Меню

Блок питания для микроконтроллера avr



БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ AVR

Схема принципиальная блока питания для AVR

Схема принципиальная блока питания для AVR

В отличие от стандартной схемы подключения стабилизатора, были добавлены: выключатель питания, гнездо для подключения зарядного устройства и светодиод с ограничивающим резистором. В итоге получилась вот такая печатная плата:

БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ AVR - рисунок платы

Так как плата получилась простая, не стал использовать для её изготовления ЛУТ и нарисовал дорожки маркером. Вот что получилось после травления:

Травим плату на БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ AVR

Дорожки были впоследствии залужены с помощью паяльника и самодельной оплетки, сделанной из экрана от высокочастотного кабеля. Конденсаторы С1 и С2 должны быть керамические, я взял «жёлтые капельки”. Ещё была сделана индикация питания на светодиоде зелёного цвета, включенным последовательно с резистором на 470 Ом, и для удобства пользования установлен малогабаритный клавишный выключатель. Устройство предназначено для питания микроконтроллеров во время прошивки и дальнейшей отладки на цанговой макетной плате. Питание решено было сделать универсальным, оно будет подаваться на МК с помощью малогабаритных зажимов – крокодилов. Вот пару фотографий сделанных на этапе сборки, стабилизатор с открытым корпусом:

Самодельный БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ AVR

В качестве корпуса, как обычно, взял пластиковую коробочку от губки для обуви, вообще для сборки малогабаритных устройств очень удобно и в обработке и если в дальнейшем потребуется что-то изменить в схеме. Микросхему не стал устанавливать на радиатор, нагреваться думаю если и будет, то незначительно. А вот так выглядит готовое устройство:

БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ контроллеров AVR в корпусе

На выходе напряжение стабильное, в пределах 4.97-5.03 вольт. Если необходимо обеспечить 5 вольт с более низкого напряжения — посмотрите на этот повышающий БП. В целом устройство получилось очень простое, его сможет собрать любой начинающий радиолюбитель, рекомендую тем, кто начинает осваивать микроконтроллеры. Выкладываю на всякий случай печатную плату этого устройства в LAY. Автор конструкции — AKV.

Форум по обсуждению материала БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ AVR

Радиоприемники — обзор базовых конфигураций приёмной аппаратуры, этапы развития схемотехники.

Схема простого устройства для демонстрации эффекта электромагнитного ускорения металлического снаряда в пушке Гаусса.

Тонкомпенсированный регулятор громкости с адаптацией к регулятору тембра — теория и практика.

Источник

Блок питания с микроконтроллерным управлением

Состоит из блока индикации и управления, измерительной части и блока защиты от КЗ.

Блок индикации и управления.
Индикатор — ЖКИ дисплей на основе контроллера НD44780, 2 сточки по 16 символов. Управление напряжением осуществляется встроенным в контроллер ШИМ ом. Его скважность регулируется энкодером, каждый шаг которого приводит к увеличению или уменьшению напряжения на 0,1 вольт на выходе БП. Полный оборот энкодера – 2 вольта. Поскольку ШИМ может изменять напряжение на накопительной емкости лишь в интервале от 0 до 5 вольт, применен ОУ с коэффициентом усиления 5. Таким образом фактическое напряжение на выходе БП регулируется в пределах 0 – 25 вольт.
Регулирующим элементом является мощный составной транзистор КТ827А. С эмиттера регулирующего транзистора через верхнее плечо делителя (2 Х 8,2 к) осуществляется обратная связь, благодаря чему даже при больших токах в нагрузке напряжение поддерживается на строго заданном уровне вплоть до сотых долей вольта.

Измерительная часть – двухканальный АЦП (Микрочип), измеряющий реальное напряжение на выходе БП и падение напряжения на шунтирующем резисторе, усиленное ОУ, что прямо пропорционально потребляемому нагрузкой току. Сердцем конструкции является контроллер.

Блок защиты от короткого замыкания в нагрузке. Выполнен виде отдельного устройства включенного между выпрямителем и регулирующим элементом. Ток срабатывания защиты — 5 А. Подбирается резистором 47к в базовой цепи транзистора управляющего ключом КТ825Г.

Принципиальная схема блока питания

Настройка.
Заключается в подборе резисторов, обозначенных звездочкой, для соответствия показаний ЖКИ реальным току и напряжению на выходе БП.

Читайте также:  Модернизация блока питания компьютера своими руками

Детали.
Шунт взят из разбитого мультиметра, его сопротивление около 0,01 Ом. Исходное состояние контактов энкодера описано в принципиальной схеме, он может быть любой соответствующий этим состояниям. Кроме вращения, он имеет вн контакты, которые замыкаются без фиксации при нажатии на вал.
Транзисторы n-p-n без маркировки могут быть КТ315 или любыми маломощными, подобными им в чип корпусе. Транзистор p-n-p в ключе, управляющем подсветкой может быть любой средней мощности.

Как пользоваться БП.
Энкодером регулируется напряжение 0 – 25 вольт с шагом 0,1 вольта. При кратком (менее 0,5 сек) нажатии на ручку включается/выключается подсветка. При нажатии более 0,5 сек происходит запись установленного напряжения в энергонезависимую память контроллера.

Фото БП

Фото БП

Фото БП

Полный проект для MPLAB вы можете скачать ниже.

Источник

Блок питания с защитой + микроконтроллер ATMEGA16, ATMEGA8535, PIC16F877. Часть вторая, практическая

Что может мой БП?

Несмотря на простоту конструкции, данный блок питания обладает следующими техническими характеристиками:
Напряжение питания, В: 220 В / 50 Гц;
Выходное напряжение, В: от 0 до 25,5 В постоянного однополярного напряжения;
Диапазон выходного тока, А: до 2 А;
Шаг регулировки напряжения: «Плавно» 0.1 В, «Грубо» 1.5 В;
Точность измерения: Напряжение 0.1 В; Ток 0.01 А;
Защита: по току от короткого замыкания; отсечка при превышении максимального тока регулируемого транзистора на уровне 2 А;
Просадка выходного напряжения при изменении тока нагрузки от 0 до 2 А не превышает 0.2%;
Индикация динамическая на 6 индикаторах, светодиодная индикация шага и срабатывания защиты.

При проектировании радиолюбительского источника питания для домашней лаборатории были поставлены следующие задачи:
— наличие цифровой индикации, с которой легкого считываются значения выходного напряжения и тока;
— охватить наиболее используемый диапазон выходного напряжения от самого нуля;
— отказаться от переменного резистора как регулятора выходного напряжения;
— наличие защиты, как от короткого замыкания, так и запредельного режима выходного транзистора;
— отображать не установленные, а реальные данные по напряжению и току;
— доступность элементной базы;
— легкость в настройке и повторении;
— конечно же, недорогой;
— самое главное: с учетом «цифровой начинки» излучать минимальный уровень шума, чтобы можно было использовать с усилительной и радиовещательной техникой.

Анализ опубликованных ранее схем показал, что авторы используют современные специализированные микросхемы, которые далеко не всегда имеются в наличии, особенно в небольших городах. Попытки их замены на другие наталкиваются на необходимость изменения в программе. Так же, для облегчения макетирования, авторы идут по более легкому пути, используя жидкокристаллические индикаторы, но они имеют ограничения по углу обзора и не при всех условиях хорошо читаемые. Это понижает реакцию пользователя на изменения показаний, притупляет внимание и иногда может привести к полной потере подключаемого устройства.

Схема построена блочным способом. Состоит из цифровой, аналоговой части и блока питания для самого блока питания, извините за тавтологию. Это дает возможность безболезненно модернизировать систему. Хотя таких нужд пока нет. Цифровая плата имеет несколько вариантов построения, — зависит от используемых микроконтроллеров. Тут вмешалась ценовая политика и почти религиозная схватка приверженцев разных производителей (в данном случае Atmel и Miсrochip), а также типов светодиодных индикаторов, которые, как известно, бывают с общим анодом или катодом. Мелочь, а существенная.

Аналоговая плата и плата питания общая. Блок А1

Таким образом начнем с основной части конечно – цифрового модуля управления (А1), изображен на рис. 1.

Читайте также:  Блок питания 100вт 24в ip67 алюминий slim

Рис. 1
Работа цифровой части устройства построена на микросхеме U1 фирмы AVR ATMEGA16. Имейте ввиду, ее можно заменить без физической переделки на ATMEGA8535. Но конечно же, разное программное обеспечение. Буквенные индексы в конце для нас никакой роли не играют.

В составе ATMEGA16 имеются 10 разрядные аналого-цифровые преобразователи (АЦП). Источником опорного напряжения 5 Вольт для АЦП служит питание микроконтроллера (МК), поданное на 30 ногу через фильтр L1 C4.

На МК возложены функции оцифровки выходного напряжения и тока через внутренний 10 битный АЦП, и вывод результата на шесть семисегментных индикаторов, обработка клавиатуры, управление регулятором выходного напряжения, защита стабилизатора.

Для удобства пользователя индикация организована на двух трёхразрядных семисегментных светодиодных индикаторах красного (напряжение) и зеленого (ток) цвета. Такой выбор цвета объясняется тем, что неконтролируемый рост значений напряжения всегда более опасен для нагрузки, чем изменение показаний амперметра, ибо последнее в автоматическом режиме отслеживается защитой.

К регистру порта РВ через восемь токоограничивающих резисторов R1-R8 включены соединенные в параллель сегменты шести индикаторов. К портам РD0 – РD5 подключены транзисторы, активирующие конкретный разряд индикатора. Таким образом процессор поочередно «засвечивает» каждый разряд индикатора и одновременно через порт РВ0 — РВ7 формирует изображение нужного числа.
Напряжение с выхода источника питания поступает для оцифровки на АЦП0 через резисторный делитель R49, R50, R51, C9, коэффициент деления =5. МК производит выборки и затем определяет среднее значение.

В качестве датчика тока, который потребляет нагрузка, используется мощный безындукционный резистор малого сопротивления R44. Величина падения напряжения на нем усиливается операционным усилителем DA2.2 и подается для анализа на АЦП1 МК.

Исходя из скорости обработки программы МК, опрос портов, в т.ч. клавиатуры, происходит циклически, без использования внутренних прерываний, что улучшает стабильность работы в целом. В случае не контролированного исчезновения питающего напряжения потери управляемости не наблюдалось, и возрастания напряжения на выходе регулятора не фиксировалось.

Следующим, не мене важном узлом, является цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), который через порт РС0-РС7 управляет аналоговой частью устройства и формирует выходное напряжение. Из соображения доступности, простоты изготовления и уменьшения уровня излучаемых шумов использован так называемый R-2R ЦАП на R21-R37. Схема ЦАП, взята из открытых источников, неоднократно проверена и показала приемлемые характеристики.

Алгоритм работы микроконтроллера построен таким образом: микроконтроллер при включении питания жестко блокирует выход. Все на нуле. Зачем нам неизвестное напряжение. Его формирование на выходе производится давно известным методом при помощи указанного R-2R ЦАПа. Хотя умные люди высказывают некоторые предостережения для его нормальной работы, практика показала его простоту, надежность и приемлемую стабильность при соблюдении ряда условий при его построении. Улыбнитесь, практика показала, что самым главным из них, это взять резисторы каждого номинала из одной партии.
Используется два контура защиты: быстродействующая – аналоговая (выставлено на 3А) и не совсем быстрая – типа «смотрит» за выходом сам микроконтроллер – тут верхняя точка программно выставлена в 2 Ампера.

При активации ЦАПа напряжение на выходе и ток потребления нагрузкой измеряется АЦП, которое есть в наличии в самом МК. Таким образом, МК не только регулирует выходное напряжение, а и измеряет реальные, именно реальные, а не мнимые (заданные), значения на выходе. Работает как будто «тестер» выхода. Любой беспорядок будет немедленно отражен на индикаторах. Смотрите за ними внимательно при первом включении подопытного устройства. При достижении граничного тока потребления – отрубает все и ждет команды, что делать дальше. Все делается в автоматическом режиме и никаких дополнительных телодвижений не требуется (тоже хорошо). Уровень выходного напряжения сознательно не сохраняется, что бы не сжечь что-нибудь, при включении на следующий день.

Читайте также:  Блок питания для cisco asa 5505

Рис. 2
Да, чуть не забыл, а то «побьют» еще, та же часть на конкуренте, смотрите на рис. 2. Правда маленькое уточнение – на PICe в железе еще никто не делал, может, кто первым будет, я помогу. Тем более что буква А в конце названия МК хоть и существенна, но не критична есть прошивка и на процессор без нее.
«Каковы отличия?», — спросите Вы. Небольшие. В целом в нем иная архитектура портов, тем не менее, удалось подобрать оптимальный вариант его подключения с минимальными изменениями. Основные из которого – наличие кварцевого резонатора Cr1, отсутствие обвязки цепи «RESET», питания аналоговой части АЦП и, конечно же, иного разъема внутрисхемного программирования. В данном случае он 10-и штырьковый. Программная часть PIC16F877A работает аналогично.

Блок индикации и управления. Блок А4

Теперь важно, к этим платам нужен блок индикации и управления А4.
Он тоже разработан в двух вариантах, и подходит для всех плат типа А1.

Источник

Блок питания для микроконтроллера avr

Напряжение на входе может варьироваться в пределах 8-15 В, а на выходе будут стабилизированные 5.

Теперь, когда предложение уточнить, мы можем двигаться немного ближе отношения с микроконтроллером. Микроконтроллеров AVR, как правило, несколько портов VCC (напряжение питания). Если это так, то все эти соединения VCC питание. И если Есть несколько терминалов GND, то все порты подключены к GND. Вполне возможно, что микроконтроллер работает, даже если не все эти выводы подключены. Но под нагрузкой, это может быть, что микроконтроллер работает неправильно или даже разрушены.

ATmega8 имеет два этих связей. VCC и GND находятся на левой стороне цифровой части. И AVCC и GND находятся на правой стороне аналоговой части. 100 нФ керамических конденсаторов для компенсации малым возмущениям. И если аналоговой части микроконтроллера также используется, то вы должны также включать AVCC вход с 100 нФ керамический конденсатор к общему проводу. Если аналоговая часть не используется, то, что не является абсолютно необходимым.

Если осуществляется с микроконтроллером аналоговых измерений, а затем аналоговой части должны быть особенно хорошо защищены от помех (например, с фильтром нижних частот).

Некоторые начинают на вход сброса колебаний напряжения с конденсатора от и довольствуются встроенным микроконтроллером резистор (50 Ом). А другие (как я), кто предпочитает полагаться на внешний резистор 10 кОм подтягивающий. В Тироле, называется что-то «Kupft WIA Gsprunga!» 🙂

Эти схемы не очень хорошо. Когда я в очередной раз есть время, я собираюсь попробовать на лучшее входной цепи. Главное сейчас настало время, что я могу заставить вас осознать, что система автомобиля проводка не таким стабильным, как можно подумать. Подчеркивает, что произойти не может идти от -150 до +150 V В. И ваша схема должна быть защищена от него. В противном случае она ушла.

AVR должна быть защищена гораздо лучше, чем обычно. Питания в автомобиль бортовой сети может выглядеть следующим образом:

Если вы не собираетесь программировать микроконтроллер в цепи, то вы можете обойтись без сброса сопротивления, а также полный вход сброса подключается непосредственно к VCC.

Источник