не удастся убрать самовозбуд на ВЧ в режиме источника напряжения, – попробуйте совсем убрать конденсатор С21.

Читайте также:  Пк термометр на ds1621

   Что касается VD8 – (он включен в эмиттер VT3), то, с помощью этого стабилитрона смещается рабочая точка выходного напряжения ОУ DA1.1 в середину напряжения опоры и питания = +12.25 Вольт. Так что выходное напряжение этого ОУ всегда держится около этого предела (5.6 + 0.7 = 6.3 Вольт). А назначение VD10 и VD11 – увеличить напряжение включения (засветки) соответствующих светодиодов HL1 и HL2. Дело в том, что на макете я применял яркие светодиоды, поэтому наличием одних резисторов R21 и R22 не обошлось. Чтобы не было лишней подсветки “чужого” светодиода, и пришлось поставить стабилитроны. При смене режимов стабилизации “напряжение-ток”, происходит погасание одного, а лишь потом засветка другого светодиода.    При использовании других светодиодов, менее ярких, возможно, придется подобрать (чаще всего уменьшить) напряжение стабилизации стабилитронов VD10 и VD11. Что касается стабилитронов VD10, VD11 – то, тут все зависит от желания получить требуемую яркость индикации, и, чтобы не было засветки “чужого” светодиода.    А вот к выбору стабилитрона VD8 нужно относиться поосторожней. Схема в принципе, допускает изменение его напряжения стабилизации в довольно широких пределах (от 3 до 6 вольт), но, есть некоторые нюансы. Резисторы R14 и R16 образуют делитель, уменьшающий напряжение на базе VT3 при ограничении тока. Мысленно замкните нижний вывод R16 на землю, и прикиньте, сколько будет на базе VT3, при МАХ выходном напряжении DA1.1 (считаем = 11 вольт), в нашем случае, на базе VT3 будет около 4.2 вольт.    Это напряжение должно быть МЕНЬШЕ, чем сумма напряжения стабилитрона VD8 и падения на переходе БЭ транзистора VT3 (3.3 + 0.7 = 4 вольта). Иначе, ОУ DA1.2 не сможет закрыть VT3 при перегрузке по току. Напряжение -5 вольт, мы здесь специально не учитываем, создавая тем самым некоторый запас. А если попроще, то, уменьшив напряжение стабилизации VD8, лучше пропорционально этому уменьшить и номинал R16. В нашем случае, при применении VD8 = 3.3 вольтам, оно будет = 3.6 кОм. Правда, при этом уменьшится яркость HL1 в момент ограничения тока, но, это, легко восстановить подбором VD10.   Собрал данную схему (с однополярным питанием, без минусовой подпорки). Все работает нормально, но при токах больше 0,5А на выходе появляются пульсации 50-100мВ (до этого 10-20) и растут с увеличением нагрузки. Пробежался по схеме осциллографом. Пульсации идут начиная с эмиттера VT1, соответственно и дальше по схеме они везде. Поменял транзистор – без толку. Поменял ТЛку-тот же результат. поигрался емкостями 0,1мкф по питанию-ноль эмоций. Пробовал увеличить емкость С8, помогает но не сильно. На халяву ткнул емкость 1000,0х16в между базой VT1 и входным минусом… На выходе при 2,5А – ВСЕГО 2мВ пульсации, и так во всем диапазоне напряжений и токов!   Еще совет, а попробуйте увеличить С7 до 47…220 мкФ, и глянуть величину пульсаций при этом. Кстати, можно попробовать, подключить С7 между управляющим выводом TL431 и базой VT1, а не между управляющим выводом и катодом TL431, как изначально на схеме. Предыдущие опыты закончились установкой кондера довольно большой емкости в базу Т1. Уменьшение емкости приводило к увеличению пульсаций. А также имел место “синусоподобный” выход на режим. Манипуляции вокруг не принесли желаемых результатов. Но… все убрал и поставил емкость параллельно резистору Р4-30Ком, 22мкф, плюсом к эмиттеру Т1. Получил пульсации 2,5мВ при токе нагрузки 2,9А(больше транс не держит), во всем диапазоне напряжений. Выход на режим стал линейно нарастающим, без всяких всплесков. Емкость менее 10 мкф увеличивает пульсации, а более 22-х уже не уменьшает их. Честно говоря объяснения сему факту найти не могу…1) Сама идея применить обычный дешевый ОУ хороша, в описании к вышеуказанной схеме подробно разжевано, что и как. Повторяться не буду, скажу лишь, что основа ее схемотехники, это работа ОУ с входными сигналами, находящимися в середине динамического диапазона, то есть в середине его питания (поэтому и не нужно отрицательное смещение для ОУ). Именно для этого и введен делитель, в 2 раза понижающий напряжение опоры, и в эту точку подается выходное напряжение, уменьшенное (смасштабированное) через соответствующий резистор R21. Для этого и применены резисторы R10, R11, R21, – этот кусок схемы повторяет прототип, про который я рассказал выше. 2) Резистор R1 – служит для разрядки силовых электролитов после выключения, это типовое решение. Все-таки 15000 мкФ – это довольно большая емкость. Дело в том, что при вышеописанном включении ООС (про резисторы R10, R11, R21 – я писАл выше), напряжение, на входах ОУ и не должно быть в районе нуля, то есть земли. Оно меняется от 4 до 6 вольт (или около того), как и в схеме прототипа. Поэтому в схеме есть резистор R8, он ограничивает диапазон изменения этого самого напряжения, не от нуля. Какой смысл далее уменьшать опорное напряжение на входе ОУ, когда на выходе блока уже и есть тот самый ноль. 3) Считаю, что отсутствие отрицательного смещения это не недостаток, а преимущество схемы, хотя на вкус и цвет – сами знаете… Разве добавка двух-трех резисторов – это сложнее, чем собирать выпрямитель для отрицательного напряжения, фильтр, стабилизатор, – мне кажется, что нет.4) Стабилитрон VD5 – смещает рабочую точку выходного напряжения ОУ DA1.1 – в середину динамического диапазона, то есть в середину питания. Напряжение выхода ОУ никогда не снижается ниже 5…6 вольт, что нам и требуется, в общем-то, для применения в качестве ОУ обычных, а не Rail-to-Rail, и т. п.5) Применение в качестве транзистора VT2 – составной структуры типа Дарлингтон, решает сразу две задачи. Во-первых, сильно разгружает по току транзистор VT3 (не надо ставить его на теплоотвод и т. п.), который работает с практически полным входным напряжением схемы, а во-вторых, – позволяет применить в качестве запараллеленных проходников обычные транзисторы, с довольно небольшим коэффициентом усиления, практически не заботясь об их подборе. Попробовать, конечно, можно, поставить на место VT2 обычный транзистор, но, как вам сказать, все это до поры, до времени. Я не просто так акцентировал внимание собирающих на том, что в качестве VT2 – нужен только СОСТАВНОЙ P-N-P транзистор типа Дарлингтон.6) Что получилось насчет МАХ выходного тока, вам лучше спросить у алфизика. Он, по-моему, снял с этой схемы что-то около 12 ампер выходного тока, я сам удивился. Думаю, комментарии тут излишни, хотя я считаю, что для схемы с непрерывным регулированием такой ток чересчур избыточен. Возникнут другие проблемы, отвода тепла, надежности, и так далее, и тому подобное. Но, как говорится это на усмотрение пользователя, если нравится, как работает схема, что тут еще скажешь. 7) Выбор транзисторов подразумевает, что они имеют требуемый запас по своему допустимому напряжению. Надеюсь, понимаете, что если входное напряжение планируется около 50 вольт, то и транзисторы должны иметь предел как минимум в 80…100 вольт. Но, это касается, в общем-то любой схемы, а не только этой.    Диод VD2 позволяет разрядиться конденсатору фильтра опоры С8 после выключения блока, стабилитроны VD6 и VD7 – задают режим поочередного свечения индикаторных светодиодов HL1 и HL2. Диод VD4 перепускает значительный выброс напряжения на клеммах блока на его входные электролиты для защиты самих проходников (на всякий случай, мало ли какую индуктивную нагрузку подключат к этим самым клеммам).   Диод VD8 защищает проходные транзисторы от попадания на выход слишком большого отрицательного напряжения. Конденсаторы С16 и С17 – обычный тандем конденсаторов на выходе блока питания. Резистор R29 создает небольшую подгрузку выхода для блока питания, при этом улучшаются его динамические параметры, кроме того, при регулировании выходного напряжения в уменьшение – быстрее разряжается выходной С17, это удобнее. Конденсатор С15 устраняет возможность самовозбуда схемы ограничения выходного тока.   Чтобы открыть обычный (не составной !!!) кремниевый NPN транзистор, на его базу надо подать напряжение примерно на 0.7 вольта бОльшее, чем на эмиттере. Так вот, если убрать стабилитрон VD5 (соединить эмиттер VT3 с землей), тогда чтобы открыть VT3 на его базе (то есть на выходе ОУ DA1.1) должен быть потенциал + 0.7 вольта. Никакого напряжения около 5…6 вольт мы на выходе ОУ не получим, он будет работать вблизи потенциала земли, а для обычного ОУ, питающегося однополяркой это не есть хорошо. Я для того и поставил стабилитрон VD5, чтобы сместить рабочую точку выходного напряжения ОУ в середину его питания. Резюме – этот стабилитрон нужен обязательно.    Если вам нравится классика (хотя все относительно), сделайте схему с отрицательным смещением, в чем вопрос я не понял. Ведь насильно вас никто не принуждает собирать именно эту схему. На вывод 6 и заведена обратная связь с выхода через резистор R21, просто туда подается и половинное напряжение опоры, созданное с помощью резисторов R10, R11.    Если нет возможности запитать кулер с отдельной обмотки, – его питание лучше брать с входных электролитов через небольшой помехоподавляющий дроссель. Излишек ограничьте резистором, или простеньким стабилизатором, можно даже совмещенным с регулятором вращения по температуре. Не советую брать питание кулера с опоры, она на то и опора, чтобы быть без всяких наводок и помех.   Попутно совет, лучше вход стабилизатора опоры (это – коллектор VT1, верхний вывод резистора R2 и катод VD2) подключить отдельным проводом сразу к плюсу входных электролитов С6, меньше будет влияние пульсаций при МАХ выходных токах.   Когда я говорил про “два-три резистора”, я имел ввиду добавку именно R10, R11. Именно с их помощью получается так, что нам не нужно подавать на входы ОУ напряжение, равное нулю, чтобы получить на выходе блока этот самый ноль. Почитайте повнимательнее описание схемы-прототипа, там это подробно описано. Вообще, фишка этой схемы в том, что ОУ, регулирующий напряжение не работает на краях своего динамического диапазона, а именно в середине. Поэтому в нее и можно ставить обычный ОУ.   Насчет TL431. Для того, чтобы на этом стабилизаторе не было полного входного напряжения – как раз и введен разгружающий каскад на транзисторе VT1. Прикиньте сами, на его эмиттере 12.5 вольт (так рассчитан делитель R4 и R5 в стабилизаторе опоры), значит, на его базе будет напряжение на 0.7 вольта бОльше, то есть 13.2 вольт. А весь оставшийся излишек напряжения будет падать на транзисторе VT1, ток через TL431 ограничен резистором R3. Резистор R2 задает открывающее напряжение на базе VT1, а TL431 регулируя это напряжение – как раз и стабилизирует напряжение опоры. Конечно, транзистор VT1 будет рассеивать небольшую мощность, я и указывал, что его желательно поставить на небольшой теплоотвод типа флажка, место на плате для этого предусмотрено.

   И еще, советую вам обратить внимание на последнюю версию схемы (посты 337288 и 337290). Выход схемы ограничения по току подключен на вход ОУ DA1.1, то есть не внутрь ООС по напряжению, а “снаружи”, если так можно выразиться.

При превышении уставки тока, транзистор VT7 открывается, и шунтирует вход DA1.1, ограничивая ток на выходе блока. Это схемное решение позволяет избавиться от выбросов на выходе, при выходе из режима ограничения тока.

При условии, конечно, что сам по себе канал регулирования напряжения нормально скорректирован с точки зрения ООС.

   Корпус для конструкции использовал пластмассовый, от какого-то прибора. Трансформатор на О-образном сердечнике. Прошивки для МК и файлы печатных плат находятся в архиве. Данный БП легко повторяем, характеристики хорошие. Авторы материала: Александрович-SOIR (Soir&C.E.A)

   Форум по блокам питания

Источник: http://radioskot.ru/publ/bp/laboratornyj_bp_s_cifrovym_ampervoltmetrom/7-1-0-470

Цифровые индикаторы для лабораторного блока питания

Обычно, у хорошего лабораторного блока питания есть встроенные приборы, – вольтметр и амперметр. Вольтметр позволяет точно установить выходное напряжение, а амперметр покажет ток через нагрузку.

В старых лабораторных блоках питания были стрелочные индикаторы, но сейчас должны быть цифровые.

Сейчас радиолюбители чаще всего делают такие приборы на основе микроконтроллера или микросхем АЦП вроде КР572ПВ2, КР572ПВ5.

Но существуют и другие микросхемы аналогичного действия. Например, есть микросхема СА3162Е, которая предназначена для создания измерителя аналоговой величины с отображением результата на трехразрядном цифровом индикаторе.

Микросхема СА3162Е представляет собой АЦП с максимальным входным напряжением 999 mV (при этом показания «999») и логической схемой, которая выдает сведения о результате измерения в виде трех поочередно меняющихся двоично-десятичных четырехразрядных кодов на параллельном выходе и трех выходах для опроса разрядов схемы динамической индикации.

Чтобы получить законченный прибор нужно добавить дешифратор для работы на семисегментный индикатор и сборку из трех семи зависит от схемы выходного узла на дешифраторе и ключах. Здесь используется светодиодная индикация на табло из трех семисегментных индикаторов с общими анодами.

Индикаторые включены по схеме динамической матрицы, то есть, все их сегментные (катодные) выводы включены параллельно. А для опроса, то есть, последовательного переключения, используются общие анодные выводы.

Рис.1

Теперь ближе к схеме. На рисунке 1 показана схема вольтметра, измеряющего напряжение от 0 до 100V (0…99,9V). Измеряемое напряжение поступает на выводы 11-10 (вход) микросхемы D1 через делитель на резисторах R1-R3. Конденсатор СЗ исключает влияние помех на результат измерения.

Резистором R4 устанавливают показания прибора на ноль, при отсутствии входного напряжения А резистором R5 выставляют предел измерения так чтобы результат измерения соответствовал реальному, то есть, можно сказать, им калибруют прибор. Теперь о выходах микросхемы. Логическая часть СА3162Е построена по логике ТТЛ, а выходы еще и с открытыми коллекторами.

На выходах «1-2-4-8» формируется двоично-десятичный код, который периодически сменяется, обеспечивая последовательную передачу данных о трех разрядах результата измерения.

Если используется дешифратор ТТЛ, как, например, КР514ИД2, то его входы непосредственно подключаются к данным входам D1, Если же будет применен дешифратор логики КМОП или МОП, то его входы будет необходимо подтянуть к плюсу при помощи резисторов. Это нужно будет сделать, например, если вместо КР514ИД2 будет использован дешифратор К176ИД2 или CD4056.

Выходы дешифратора D2 через токоограни-чивающие резисторы R7-R13 подключены к сегментным выводам светодиодных индикаторов Н1-НЗ. Одноименные сегментные выводы всех трех индикаторов соединены вместе.

Для опроса индикаторов используются транзисторные ключи VT1-VT3, на базы которых подаются команды с выходов Н1-ИЗ микросхемы D1. Эти выводы тоже сделаны по схеме с открытым коллектором.

Активный ноль, поэтому используются транзисторы структуры р-п-р.

Рис.2

Схема амперметра показана на рисунке 2. Схема практически такая же. за исключением входа. Здесь вместо делителя стоит шунт на пятиваттном резисторе R2 сопротивлением 0,1 От. При таком шунте прибор измеряет ток до 10А (0…9.99А).

Установка на ноль и калибровка, как и в первой схеме, осуществляется резисторами R4 и R5. Выбрав другие делители и шунты можно задать другие пределы измерения, например, 0…9.99V, 0…999mA, 0…999V, 0…99.

9А, это  зависит  от  выходных параметров того лабораторного блока питания, в который будут установлены эти индикаторы. Так же, на основе данных схем можно сделать и самостоятельный измерительный прибор для измерения напряжения и тока (настольный мультиметр).

При этом нужно учесть, что даже используя жидкокристаллические индикаторы прибор будет потреблять существенный ток, так как логическая часть СА3162Е построена по ТТЛ-логике. Поэтому, хороший прибор с автономным питанием вряд ли получится. А вот автомобильный вольтметр (рис.4) выйдет неплохой.

Питаются приборы постоянным стабилизированным напряжением 5V. В источнике питания, в который будут они установлены, необходимо предусмотреть напичие такого напряжения при токе не ниже 150mA.

На рисунке 3 показана схема подключения измерителей в лабораторном источнике.

Теперь о деталях. Пожалуй, самое трудно-доставаемое, это микросхемы СА3162Е. Из аналогов мне известна только NTE2054. Возможно есть и другие аналоги, о которых мне не известно. С остальным значительно проще. Как уже сказано, выходную схему можно сделать на любом дешифраторе и соответствующих индикаторах.

Например, если индикаторы будут с общим катодом, то нужно КР514ИД2 заменить на КР514ИД1 (цоколевка такая же), а транзисторы VT1-VT3 перетащить вниз, подсоединив их коллектора к минусу питания, а эмиттеры к общим катодам индикаторов.

Можно использовать дешифраторы КМОП-логики, подтянув их входы к плюсу питания при помощи резисторов. Теперь о налаживании. В общем-то оно совсем несложное. Начнем с вольтметра. Сначала замкнем между собой выводы 10 и 11 D1, и подстройкой R4 выставим нулевые показания.

Затем, убираем перемычку, замыкающую выводы 11-10 и подключаем к клеммам «нагрузка» образцовый прибор, например, мультиметр- Регулируя напряжение на выходе источника, резистором R5 настраиваем калибровку прибора так, чтобы его показания совпадали с показаниями мульти-метра. Далее, налаживаем амперметр.

Сначала, не подключая нагрузку, регулировкой резистора R5 устанавливаем его показания на ноль. Теперь потребуется постоянный резистор сопротивлением 20 От и мощностью не ниже 5W. Устанавливаем на блоке питания напряжение 10V и подключаем этот резистор в качестве нагрузки. Подстраиваем R5 так чтобы амперметр показал 0,50 А.

Можно выполнить калибровку и по образцовому амперметру, но мне показалось удобнее с резистором, хотя конечно на качество калибровки очень влияет погрешность сопротивления резистора.

Читайте также:  Tina-ti

Рис.4

По этой же схеме можно сделать и автомобильный вольтметр. Схема такого прибора показана на рисунке 4. Схема от показанной на рисунке 1 отличается только входом и схемой питания.

Этот прибор теперь питается от измеряемого напряжения, то есть, измеряет напряжение, поступающее на него как питающее. Напряжение от бортовой сети автомобиля через делитель R1-R2-R3 поступает на вход микросхемы D1.

Параметры этого делителя такие же как в схеме на рисунке 1, то есть для измерения в пределах 0…99.9V. Но в автомобиле напряжение редко бывает более 18V (больше 14,5V уже неисправность). И редко опускается ниже 6V, разве только падает до нуля при полном отключении.

Поэтому прибор реально работает в интервале 7…16V.
Питание 5V формируется из того же источника, с помощью стабилизатора А1.

Источник: http://radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=895

Ампервольтметр для двухполярного лабораторного блока питания

Решил построить себе двух-полярный лабораторный блок питания. В качестве индикатора была мысль сваять что нибудь на МК и на одном дисплее, и чтобы отображались ток и напряжение сразу двух каналов.

В поисках встречались схемы ампервольтметров четырёх, шести и даже восьми канальные, для одновременного отображения тока и напряжения сразу от четырёх различных источников питания.

Но все они работают, если у всех этих источников питания общий минус, а если собирать двух-полярный блок питания, где у одного канала общий “минус”, а у второго общий “плюс”, то ни один из этих ампер-вольтметров не работает в таком блоке питания.

Но , как говориться, кто ищет – тот найдёт, и вот с помощью человека, с логином DDREDD с сайта “технари”, который столкнулся с той же проблемой, удалось добиться желаемого результата. Благодаря его стараниям родилась следующая схема.

Так, как микроконтроллер не понимает и не принимает отрицательные величины, то их для него необходимо преобразовать в положитепльные, что и было реализованно в данной схеме. Схема эта теперь способна показывать величину отрицательного плеча.

Правда она её показывает в положительной полярности, но это не сильно печально, так как в прошивке вместе с выводимым результатом отрицательного плеча, сделали изменения так, чтобы к показаниям U2 и А2, просто пририсовывался минус (как на фото в начале статьи). По такому принципу можно переделать любую схему ампервольтметра (кроме как добавить к показаниям минусы в прошивке).

Так же в схеме данного ампервольтметра имеется дополнительный источник питания на 5 вольт, для запитки куллера. Если он Вам не нужен, то его просто можно не собирать.

Печатная плата ампервольтметра выполнена из одностороннего стеклотекстолита (гетинакса), размером 70х80 мм.

Внешний вид собранной печатной платы, с установленными на ней деталями, смотрите ниже на рисунке. На плате установлены временные шунты, которые сделаны из медной проволки и свиты в спираль. Показания с такими шунтами, при их нагреве плывут (при токах нагрузки более ампера), и я не рекомендую их вам делать, если не хотите неточности в отображении тока.

Стабилизатор дополнительного источника на 5 вольт здесь не установлен, а на основной стабилизатор (LM) установлен ребристый радиатор, который загораживает часть монтажа. Но видно всё хорошо. Отображение по каналам на двухстрочном 16х2 индикаторе – слева направо и сверху вниз, как на фотографии в начале статьи.

Каналы отображаются как, U1-A1 и U2-A2. Налаживание собранной платы с прошитым микроконтроллером, заключается в подгонке правильности показаний ампер и вольтметров подстроечными резисторами, а так же установка желаемой контрастности на индикаторе подстроечным резистором, установленному по выводу “3” индикатора.

В архиве установка FUSE (фузов) для работы микроконтроллера от внутреннего генератора 4MHz, скрин установки для программыPonyProg.

АРХИВ:Скачать

Источник: http://cxema.my1.ru/publ/instrumenty/izmeritelnaja_tekhnika/ampervoltmetr_dlja_dvukhpoljarnogo_laboratornogo_bloka_pitanija/47-1-0-6032

Цифровой амперметр и вольтметр для блока питания | Все своими руками

     На рисунке 1 представлена схема цифрового амперметра и вольтметра, которая может быть использована, как дополнение к схемам блоков питания, преобразователей, зарядных устройств и т.д. Цифровая часть схемы выполнена на микроконтроллере PIC16F873A. Программа обеспечивает измерение напряжения 0… 50 В, измеряемый ток — 0… 5 А.

      Для отображения информации используются светодиодные индикаторы с общим катодом. Один из операционных усилителей микросхемы LM358 используется в качестве повторителя напряжения и служит для защиты контроллера при внештатных ситуациях. Все-таки цена контроллера не так уж и мала.

Измерение тока производится косвенным образом, при помощи преобразователя ток-напряжение, выполненного операционном усилителе DA1.2 микросхемы LM358 и транзисторе VT1 – КТ515В. Почитать о таком преобразователе еще можно здесь и здесь. Датчиком тока в этой схеме служит резистор R3.

Преимуществом такой схемы измерения тока состоит в том, что здесь отпадает необходимость точной подгонки миллиомного резистора. Скорректировать показания амперметра можно просто триммером R1 и в довольно широких пределах. Сигнал тока нагрузки для дальнейшей оцифровки снимается с нагрузочного резистора преобразователя R2.

Напряжение на конденсаторе фильтра стоящем после выпрямителя вашего блока (вход стабилизатора, точка 3 на схеме)питания не должно быть более 32 вольт, это обусловлено максимальным напряжением питания ОУ. Максимальное входное напряжение микросхемного стабилизатора КР142ЕН12А – тридцать семь вольт.

     Регулировка вольтамперметра заключается в следующем. После всех процедур — сборки, программирования, проверки на соответствие на собранное вами произведение подают напряжение питания. Резистором R8 выставляют на выходе стабилизатора КР142ЕН12А напряжение 5,12 В.

После этого вставляют в панельку запрограммированный микроконтроллер. Измеряют напряжение в точке 2 мультиметром, которому вы доверяете, и резистором R7 добиваются одинаковых показаний. После этого к выходу (точка 2) подключают нагрузку с контрольным амперметром.

Равенства показаний обоих приборов в данном случае добиваются при помощи резистора R1.

     Резистор-датчик тока можно изготовить самому, используя для этого, например, стальную проволоку. Для расчета параметров этого резистора можно использовать программу «Программа для работы с проволокой» Программу скачали? Открыли? Значит так, нам нужен резистор номиналом в 0,05 Ом. Для его изготовления выберем стальную проволоку диаметром 0,7мм – у меня она такая, да еще и не ржавеющая.

С помощью программы вычисляем необходимую длину отрезка, имеющего такое сопротивление. Смотрим скрин окна данной программы.
     И так нам нужен отрезок стальной нержавеющей проволоки диаметром 0,7мм и длиной всего 11 сантиметров. Не надо этот отрезок свивать в спираль и концентрировать все тепло в одной точке. Вроде все. Что не понятно, прошу на форум. Успехов. К.В.Ю. Чуть не забыл про файлы.

Скачать “Цифровой амперметр и вольтметр для блока питания” Ism_U_I_873.rar – Загружено 1093 раза – 26 KB

Скачать “Ism_U_I_873_dly-toka-50A” Ism_U_I_873_dly-toka-50A.rar – Загружено 489 раз – 807 B

Источник: http://www.kondratev-v.ru/izmereniya/cifrovoj-ampermetr-i-voltmetr-dlya-bloka-pitaniya.html

MP503Вольтметр встраиваемый миниатюрный с анимированным светодиодным индикатором

MP503 – Вольтметр встраиваемый миниатюрный с анимированным светодиодным индикатором купить в Мастер Кит. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY

MP503 – Вольтметр встраиваемый миниатюрный с анимированным светодиодным индикатором купить в Мастер Кит. Драйвер, программы, схема, отзывы, инструкция, своими руками, DIY

У нас Вы можете купить Мастер Кит MP503 – Вольтметр встраиваемый миниатюрный с анимированным светодиодным индикатором: цена, фото, DIY, своими руками, технические характеристики и комплектация, отзывы, обзор, инструкция, драйвер, программы, схема

Мастер Кит, MP503, Вольтметр встраиваемый миниатюрный с анимированным светодиодным индикатором, цена, описание, фото, купить, DIY, своими руками, отзывы, обзор, инструкция, доставка, драйвер, программы, схема

https://masterkit.ru/shop/576183

Готовый модуль

о поступлении на склад

Диапазон напряжений питания (B) 7…24
Потребляемый ток, не более (мА) 55
Длина (мм) 38
Ширина (мм) 25
Вес 24

Инструкции

Входная цепь вольтметра состоит из резисторов R14—R17 и конденсатора С2 и образует автоматический делитель напряжения с изменяемым коэффициентом передачи. Его изменение осуществляется подключением дополнительного резистора R17 с помощью порта RA2. Т.е. пока измеряемое напряжение ниже 10 В порт RA2 находится в неактивном состоянии.

Когда же напряжение на входе вольтметра превысит 10В. на выходе RA2 выставляется логический 0 и резистор R17 подключается параллельно R16 увеличивая коэффициент входного делителя.|С выхода делителя напряжение, пропорциональное входному, поступает на линию RA0 (вывод 2) микроконтроллера D1.

|Использование последовательного соединения двух резисторов R14—R15 мощностью 0,5 Вт обусловлено необходимостью обеспечить надежную работу, поскольку их максимальное рабочее напряжение составляет 250 В.|На разъемы Х1-Х2 подается измеряемое напряжение. На Х3-Х4 напряжение питания.

К качестве блока питания можно использовать любой блок с выходным напряжением от 7 до 24 вольт.|Разъем X5 предназначен для внутрисхемного программирования микроконтроллера PIC18F2520.|Вольтметр смонтирован на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 мм.

D1 – PIC18F2520-I/SO, D3 L7805ABD2T-TR, LED1 – TA07-11SRWA, VD1 – FR101GS, R1 – 10K, R2-3 – 4K7, R5-11 – 1K, R14-15 – 10K, R16 – 1K, C1, C4, C6 – 0.1, C5 – 10.|Применены резисторы для поверхностного монтажа размеров 0805 R1-R13, R16-R17 и 1206 R14, R15. Конденсаторы размером 0805.

Конструкция устройства

Устройство собрано на микроконтроллере PIC18F2520. Его выбор обусловлен наличием достаточного числа портов ввода—вывода для управления светодиодной матрицей LED1 без применения дополнительных микросхем, наличием встроенных десятиразрядного АЦП и источника образцового напряжения. Для снижения потребляемого тока и упрощения схемы микроконтроллер тактируется внутренним генератором.

Статьи

Copyright www.maxx-marketing.net

Источник: https://masterkit.ru/shop/576183

Цифровой ампервольтметр для лабораторного источника питания

      Основа измерительного устройства (рис. 1) — микроконтроллер DD1, работающий по программе, коды которой приведены в таблице и в состав которого входит 10-разрядный АЦП. Информация отображается на трех семиэлементных светодиодных индикаторах HG1—HG3. Усилители на ОУ DA2.1 и DA2.2 — согласующие.

Напряжение питания (5,12 В) микроконтроллера DD1 стабилизировано интегральным стабилизатором напряжения DA1, оно используется и как образцовое для АЦП.

      После подачи питающего напряжения микроконтроллер DD1 при инициализации настраивает линии портов RAO, RA1 и RA2 как входы АЦП, выбор которых осуществляют нажатием на кнопку SB1, а также переключателем SA3.

2, находящимся в лабораторном источнике питания. На линию RAO микроконтроллера DD1 поступает постоянное напряжение, пропорциональное выходному напряжению источника питания.

Поскольку его минусовый выход не соединен с общим проводом и максимальное выходное напряжение значительно превышает допустимое на входе микроконтроллера DD1, то для согласования уровней применен дифференциальный усилитель на ОУ DA2.1 и резистивный делитель напряжения R12R13. На выходе ОУ DA2.

1 (вывод 7) формируется напряжение, пропорциональное выходному напряжению источника питания с коэффициентом деления, в данном случае равным трем. Резистивный делитель R12R13 еще уменьшает напряжение, чтобы общий коэффициент передачи согласующего узла был равен 0,1.

Поэтому при изменении выходного напряжения источника питания от 2,5 В до 30 В напряжение на линии RAO микроконтроллера DD1 меняется в пределах 0.25…3 В, что соответствует допустимым значениям. Поскольку образцовое напряжение для АЦП составляет 5,12 В, его разрешение будет равно 5,12/1024 = 0,005В (5 мВ). С учетом коэффициента передачи согласующего узла оно составит 0,05 В (50 мВ). Поскольку в устройстве применен трехразрядный индикатор, результат аналого-цифрового преобразования программно предварительно делится на два и только потом информация выводится на индикаторы HG1—HG3.

      На линию RA1 микроконтроллера DD1 поступает напряжение, пропорциональное выходному току источника питания, оно снимается с датчика тока (R4 по схеме источника питания) и усиливается ОУ DA2.2 в десять раз.

Поэтому изменению выходного тока от О до 5 А соответствует изменение напряжения на линии RA1 микроконтроллера DD1 в пределах 0…5 В, а разрешающая способность составит 10 мА. В режиме “Экв. нагр.

” источника питания напряжение с его входа поступает на линию RA2 микроконтроллера DD1 через резистивный делитель R3R16 с коэффициентом передачи 0,1.

      Выбор одного из режимов измерения осуществляют нажатием на кнопку SB1 “Выбор”, и он зависит от положения переключателя SA3.2 в источнике питания. Если переключатель SA3.2 находится в положении “Ист. пит.”, будут индицироваться выходные напряжение или ток, их выбор осуществляют кнопкой SB1.

Если переключатель SA3.2 — в положении “Экв. нагр.”, будет индицироваться напряжение или ток внешнего источника питания. Режим “Экв. нагр.” дополнительно сигнализируется светодиодом HL6, установленным вблизи розетки XS2 источника питания.

При индикации тока десятичная точка горит в первом разряде индикатора, а напряжения — во втором.

      Линии порта RB микроконтроллера DD1 сконфигурированы как выходные, и к ним через токоограниивающие резисторы R17—R24 подключены аноды светодиодных индикаторов HG1 — HG3. Катоды этих индикаторов подключены к линиям RA4, RA6, RA7.

Динамическая индикация организована программно с помощью прерываний от встроенного таймера 0. Между циклами динамической индикации происходит опрос линий RA5 и RA3, к которым подключены кнопка SB1 и переключатель SA3.2.

После каждого большого цикла осуществляется аналого-цифровое преобразование напряжения выбранного канала.

Результаты шестнадцати измерений накапливаются, вычисляется их среднее значение, которое и выводится на индикатор, что исключает частые мерцания младшего разряда индикатора. Микроконтроллер сконфигурирован для работы от внутреннего генератора частотой 8 МГц.

      В устройстве дополнительно реализована функция счетчика продолжительности непрерывной работы источника питания. Это позволяет ориентировочно оценить, например, состояние аккумуляторной батареи при ее зарядке или разрядке.

При нажатии на кнопку SB1 более 3 с на индикаторе появится значение продолжительности работы в формате десятков, единиц часов и десятков минут от 00,0 до 99,5. Показания обновляются каждые десять минут. После отпускания кнопки SB1 на индикаторе останутся прежние показания.

При каждом включении источника питания показания счетчика обнуляются.

      Все детали устройства смонтированы на двух печатных платах из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5мм. Индикаторы HG1—HG3 и кнопка SB1 установлены на первой плате, чертеж которой показан на рис. 2, остальные элементы — на второй, чертеж которой показан на рис. 3. Вторую плату с помощью контактных площадок, расположенных на ее нижнем крае, припаивают к первой перпендикулярно (рис. 4). После налаживания устройства ее дополнительно с другой стороны приклеивают эпоксидным клеем.

      Первую плату с помощью стоек крепят к внутренней стороне передней панели источника питания, предварительно сделав в ней прямоугольное окно для индикаторов и отверстие для толкателя кнопки.

К передней панели крепят фальшпанель из органического стекла толщиной 3 мм, в которой делают отверстия для кнопки (и других органов управления).

Затем на фальшпанель наклеивают декоративную пленку с необходимыми надписями и окном для индикаторов (рис. 5).

      В устройстве применены оксидный конденсатор К50-35, остальные — К10-17, постоянные резисторы — С2-23, подстроенные — СП5-16А-0.25, кнопка -малогабаритная импортная, например DTST-6, микросхему LM317T можно заменить на КР142ЕН12А. Сопротивления резисторов R1, R2, R7 и R10 должны быть с отклонением не более 1 %, а отношение сопротивлений резисторов R3 и R16 должно быть 9 с таким же отклонением. Сдвоенный ОУ DA2, подстроенный резистор R13 и конденсатор С2 установлены со стороны печатных проводников, микроконтроллер DD1 -в панель.

      Налаживание устройства начинают без микроконтроллера DD1. После подачи питающего напряжения цифровым вольтметром проверяют напряжение на выходе стабилизатора DA1 и подстроечным резистором R6 устанавливают его равным 5,12 В. Затем измеряют напряжение на контактах 17,18 и 1 панели микроконтроллера.

На контакте 17 напряжение должно быть в десять раз меньше выходного напряжения источника питания, при необходимости требуемое значение устанавливают резистором R13. На контактах 18 и 1 напряжение должно быть близким к нулю при условии, что к источнику питания нагрузка не подключена и он находится в режиме “Ист.

пит.”.

Отключают питающее напряжение, устанавливают микроконтроллер, взамен резистора R8 временно устанавливают цепь из постоянного резистора сопротивлением 4,7 кОм и переменного 10кОм и снова подают питающее напряжение. Если монтаж выполнен без ошибок и микроконтроллер запрограммирован правильно, на индикаторе на 3 с появится надпись “и1.0”, что означает, что микроконтроллер начал выполнять программу. Затем индикатор должен показать выходное напряжение источника питания. К его выходу подключают образцовый вольтметр и резистором R13 добиваются совпадения показаний вольтметра и индикатора.

      При кратковременном нажатии на кнопку SB1 “Выбор” устройство должно перейти в режим измерения тока, а индикатор показать “0.00”. К источнику питания подключают последовательно соединенные резистор сопротивлением 5…6 Ом и мощностью 100 Вт и образцовый цифровой амперметр.

Устанавливают ток в нагрузке, например, 1 А и переменным резистором, временно установленным взамен резистора R8, добиваются совпадения показаний индикатора и амперметра.

Затем при отключенном питающем напряжении временную цепь из резисторов удаляют, измеряют ее сопротивление и заменяют постоянным резистором с возможно более близким сопротивлением. В заключение проверяют все настройки.

      Поскольку питание устройства осуществляется от микросхемы стабилизатора напряжения, находящейся в источнике питания, ток через эту микросхему возрастет примерно на 50…60 мА и ее необходимо установить на теплоотвод.

      Можно в качестве теплоотвода применить металлический корпус источника питания или теплоотвод регулирующего транзистора, установив эту микросхему через изолирующую теплопроводящую прокладку.

      При программировании микроконтроллера следует установить следующую конфигурацию CONFIG1- СР — OFF, ССР1 — RBO, DEBUG — OFF, WRT_ PROTECT — OFF, CPD — OFF, LVP —OFF, BODEN — ON, MCLR — OFF, PWRTE -ON, WDT — OFF, INTRC — IO, CONFIG2: IESO — OFF, FCMEN — OFF.

АРХИВ:

А. КУЗНЕЦОВ, г. Кадников Вологодской обл.

“Радио” №11 2008г.

Источник: http://www.cavr.ru/article/5084-cifrovoj-ampervolitmetr-dlya-laboratornogo-istochnika-pitaniya

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector