Меню

Цифровой дисплей для блока питания

Цифровой блок питания с большим графическим дисплеем

При всём обилии готовой радиолюбительской аппаратуры в магазинах, чаще всего хочется не покупать готовый прибор, а собрать его самому. Поэтому хотим представить цифровой источник питания для самостоятельной сборки, если ваш профессиональный уровень конечно позволяет браться за столь сложное устройство. Это блок питания с аналоговой стабилизацией и цифровым управлением. Параметры блока питания:

  • выходное напряжение 0-25 В с шагом 0,01 В
  • ток 0-5 А с шагом 0,01 А.

Схема основного стабилизатора БП

В качестве основы аналоговой части использовалась старая, но все еще вполне эффективная микросхема LM723. Здесь почти стандартное включение. Схема более высокого качества в формате PDF есть по ссылке.

Аналоговая часть блока

Проблемой стандартного включения м/с LM723 заключаются в том, что переменным ток работает в ограниченных зонах, относительно опорного напряжения

7.15V. С помощью простой процедуры избавляемся от этой проблемы, подав отрицательное напряжение -5 В на контакт V, что уменьшит потенциал массы. Согласно даташиту напряжение, измеренное между NI- и массовым потенциалом V-, не может быть выше 8 В. Итак, выходное напряжение источника питания поступает на IN через резисторный делитель 1:10, поэтому максимальное значение 25 В на выходе источника питания составляет 2,5 В на входе NI, и это вместе дает 7,5 В относительно V-, то есть условие выполнено Реклама

На выходе БП на Mosfet IRF510 имеется схема источника тока, работающая в качестве предварительной нагрузки источника питания, что приводит к гораздо более быстрой и стабильной импульсной характеристике мощности.

Схема управления питанием была выполнена на двух силовых транзисторах 2SC5200 соединенных параллельно, управляемых с помощью транзистора BD139, с соответствующими эмиттерными резисторами.

Отрицательное напряжение -5 В для LM723 создается с помощью так называемого зарядного насоса в м/с ICL7660 с положительным напряжением + 5 В от понижающего преобразователя в LM2576. Потенциал +5 В также используется для питания других цифровых схем, включая ЦАП и АЦП.

Выбор MCP4922 и MCP3202 не был случайным, эти микросхемы должны ввести внешнее опорное напряжение. Данное напряжение было сформировано в TL431 и составляет 4,096 В. Это напряжение позволяет получать на 12-разрядных преобразователях ЦАП и АЦП значения напряжения без делений, поскольку разрешение для 12 бит составляет как раз 4096.

Блок питания также имеет возможность переключения отводов трансформатора или же работы без переключения. Это означает, что для питания БП может использоваться трансформатор 24 В или 2 x 12 В. В зависимости от используемого трансформатора. При этом трансформатор 24 В следует подключить к разъему, описанному на плате как

24 В, и снять перемычку с маркировкой
12/24 В 2. Трансформатор 2×12 В — один отвод должен быть подключен к описанному разъему

0-12 В, а другой аналогично другому. Перемычка прерывает или отключает сигнал от ЦАП, поэтому если перемычка снята, входное напряжение на компараторе равно 0 В, реле остается в одном положении независимо от установленного напряжения, в случае 24 В трансформатора. Однако из-за возможной очень большой разности напряжений на входе и выходе транзисторов произойдет большая потеря мощности в виде тепла.

В этом источнике питания использовался трансформатор 200VA 2x12V и 2x8A.

Блок питания имеет тепловую защиту в виде измерения температуры радиатора с помощью датчика DS18B20 и, в зависимости от температуры, включает либо выключает вентилятор. Несмотря на это, блок питания имеет двойную защиту, в случае если несмотря на работу вентилятора радиатор достиг температуры выше 60 градусов по Цельсию, БП остается отключенным, пока не будет достигнута температура отключения вентилятора. Схема управления вентиляторами собрана на IRL540.

Цифровая часть блока питания

управление основано (и здесь я определенно подведу своих любимых коллег) на Atmega328P. Atmega работает в стандартной конфигурации с кварцем 16 МГц.

  • MCP3202 — измерение напряжения и тока
  • поворотный датчик с кнопкой (энкодер)
  • кнопка пуска / останова
  • измерение температуры на DS18B20
  • измерение ограничения тока
  • MCP4922 — настройка ограничения напряжения и тока
  • выход управления вентиляторами

Датчики DAC и ADC подключены используя шину SPI. На плате источника питания имеются разъемы для энкодера, сигналов Rx, tX и En для управления потенциалом через шину RS485. В этом случае Rx и Tx используются для управления дисплеем Nextion. Шина I2C для EW, другая поддержка LCD также допустима.

В качестве экрана использовался сенсорный дисплей Nextion NX4827T043_011, разрешение 4,3″ 480×270.

Контакты на плате источника питания позволяют использовать и другие ЖК дисплеи, такие как стандартный 20×4 I2C или другие, тут есть несколько других доступных контактов, так что вы также можете использовать, например, LCD после SPI. Программное обеспечение для другого типа ЖК-дисплея естественно надо скорректировать.

Работа блока питания

БП прост, и здесь реализовано управление с использованием энкодера. После нажатия энкодера на ЖК-дисплее мигает настройка напряжения экрана, и при повороте энкодера значение изменяется, следующим нажатием является текущая настройка, аналогичная напряжению. Еще одно нажатие на энкодер отключает режим настройки.

Запуск источника питания можно выполнить с помощью кнопки, а также с помощью касания сенсорного экрана.

Энкодер имеет автоматический грубый и точный режим работы, при более быстром вращении значения увеличиваются быстрее, при этом медленные значения могут быть также точно установлены.

На экране имеется режим осциллографа. После входа в эту функцию с помощью кнопки вы можете увидеть формы напряжения и тока на графиках, отобразить заданные значения напряжения и значения тока, а также изменить настройки в этом режиме с помощью энкодера, как описано выше.

На основном экране также есть кнопка настроек. Это позволяет установить максимальное напряжение источника питания на 1-25 В, а ограничение тока на 0,01-5 А. Кроме того, можно установить температуру включения и выключения вентилятора. Если температура выключения установлена выше, чем температура включения, то программа автоматически изменит температуру выключения в соответствии с принципом гистерезиса.

Все настройки изменяются с помощью сенсорного экрана, нажав на отдельные поля. Значения могут быть сохранены с помощью кнопки Сохранить в EEPROM.

Источник



Индикаторы и дисплеи 5121

Вакуумно-люминесцентные знакосинтезирующие модули

ЖК дисплеи

ЖК индикаторы графические

ЖК индикаторы знакосинтезирующие

Люминесцентные и газоразрядные индикаторы

Цифровые сегментные индикаторы

OLED индикаторы

Еще индикаторы и дисплеи

Индикаторы и дисплеи — это устройства отображения буквенно-цифровой информации, а так же, различной графической символики. Одним из типов информационных устройств является OLED индикатор, органический светодиодный дисплей. Группа представителей такого класса от компании Winstar

обладают высокой передачей цвета, малым энергопотреблением, высокой контрастностью и большим углом обзора 180°. Область применения цветных дисплеев — МР3 плееры, автомагнитолы, сотовые телефоны, цифровые фотоаппараты. ЖК-дисплеи — дисплеи на основе жидких кристаллов. TFT панели от компании NEC оснащены светодиодной подсветкой, высокой яркостью и контрастностью, минимальным временем отклика, большим углом обзора, просты в применении, обладают качеством и надежностью конструкции. ЖК-индикаторы графические являются устройствами вывода информации на жидкокристаллический дисплей (модуль). Линейка изделий производителей МЭЛТ и Winstar оснащены встроенными контроллерами с низким энергопотреблением, светодиодной подсветкой, малым напряжением питания, 3В…5В, что позволяет применять приборы в различной электронике с автономным питанием. При покупке следует учитывать габариты модуля, тип контроллера, количество строк и точек в строке, и напряжение питания.

Цифровые сегментные индикаторы предназначены для отображения вывода буквенно-цифровой информации в электронных приборах. Модели изделий известных производителей Betlux и Kingbright применяются в широком спектре цифровой электроники. Наиболее популярны и востребованы семисегментные индикаторы, которые, в свою очередь, имеют разные технические параметры, что следует учитывать при подборе компонента. Схема включения на плюсовую шину с общим катодом или анодом, количество разрядов (1.2, 3.4, 5), цвет свечения (желтый, зеленый, красный, синий). Особенность 14-и и 16-и сегментных индикаторов — установка компонентов в аппаратуры для вывода необходимой дополнительной буквенной информации.

Читайте также:  Этот блок питание подойдет

ЖК-индикаторы знакосинтезирующие — буквенно-цифровые модули, в составе которых находятся контроллеры и жидкокристаллические дисплеи. Особенности модулей компаний Data Vision и Vinstar является встроенный контроллер с прошивкой двух языков (русский/английский), малое энергопотребление, наличие светодиодной подсветки. Модули фирмы МЭЛТ имеют программно-переключаемые страницы знакогенератора с дополнительным алфавитом (русский, белорусский, украинский, казахский и английский). Изделия управляются по параллельному интерфейсу с записью данных в ОЗУ. Выбор необходимого индикатора производится по его параметрам.

Посмотреть и купить товар вы можете в наших магазинах в городах: Москва, Санкт-Петербург, Архангельск, Барнаул, Белгород, Владимир, Волгоград, Вологда, Воронеж, Гомель, Екатеринбург, Иваново, Ижевск, Казань, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курган, Курск, Липецк, Минск, Набережные Челны, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Орёл, Пермь, Псков, Ростов-на-Дону, Рязань, Самара, Саранск, Саратов, Смоленск, Ставрополь, Тверь, Томск, Тула, Тюмень, Уфа, Чебоксары, Челябинск, Ярославль. Доставка заказа почтой, через систему доставки Pickpoint или через салоны «Связной» в следующие города: Тольятти, Барнаул, Ульяновск, Иркутск, Хабаровск, Владивосток, Махачкала, Томск, Оренбург, Новокузнецк, Астрахань, Пенза, Чебоксары, Калининград, Улан-Удэ, Сочи, Иваново, Брянск, Сургут, Нижний Тагил, Архангельск, Чита, Курган, Владикавказ, Грозный, Мурманск, Тамбов, Петрозаводск, Кострома, Нижневартовск, Новороссийск, Йошкар-Ола и еще в более чем 1000 городов и населенных пунктов по всей России.

Товары из группы «Индикаторы и дисплеи» вы можете купить оптом и в розницу.

Источник

Мощный источник лабораторного питания на основе доступных модулей

Продолжаю тему самодельных мощных и точных источников питания для ремонта и разработки электроники.

Брендовые модели с поверкой и сертификатом Госреестра избыточны для дома. Вы же не будете покупать Keysight только для того, чтобы залить скетч в Ардуино. А вот недорогие модели с Алиэкспресс и местных радиомагазинов могут быть вполне востребованы. Я постараюсь показать как сделать лабораторный источник питания (ЛБП) своими руками из доступных комплектующих.

Для начала определитесь с требованиями к готовому ЛБП и его функциям: мощности/напряжения/токи на выходе, параметры стабилизации (CV/CC), необходимые защиты выхода от перегрузки (OVP/OCP/OPP), необходимость удаленного управления, калибровки, точность удерживания параметров, а также дополнительные функции: калькуляторы энергии и возможность заряда батарей. Если с суммарной мощностью определились, тогда есть смысл подобрать подходящий источник питания. На фото представлены несколько типовых источников на 350W, 500W и 1000W. Не маловажно и выходное напряжение, так как для преобразователей серий DPH/DPS/DPX требуются источники на 48. 60 Вольт. Можно взять на 48В и «слегка» поднять напряжение на выходе подстройкой «ADJ».

Модулей для управления источниками питания множество, они отличаются по выходным параметрам и по функционалу, подробнее посмотреть можно в статье: «Как сделать лабораторный источник питания своими руками». В основном отличаются величиной стабилизируемого напряжения и тока, но все имеют ограничения по мощности. Так что заранее прикидывайте требуемую выходную мощность ЛБП. Преобразователи небольшой мощности (150-250 Вт) помещаются в компактном корпусе, а повышенной — имеют отдельную плату с пассивным или активным охлаждением.

Я не рекомендую экономить на мощный источниках питания, тем более, питающих точную технику. На дешевых китайцы уже сэкономили на защите, так что берите с хорошими отзывами или проверенные.

Из проверенных можно брать MeanWell, например, серию LRS-350. В источник уже встроен вентилятор, обороты вращения которого управляются автоматически по датчику температуры.

Схемотехника типовая, базовые защиты присутствуют. Хотя источник питания бюджетный, о чем свидетельствуют пустые (не распаянные) места на плате.

Для сборки и управления источником нам потребуется программируемый преобразователь питания RD6006 (в наличии, доставка IML) или аналогичный. Версия RD6006W имеет возможность удаленного управления через Wi-Fi.

Преобразователь предназначен для монтажа в приборный корпус и, фактически, представляет собой лицевую панель лабораторного источника питания. Помимо небольшого цветного дисплея имеется клавиатурно-цифровой блок с функциональными клавишами и энкодером. Подключение осуществляется стандартными клеммами типа Banana-plug.

Внутри установлен мощный преобразователь-стабилизатор питания с контроллером. Есть даже модуль часов точного времени.

Монтаж элементарный, со сборкой можно справиться без специальных навыков или инструментов. Подключаем вход блока питания к сети, выход — к преобразователю.

У модуля RD6006 для подключения предназначена разъемная клемма, которая облегчает монтаж корпус и сборку в общем.

Подключаем и проверяем.

При подаче питания отображается заставка RIDEN RD6006.

Перфекционисты могут прикупить отдельно корпус или напечатать его на 3D принтере. Модели можно найти в свободном доступе.

Дисплей отображает множество параметров: текущий ток-напряжение и мощность, есть указание об системных установках: V-SET, I-SET, а также об ограничительных параметрах OVP/OCP. Присутствует калькулятор энергии и системное время.

Управление простое, энкодером, плюс функциональные клавиши. Версия RD6006W может управляться с компьютера или смартфона. Клавиша «SHIFT» активирует вторую функцию. Есть и ячейки памяти для хранения комбинаций установок.

Для примера — простая нагрузка на 50W. Устанавливаем ровно 12В.

Для контроля — мультиметр HP890CN (можно проверять и другим мультиметром для контроля). Параметры совпадают, на фото отклонение 10 мВ.

Увеличиваю нагрузку до 100 Вт: 18В и 6А.

Просадки напряжения не наблюдается, преобразователь тянет нагрузку спокойно.

Аналогично и с малыми напряжениями — на фото 5В.

Максимум на RD6006 можно установить 60 Вольт. У меня на входе 60.09В, можно слегка поднять входное напряжение, тогда получится ровно 60В с источника.

При выборе источника питания обращайте внимание, что входное напряжение должно превышать выходное примерно на 10%, для учета КПД преобразователя.

Таким образом, за относительно небольшие деньги и за один вечер можно собрать для собственных нужд источник питания с регулировкой и приличной мощностью, с высокой точностью стабилизации выходных параметров. Подобными источниками можно реанимировать и тренировать аккумуляторные батареи и сборки, в режиме стабилизации тока — проводить гальваническое осаждение металлических покрытий (анодирование, хромирование и т.п.). Да и большой диапазон регулировки крайне удобен для домашних экспериментов.

В любом случае, это вполне рабочий вариант. Тем более, если есть готовый приборный корпус (или корпус от старой аппаратуры) или мощный источник: трансформатор, драйвер светодиодных лент, ноутбучный адаптер, блок питания от компьютера и т.п. Тем более, что модули RIDEN DPSxxxx и 6006 далеко не новинка и про них существует множество полезной информации и примеров.

Источник

Цифровой вольтамперметр на ATmega8 для блока питания

Цифровой вольтамперметр предназначенный для установки в блок питания для отображения выходного напряжения, тока и некоторых дополнительных параметров, выполнен в виде встраиваемого модуля.

Основные характеристики устройства:

  • основа устройства – микроконтроллер AVR ATmega8 компании Atmel;
  • диапазон измеряемого напряжения: 0 В – 30 В, шаг 10 мВ;
  • диапазон измеряемого тока: 0 А – 99 А, шаг 10 мА (шаг зависит от значения сопротивления шунта);
  • два вариатна конструкции: с микроконтроллером в TQFP и PDIP корпусе;
  • односторонняя печатная плата;
  • компактная конструкция;
  • отображение измеряемых величин на ЖК дисплее (однострочном или двухстрочном) на базе контроллера HD44780.
Читайте также:  Блок питания для line 6 pod xt live

Измерение тока проводится с использованием шунта, который подключен последовательно с нагрузкой в цепи отрицательной (общей) клеммы блока питания. Питание устройство получает от основного блока питания (т.е. от блока питания который вы модернизируете). Дополнительной функцией, которую выполняет микроконтроллер, является управление вентилятором охлаждения радиатора выходного транзистора (транзисторов) блока питания.

При использовании двухстрочного дисплея (и соответствующего ПО для микроконтроллера) имеется возможность отображения значения сопротивления подключенной нагрузки. А при использовании блока питания для зарядки Li-Pol аккумуляторов имеется функция отображения электрической емкости аккумуляторов, что дает возможность оценить их состояние и уровень разряда.

Внутреннее разрешение вольтамперметра по диапазону измерения тока рассчитывается согласно выражения:

Разрешение[мА] = 1/(R[Ом]×3.2)

Кроме того, падение напряжения на шунте не должно превышать 2.4 В, поэтому значение сопротивления шунта должно быть меньше 2.4/Imax[A]

Автором было разработано два варианта вольтамперметра:

  • вариант №1: применен микроконтроллер ATmega8 в корпусе TQFP32;
  • вариант №2: применен микроконтроллер ATmega8 в корпусе PDIP.

Принципиальная схема вольтамперметра (вариант №1)

Список электронных компонентов (вариант №1)

Обозначение в схеме

Номинал

Корпус

Примечание

C4, C5, C6, C7, C8, C9

Данные конденсаторы, указанные на схеме,
устанавливать на плату не нужно.
Они были необходимы для прежней версии
ПО для микроконтроллера.

Опционально. Для защиты транзистора
от помехи по напряжению при включении
вентилятора.

На плату не устанавливается

Опционально. Для защиты транзистора
от помехи по напряжению при включении
вентилятора.

Регулятор напряжения +5 В

Регулятор напряжения +12 В

N-канальный MOSFET
(ток вентилятора менее 200 мА)

Принципиальная схема вольтамперметра (вариант №2)

Ниже представлена схема подключения модуля в блоке питания.

Рассмотрим подробно процесс настройки вольтамперметра.

Кнопка S1 – сброс/установка параметров.
Для входа в режим установки параметров вольамперметра необходимо, удерживая кнопку нажатой, подать питание на схему. На дисплее появится надпись «www.elfly.pl», что означает вход в режим установки.

Первый параметр для настройки – опорное напряжение для АЦП микроконтроллера. Опорное напряжение является основным фактором погрешности измерений. Пользователь должен измерить опорное напряжение на выводе 20 микроконтроллера (для микроконтроллера в корпусе PDIP – вывод 21). Измеренное значение вы и должны прописать в этом «сервисном меню» при помощи этой же кнопки S1, иначе, по умолчанию, принимается значение опорного напряжения Vref = 2.56 В (соответственно техническому описанию на микроконтроллер).

После изменения значения опорного напряжения для сохранения параметра никаких манипуляций с кнопкой S1не должно проводится в течении 5 с.

Следующий параметр – установка значения сопротивления резистора-шунта.
Если номинал шунта известен, то нажатиями на кнопку S1 необходимо добиться отображения на дисплее соответствующего значения и затем не нажимать кнопку в течении 5 с для сохранения значения.

Если значение сопротивления шунта неизвестно, то необходимо на выход блока питания подключить амперметр, выставить некоторый ток при помощи регулятора ограничения тока блока питания и нажать кнопку S1. Кнопку необходимо нажимать пока показания амперметра и нашего устройства (с правой стороны на дисплее, с левой стороны отображается значение шунта) не станут равными.

После проведения этой процедуры для сохранения параметров кнопку не нажимать в течении 5 с.

Кроме того кнопка S1 используется для сброса значения электрической емкости при зарядке Li-Pol аккумуляторов.

Резистор R9 – точная настройка поддиапазона делителя напряжения.
Чтобы исключить ошибки преобразования АЦП диапазон измерений разбит на два поддиапазона 0 В – 10 В и 10 В – 30 В. Для настройки необходимо на выход блока питания подключить вольтметр и установить выходное напряжение на уровне около 9 В, и регулируя R9 добиться одинаковых показаний вольтметра и нашего устройства.

Резистор R10 – грубая настройка поддиапазона делителя напряжения.
Процедура аналогичная точной настройке, но необходимо установить выходное напряжение блока питания около 19 В, и регулируя резистор R10 добиться совпадения показаний.

Резистор R1 – регулировка контрастности LCD.
Если после сборки устройства на дисплее ничего не отображается, то сперва необходимо отрегулировать контрастность дисплея.

Коннектор J1 – подключение вентилятора.

Коннектор J2 – питание модуля вольтамперметра (+12 В)
Если ваш блок питания имеет выход стабилизированного напряжения +12 В, то его можно подключить к этому коннектору, и в таком случае можно не использовать в схеме регулятор напряжения U2. Такое решение имеет свои плюсы т.к. возможно подключить более мощный вентилятор охлаждения.

Если выхода +12 В у вашего блока питания нет, то этот коннектор необходимо оставить не подключенным.

Примечание. Во втором варианте схемы (PDIP) данный коннектор отсутствует.

Коннектор J3 – питание модуля вольтамперметра (+35 В)
Напряжение питания +35 В подается с диодного моста блока питания. Перед подключением необходимо уточнить параметры используемого регулятора напряжения U2 и уровень напряжения с диодного моста, чтобы не повредить регулятор U2. Но с другой стороны, минимальное напряжение, подаваемое на этот коннектор, не должно быть ниже 9 В или 6.5 В, если используются регуляторы с низким падением напряжения (LDO).

Данный коннектор должен быть подключен независимо от того, подключен ли коннектор J2 к питанию +12 В.

Коннектор J4 – подключение линий измерения напряжения и тока.
Выводы коннектора подключаются:

  • Вывод 1 – подключается к клемме «+» блока питания;
  • Вывод 2 – подключается к клемме «–» блока питания;
  • Вывод 3 – «общий»

Коннектор LCD – подключение индикатора
Вольтамперметр работает корректно с однострочным LCD. Дисплей необходимо использовать со светодиодной подсветкой (ток потребления до 15 мА).

Программирование микроконтроллера

Микроконтроллер может быть запрограммирован с помощью отдельного программатора или же в внутрисхемно с помощью переходника, который подключается к коннектору LCD. Примерный внешний вид переходника изготовленного автором из кабеля IDE:

Помните, что при программировании микроконтроллера в схеме, необходимо подать напряжение питания +5 В. В зависимости от используемого программатора, напряжение питания может подаваться от самого программатора, либо от внешнего источника.

Соответствие сигналов переходника, коннектора LCD, микроконтроллера и программатора

Выводы
ЖК модуля

Сигнал

Выводы
микроконтроллера

Выводы
программатора

Источник

Цифровая часть Блока питания

В данной статье пойдет речь, об одной из разновидностей цифровых частей (вольтамперметров) для лабораторного блока питания (ЛБП). Идея собрать данную приставку появилась после публикации на канале Паяльник TV видео о сборке и работе конструктора лабораторного блока питания, купленного у наших китайских коллег:

По подобию автора данного видео были мною заказаны два набора ЛБП (ссылка на AliExpress). Шли дни, посылочки все еще не было, но я не отчаивался и начал потихоньку прорабатывать основные функции и идеи реализации цифровой части, т.к. простая установка стрелочных вольтметра и амперметра меня не особенно устроила, итак, основные функции:

  • Возможность отображения тока потребления и напряжения на выходе БП;
  • Возможность отключения напряжения от выходных клемм БП с помощью реле, индикация на экране;
  • Замер температуры на ключевом транзисторе, ее индикация на экране;
  • Включение вентилятора охлаждения при превышении установленного порога температуры, гистерезис выключения;
  • Регулировка оборотов вентилятора в зависимости от нагрева выходного транзистора;
  • Индикация режимов работы «CC->CV» по аналогии с уже имеющимся светодиодом;
  • Возможность автоматического выключения нагрузки, при переходе в режим «CC»;
  • Наличие звуковых уведомление с возможностью их включения/выключения в меню прибора;
  • Возможность отображения графика тока с изменяемым пределом шкалы;
  • Возможность отображения напряжения и тока на одном поле графика;
  • Возможность разделения интерфейса пользователя на несколько страниц: Основная(“Main”), Режим Ток(“Amper”), Режим Зарядки (“Charge”), режим Меню (“Menu”);
  • Установка коэффициентов в меню для более точного отображения данных тока и напряжения;
  • Управление цифровой частью с помощью кнопок на панели;
  • Наличие пары свободных выводов, GPIO_x, для дополнительных функций в процессе работы с БП;
  • Отдельное напряжение питание цифровой части БП, преимущественно от одной из обмоток трансформатора.
Читайте также:  Ремонт блока питания от ноутбука lenovo

После определения для себя основных функций прибора встала задача реализации: использовать больше подходящих элементов, купить, или ограничится тем, что давно валяется на столе и ждет своего «звездного часа». Ну что же, кризис он и есть кризис, ограничимся тем, что есть, сдуем пыль, и пусть настанет тот «звездный час»!

Давным давно, когда доллар был еще по 30р, приобретались мною парочка контроллеров STM32L152RBT6. Почему бы его не применить? В качестве микросхемы EEPROM, наверное шиканул, но взял тоже имеющуюся AT45DB041. Объема у нее для меня конечно многовато, но сохранять данные в памяти самого контроллера мне как-то не хотелось. Возможно появятся еще какие-то идеи: картинки, шрифты, логи данных которые можно будет прошить в данную EEPROM и пусть они там лежат на сохранности, поэтому не судите строго, делаем на том что есть в закромах. С контроллером и внешней памятью определились, теперь дисплей. Опять же в те времена низкого курса доллара приобретался и дисплей: диагональ 2,8 дюйма 320х240 пикселей с шиной SPI. Отлично, это то, что нам нужно. Возможно, будет немножко тормозить картинка, из-за низкой скорости контроллера, но это же не потоковое видео, примитивные векторные картинки вывести, думаю сойдет. Теперь система питания, т.к. устройство необходимо питать от одной из обмоток трансформатора, на плате необходимо предусмотреть место под сборку диодного моста из отдельных диодов, либо вместо них иметь возможность установить уже готовый диодный мост. Т.к. диодный мост был найден в закромах, на нем и остановимся. Стабилизацию напряжения питания +3.3в осуществим с помощью имеющихся в наличии линейных микросхем TPS70933. Поскольку основная элементная база набрана, приступим к проработке принципиальной схемы (рисунок 1).

Краткое описание основных узлов схемы: Напряжение с вторичной обмотки трансформатора, примерно 10В поступает на диодный мост, на выходе которого получаем не стабилизированное напряжение порядка 12В-13В(DC_IN). Оно как раз нам пригодится для питания вентилятора охлаждения и напряжения питания обмотки реле. Т.к. реле выбрано с напряжением питания обмотки +5В, BT-5S(P1), необходимо последовательно с ним в цепи питания включить гасящий резистор, рассчитанный по следующим формулам:

где:
Uп – падение напряжения на резисторе;
Iреле – ток обмотки реле;
R – сопротивление необходимого резистора(R8).

Таким образом, по данным описания на реле, оно рассчитано на напряжение обмотки +5В с током порядка 30мА имеем:

DC_IN — Uп = 5В;
Uп = 12В — 5В = 7В;
R = Uп/ Iреле = 7В/0,03А = 240 Ом.

Если выходное напряжение DC_IN или тип реле P1 у вас отличны от моих значений, следует пересчитать необходимый номинал гасящего резистора R8.

Далее это же напряжение, DC_IN, поступает на линейные стабилизаторы напряжения D2 и D3. Стабилизатором можно отделаться и одним, при условии дальнейшей хорошей фильтрации напряжения АЦП(VDDA). Напряжения питания цифровой и аналоговой части +3,3V и +3.3V_ANALOG, соответственно, после D2 и D3, поступает на все необходимые контакты микросхем и разъемов. Для управления силовыми элементами, а у нас это реле и вентилятор, в схему были введены ключи на полевых транзисторах VT1 и VT2. При соответствующих положительных напряжениях на их затворах они открываются и тем самым включают вентилятор или реле. Схема измерения тока нагрузки основана на стандартном методе изменения падения напряжения на резисторе, в данном случае это микросхема DA1 и С17, С18, R14-R20. Управление LCD и EEPROM осуществляется по разным SPI интерфейсам контроллера.

Эскиз принципиальной схемы цифровой части БП
Рисунок. 1 — Эскиз принципиальной схемы цифровой части БП

Не будем медлить, делаем печатную плату… Для меня самой оптимальной программой для разводки плат с технологией ЛУТ является Sprint-Layout. Давно в ней работаю, приходилось разводить различные платки, от мала до велика. Для тех кому лень устанавливать и разбираться с этой программкой, в архивах вложил готовые картинки платы в Microsoft Word 2010, что называется «хватай и беги», ну или вставляй фотобумагу в принтер и печатай. Размер печатной платы, а так же крепежные отверстия совпадают с размером и крепежными отверстиями выбранного LCD. Весь процесс ЛУТа описывать не буду, он в общем-то мало чем отличается от обычного. Есть одна особенность, т.к. плата получается двусторонняя, Рисунок 2, после распечатки листа документа Word, необходимо совместить два слоя платы. Я делаю это так:

  1. Вырезаем две картинки, резать нужно НЕ ПО КОНТУРУ, а с отступлением 1 см от края рисунка;
  2. Вырезав два рисунка, вооружаемся небольшим степлером и совмещаем рисунки, тут нужно быть аккуратным и не наворотить лишнего. При совмещении двух рисунков, необходимо периодически поглядывать на плату, Рисунок 2. Совмещать рисунки необходимо напечатанной стороной друг к другу;
  3. Совместив две картинки аккуратно пришлепываем их степлером с трех сторон, не повредив тонер;
  4. Когда все это у нас проделано, вырезаем плату из двустороннего стеклотекстолита, зашкуриваем ее, если потребуется;
  5. Вставляем плату в наш конвертик, смотрим на просвет и совмещаем края, если плата немного больше чем распечатанный рисунок, ничего страшного, подпилить ее можно будет после травления;
  6. Плата в конвертике, пора утюжить?! Поутюжив одну сторону, переворачиваем плату на другую, опять утюжим и так не более 3-5 мин.
  7. Даем плате остыть и аккуратно снимаем фотобумагу с каждой стороны;
  8. Вот и пришло время травить. Раствор я использую: Перекись+лимонная кислота+соль = вещь! Кладем плату, периодически побалтываем и минут через 20-30 получаем результат, Рисунок 3, Рисунок 4.

Рисунок 2 – Вид печатной платы в программе Sprint-Layout
Рисунок 2 – Вид печатной платы в программе Sprint-Layout

Рисунок 3 – Внешний вид печатной платы после травления, слой Top
Рисунок 3 – Внешний вид печатной платы после травления, слой Top

Рисунок 4. – Внешний вид печатной платы после травления, слой Bottom
Рисунок 4. – Внешний вид печатной платы после травления, слой Bottom

Как видно из Рисунка 3 и Рисунка 4, плата протравилась достаточно не плохо, теперь осталось просверлить отверстия необходимого диаметра и пропаять переходы. Для пропайки переходных отверстий:

  1. Берем МГТФ провод, сечением 0,07 мм, делим его пополам, вставляем в просверленные переходные отверстия, запаиваем с одной стороны.
  2. Со второй стороны откусываем кусачками, что бы от поверхности платы выступало не более 1 мм
  3. Пропаиваем вторую сторону и так для всех переходных отверстий.

Плата готова к запайке, и потихоньку можно писать и отлаживать программное обеспечение для контролера, а там ЛБП прибудет от наших китайских коллег. Чтобы не описывать всю структуру программного обеспечения цифровой части БП и не томить вас гигантским набором текста, я решил это все сделать в демонстрационном видео к статье. Как итог, дождавшись плат ЛБП и подключив к одной из них цифровую часть, решил убрать это все в самодельный корпус, который вы можете видеть на видео.

Всем спасибо за внимание! На имеющиеся вопросы с удовольствием отвечу по почте или на форуме. Удачи в сборке …

Источник