עומס אלקטרוני מתקדם מבוסס ארדואינו: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

פרויקט זה בחסות JLCPCB.com. תכנן את הפרויקטים שלך באמצעות תוכנות מקוונות של EasyEda, טען את קובצי Gerber (RS274X) הקיימים שלך ולאחר מכן הזמין את החלקים שלך מ- LCSC ושלח את כל הפרויקט ישירות לדלתך.

הצלחתי להמיר את קבצי KiCad ישירות לקבצי gerber JLCPCB ולהזמין לוחות אלה. לא הייתי צריך לשנות אותם בשום צורה. אני משתמש באתר JLCPCB.com כדי לעקוב אחר מצב הלוח בזמן שהוא נבנה, והם הגיעו לדלת שלי תוך 6 ימים לאחר ששלחתי את ההזמנה. כרגע הם מציעים משלוח חינם עבור כל ה- PCB וה- PCB הם רק 2 $ כל אחד!

מבוא: צפה בסדרה זו ביוטיוב ב- "Scullcom Hobby Electronics" כדי שתוכל לקבל הבנה מלאה אודות העיצוב והתוכנה. הורד את.zip_file מסרטון 7 של הסדרה.

אני משחזר ומשנה את "עומס DC אלקטרוני של תחביב תחביב". מר לואיס עיצב במקור את כל פריסת החומרה והתוכנות הקשורות לפרויקט זה. אנא וודא שהוא מקבל את הקרדיט הראוי אם תשכפל עיצוב זה.

שלב 1: בדוק את "המהנדס הקרבי" ב- YouTube לקבלת פרטים ספציפיים אודות תהליך הזמנת הלוח המודרני

צפה בסרטון זה, שהוא סרטון 1 של הסדרה, ולמד כיצד להזמין מחשבי PCB בהתאמה אישית. אתה יכול לקבל מבצעים מעולים על כל הרכיבים שלך מ- LCSC.com ולשלוח את הלוחות ואת כל החלקים יחד. ברגע שהם מגיעים בדקו אותם והתחילו להלחם את הפרויקט.

זכור כי צד מסך המשי הוא החלק העליון ועליך לדחוף את רגלי החלקים דרך החלק העליון ולהלחם אותם בצד התחתון. אם הטכניקה שלך טובה, מעט הלחמה תזרום לצד העליון ותספוג סביב בסיס החלק. כל ה- IC (DAC, ADC, VREF וכו ') עוברים גם בצד התחתון של הלוח. הקפד לא לחמם יתר על המידה את החלקים הרגישים בזמן שקצות הברזל שלך. אתה יכול להשתמש בטכניקת "reflow" גם על שבבי ה- SMD הקטנים. שמור על הסכימה בהישג יד בעת בניית היחידה וגיליתי שהשכבה והפריסה מועילים ביותר גם כן. קח את הזמן וודא שכל הנגדים מגיעים לחורים הנכונים. לאחר שתבדוק שוב שהכל במקום הנכון, השתמש בחותכי צד קטנים כדי לסלק את העופרים העודפים על החלקים.

רמז: אתה יכול להשתמש ברגלי הנגדים כדי ליצור את קישורי המגשר לעקבות האות. מכיוון שכל הנגדים נמצאים במזרח 0.5W, הם נושאים את האות בסדר גמור.

שלב 2: כיול

קו "SENSE" משמש לקריאת המתח בעומס, בזמן שהעומס נבדק. הוא אחראי גם על קריאת המתח שאתה רואה על ה- LCD. יהיה עליך לכייל את קו "SENSE" כשהעומס "מופעל" ו"כבוי "במתח שונים כדי להבטיח את הדיוק הגדול ביותר. (ל- ADC יש רזולוציה של 16 סיביות כך שתקבל קריאה מדויקת מאוד של 100mV- תוכל לשנות את הקריאה בתוכנה, במידת הצורך).

ניתן להתאים את הפלט מה- DAC ולהגדיר את מתח הכונן לשער המוספטים. בסרטון תראה עקפתי את 0.500V, המתח מחולק ואני מסוגל לשלוח את כל 4.096V מה- VREF לשער המוספטים. בתיאוריה תאפשר לזרימה של עד 40A בעומס.* ניתן לכוונן את מתח כונן השער באמצעות פוטנציומטר 200 אוהם 25 סיבובים (RV4).

RV3 קובע את הזרם שאתה רואה על ה- LCD ואת משיכת הזרם ללא עומס של היחידה. יהיה עליך להתאים את הפוטנציומטר כך שהקריאה תהיה נכונה בתצוגת ה- LCD, תוך שמירה על כמה שפחות כוח "OFF" על העומס. מה זה אומר אתם שואלים? ובכן, זהו פגם קטן בבקרת לולאת המשוב. כאשר אתה מחבר עומס למסופי העומס של היחידה, "זרם דליפה" קטן יחלחל מהמכשיר שלך (או מהסוללה) הנבדק אל תוך היחידה. אתה יכול לקצץ את זה עד 0.000 עם פוטננטיומטר, אבל גיליתי שאם אתה מגדיר את זה ל -0,000, קריאות ה- LCD אינן מדויקות כמו שאתה נותן ל -0.050 לחמוק. זהו "פגם" קטן ביחידה והוא מטופל.

*הערה: יהיה עליך להתאים את התוכנה אם תנסה לעקוף או לשנות את מחלק המתח ואתה עושה זאת בסיכון שלך. אלא אם כן יש לך ניסיון רב באלקטרוניקה, השאר את היחידה כשהיא מוגדרת ל- 4A כמו הגרסה המקורית.

שלב 3: קירור

הקפד למקם את המאוורר כך שתקבל זרימת אוויר מקסימלית מעל Mosfets ואת גוף הקירור*. אני הולך להשתמש בשלושה (3) אוהדים בסך הכל. שניים למוספט/גוף קירור ואחד לווסת המתח LM7805. ה- 7805 מספק את כל הכוח למעגלים הדיגיטליים ותגלו שהוא מתחמם בשקט. אם אתה מתכנן להכניס את זה למארז, ודא שהארון גדול מספיק כדי לאפשר זרימת אוויר מספקת על פני ה- Fets ועדיין מסתובב בשאר החלל. אין לאפשר למאוורר לנפוח אוויר חם ישירות מעל הקבלים, שכן הדבר ילחיץ אותם ויקצר את תוחלת חייהם.

*הערה: עדיין לא הנחתי את גוף הקירור על הפרויקט הזה (בזמן פרסום) אבל אני אצטרך ואתה צריך אחד! ברגע שאחליט על מארז (אני הולך להדפיס תלת -ממד מארז מותאם אישית) אני אחתוך את כיורי החום לגודל ואתקין אותם.

שלב 4: התוכנה

פרויקט זה מבוסס על ה- Arduino Nano ו- Arduino IDE. מר לואיס כתב את זה בצורה 'מודולרית' המאפשרת למשתמש הקצה להתאים אותה לצרכיו. (*1) מכיוון שאנו משתמשים בהתייחסות מתח של 4.096V ו- DAC של 12 סיביות, MCP4725A, אנו יכולים התאם את תפוקת ה- DAC ל- 1mV בדיוק לשלב (*2) ובקר במדויק את מתח הכונן Gate ל- Mosfets (השולט בזרם דרך העומס). ה- 16 סיביות MCP3426A ADC, מונע גם מה- VREF כדי שנוכל בקלות לקבל רזולוציה של 0.000V לקריאות מתח העומסים. הקוד, כפי שהוא, מתוך ה- zip יאפשר לך לבדוק עומסים עד 50W או 4A, לפי שיקול דעתם. הוא גדול יותר, במצבי 'זרם קבוע', 'כוח קבוע' או 'התנגדות קבועה'. ליחידה יש גם מצב בדיקת סוללה מובנה שיכול להחיל זרם פריקה של 1A לכל הכימיקלים העיקריים של הסוללה. בסיום זה יציג את הקיבולת הכוללת של כל תא שנבדק. ליחידה יש גם מצב חולף ותכונות נהדרות אחרות פשוט בדוק את. INO_file לפרטים מלאים.

הקושחה מלאה בגיר גם בתכונות בטיחות. חיישני טמפ 'אנלוגיים מאפשרים שליטה על מהירות המאוורר וניתוק אוטומטי אם חורגים מהטמפרטורה המרבית. למצב הסוללה יש נתחי מתח נמוכים קבועים מראש (מתכווננים) לכל כימיה והיחידה כולה תיסגר אם דירוג ההספק המרבי יעלה.

(*1) מה שאני עושה. אפרסם סרטונים נוספים ואוסיף לפרויקט ככל שהוא מתקדם.

(*2) [(12 סיביות DAC = 4096 צעדים) / (4.096Vref)] = 1mV. מכיוון ששום דבר אינו מושלם, יש סיר לקצץ להתחשב ברעש ובהפרעות אחרות.

שלב 5: מה הלאה

אני משנה את הפרויקט הזה, הן חומרה והן תוכנה, במטרה להפוך אותו ליציב על 300W/ 10A. זוהי רק ההתחלה של מה שבוודאי יהפוך לבוחן סוללות DIY מצוין/ מטען כללי למטרה כללית. יחידה דומה של ספק מסחרי תעלה לך מאות, אם לא אלפי דולרים, כך שאם אתה רציני לבחון אותך DIY 18650 Powerwalls לבטיחות וביצועים מרביים, אני ממליץ לך לבנות זאת בעצמך.

המשך לעקוב לעדכונים נוספים:

1) מארז מודפס בתלת מימד בהתאמה אישית באמצעות OnShape

2) מסך LCD בגודל 3.5 אינץ 'TFT

3) כוח מוגבר והפרמה

אל תהסס לשאול כל שאלה שיש לך בנוגע לפרויקט זה. אם השארתי משהו משמעותי, אנסה לחזור ולערוך אותו. אני מרכיב כמה "ערכות בנייה חלקיות" כולל הלוח המודרני, נגדים, מחברי JST, שקעי בננות, דיודות, קבלים, Arduino מתוכנת, סיכות כותרת, מקודד סיבובי, מתג הפעלה נעילה, כפתור לחיצה וכו 'ויהפוך אותם לזמינים בקרוב. (אני לא מתכוון להכין "ערכות שלמות" בשל העלות של ה- IC השונים כמו ה- DAC/ADC/Mosfets/וכו ', אך תוכל לקבל כ -80% מהחלקים מוכנים להרכבה, בערכה אחת, עם PCB מקצועי).

תודה ותהנה.