Güç kaynağı ölçüm ve koruma modülü. Şema, açıklama

Ücretsiz teknik kütüphane

RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ
Ücretsiz kütüphane / Radyo-elektronik ve elektrikli cihazların şemaları

Güç kaynağı ölçüm ve koruma modülü. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Ücretsiz teknik kütüphane

Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Güç kaynakları

makale yorumları

Önerilen modül, yüklerini belirlenen sınırları aşan voltaj ve akımdan korumak için laboratuvar güç kaynaklarıyla birlikte kullanılabilir.

Bu tür cihazların açıklamaları birkaç kez yayınlanmıştır; bir örnek olarak, "Ölçüm fonksiyonuna sahip gelişmiş dijital koruma cihazı" (Radyo, 2007, No. 7, s. 26-28, yazar N. Zaets) makalesi verilebilir. Benzer bir amaca yönelik cihaz, iki haneli, yedi elemanlı LED göstergeli PIC16F873 mikro denetleyici üzerinde. Bunun aksine, önerilen modül bir ATmega8535L-8PU mikrodenetleyici ve 16 karakterden oluşan dört satır içeren bir LCD üzerine inşa edilmiştir.

Başlangıçta, akımı ölçmek için yerleşik bir ön amplifikatöre sahip bir ADC mikro denetleyicisinin diferansiyel girişini kullanmayı amaçladım. Ancak testler böyle bir ölçümün istikrarsızlığını ortaya çıkardı. Akım ölçüm biriminde op-amp kullanılması da aynı sebepten dolayı uygun görülmemektedir. Akım sensörü dirençlerinin nispeten yüksek direncine sahip iki ADC kanalı kullanarak akımı ölçmek için bir uzlaşma seçeneği seçildi.

0,5 Ohm dirençli bir akım sensörü kullanan ilk kanal, 1 mA çözünürlükle 10 A'e kadar akımı ölçer. İkinci kanal, 5 Ohm dirençli bir akım sensörü kullanarak 0,1 A çözünürlükte 0,05 A'ya kadar akımı ölçebilmektedir. Cihaz voltajı 0,1 V'luk artışlarla ölçer.

Koruma tepki süresi esas olarak ADC'nin saat frekansına (125 kHz) bağlıdır. Bir osiloskop kullanılarak analogdan dijitale dönüşümün hesaplanan ve onaylanan süresi 110 μs'dir. Mikrodenetleyici, hem voltajı hem de akımı ölçmek için 220 μs artı anahtarlama komutlarını yürütmek için toplam süre harcar. 8 MHz'lik bir mikro denetleyici saat frekansı ile 3,7 μs'de yürütülürler.

Göstergeye ilişkin bilgilerin görüntülenmesine yönelik prosedürler, koruma yanıt süresinin arttırılmasına katkıda bulunabilir. Program buna her 0,28 saniyede bir erişir (TimeDisp sabiti tarafından ayarlanır). Bilgi çıkışı için 4 ms harcar (bir osiloskopla ölçülür). Zaman iki sayaç tarafından sayılır, ilki her ölçüm döngüsünde program tarafından artırılır, ikincisi ise birincinin taşmalarını sayar. İkinci sayacın içeriği yukarıdaki sabitin değerine ulaştığında göstergeye bilgi çıkışı sağlanır.

Göstergeye yapılan çağrıların süresi arttıkça, göstergenin bakım süresi boyunca acil bir durum yaşanma olasılığı azalmaktadır. Minimum yanıt gecikmesi gerekiyorsa programın göstergeye erişimi yasaklanmalıdır. Bu mod sağlanmıştır.

Cihaz yedi düğme, bir anahtar ve düğmeli bir kodlayıcı kullanılarak kontrol edilir. Kodlayıcı kullanmak, mikro denetleyiciye bilgi girmeyi kolaylaştırır. 64 konumlu gösterge, kullanıcıyı cihazın durumu hakkında bilgilendirme yeteneğini önemli ölçüde artırır.

Programın nispeten büyük hacmi, göstergede görüntülenen çok sayıda mesaj metninin varlığından kaynaklanmaktadır. Görsel bilgilerin görüntülenmesinin yanı sıra, koruma tetiklendiğinde sesli bir alarm da mevcuttur.

Makaleye programın iki versiyonu eklenmiştir. Birincisi (kaynak metin Modul-P&M4.asm, önyükleme dosyası Modul-P&M4.hex), koruma eşiklerinin ayarlanan değerlerinin mikro denetleyicinin kalıcı belleğine kaydedilmesini sağlamaz. Gücü açtıktan veya mikro denetleyiciyi başlangıç durumuna getirdikten sonra, bu program izin verilen maksimum değerleri karşılaştırma kayıtlarına yazacaktır.

Programın ikinci versiyonunda (kaynak metin Modul-P&M-EP.asm, önyükleme dosyası Modul-P&M-EP.hex), ayarlanan eşik değerleri, güç kapatıldığında EEPROM'a kaydedilir. Bir sonraki açışınızda program bunları geri yükler.

Modül şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. 12. Birinci akım ölçüm kanalı, akım sensörü dirençleri R14, R16, trimleme direnci R1 ve asimetrik ADC girişi ADC11'den, ikinci akım ölçüm kanalı ise dirençler R13, R15, trimleme direnci R3 ve asimetrik ADC girişi ADC2'ten oluşur. İlk kanalın yükü, korunan kaynağın pozitif terminali ile "-iv" terminali arasına ve ikinci kanal - aynı kaynak terminali ile "-iv.18" terminali arasına bağlanır. "+U" terminalinden gelen kaynak voltajının bir kısmı, sabit bir direnç R17 ve bir kesme direnci R4 tarafından oluşturulan bir voltaj bölücü aracılığıyla ADCXNUMX ADC'nin asimetrik girişine ölçüm için sağlanır.

Pirinç. 1. Modül şeması (büyütmek için tıklayın)

Düzeltici dirençler R15-R17, HG1 göstergesindeki voltaj ve akım okumalarını standart cihazlara göre ayarlarken kullanılır. Gerektiğinde yükün ve kontrol edilen kaynağın bağlantısını kesen transistör anahtarlarının her biri, güçlü bir alan etkili transistör ve onu kontrol eden bir bipolar transistörden oluşur. Burada eşik voltajı 2...5 V olan alan etkili transistörler kullanılabilir.

Güç açıldığında (başlangıç durumuna ayarlandığında) HL1 LED'inin kısa süreli yanıp sönmesi, bundan sonra mikro denetleyici pinlerinin bir süre yüksek empedans durumunda kalmasından kaynaklanır. Sonuç olarak, bir akım darbesi güç artı devresi - LED HL1 - dirençler R2, R7 - yayıcı bağlantı VT4 - diyot VD3 - ortak kablo (kanal 1 için) üzerinden akar. Benzer bir nedenden dolayı HL2 LED'i yanıp söner.

Modül çalışırken, kanalın açılmasıyla eş zamanlı olarak ilgili LED yanar: kanal 1 - HL1, kanal 2 - HL2.

Akım ve gerilim koruma eşiklerini ayarlamak için S1 kodlayıcı kullanılır. Gerilim veya akım koruması için sesli bir alarm sağlanır. Bu amaçla, bir transistör VT5 üzerindeki bir amplifikatör ve bir elektromanyetik ses yayıcı HA1'den oluşan bir ünite kullanılır.

LCD HG1, mikro denetleyicinin B bağlantı noktasının hatları tarafından oluşturulan sekiz bitlik bir veri yolu ile çalışır. Program, ekranında ölçülen voltaj ve akım değerleri ile cihazın çalışma modları hakkında bilgi görüntüler.

Gücü açtıktan veya mikro denetleyiciyi başlangıç durumuna ayarladıktan sonra modül bekleme moduna geçer. Her iki kanal da kapalı olup gerilim ve akım ölçümleri yapılmamaktadır. Ayarlanabilir voltaj kaynağını "+U" ve "-иж" terminallerine ve yükü "+U" ve "-уж1" terminallerine bağlayın. SB3 düğmesine basarak ilk kanalı seçtikten sonra, modül okumalarının referans ampermetre ve voltmetre okumalarıyla eşleştiğinden emin olmak için R16 ve R17 düzeltme dirençlerini kullanın. SB2 düğmesine basarak bekleme moduna dönün.

Ardından yükü kanal 2'ye (“+U” ve “-iv.2” terminalleri) bağlayın, SB4 düğmesine basarak ve LCD okumaları ile referans ampermetrenin değerleri eşleşene kadar R15 düzeltme direncini kullanarak ikinci kanalı seçin.

Enkoder düğmesine basarak voltaj ve akım koruma eşiklerini ayarlamak için onu seçin. Enkoderi döndürerek kanallardan birinde gerekli akım eşiğini ayarlayın ve SB6 (kanal 1) veya SB7 (kanal 2) düğmesine basarak bu değeri mikro denetleyici karşılaştırma kaydına yazın. Program, kanal 1'deki koruma eşiğinin 1 A'nın üzerine ayarlanmasını yasaklar ve bunu yapmaya çalıştığınızda LCD'de ilgili bir uyarı görüntüler. SB5 düğmesine basıldığında aşırı gerilim koruma eşiği karşılaştırma kaydına yazılır.

Tüm eşikleri kaydettikten sonra modülü bekleme moduna döndürmek için SB2 düğmesine basın. Gerilim ve akım için belirlenen eşikleri aşarak korumanın çalışmasını kontrol edin. Tetiklendiğinde bir ses sinyali duyulacak ve olanlarla ilgili bilgiler LCD'de görüntülenecektir. Aynı zamanda tetiklemenin meydana geldiği kanalın LED'i sönecektir.

Koruma tetiklendikten sonra diğer eylemler için iki seçenek mümkündür: SB2 düğmesine basarak bekleme moduna dönün veya kodlayıcı düğmesine basarak eşik ayar moduna girin. İkinci durumda, karşılaştırma kayıtlarından gelen mevcut değerler, kodlayıcı bakım rutininde kullanılan kayıtlara kopyalanacak ve bu da yeni değerlerin ayarlanmasını hızlandıracaktır.

Modülün çalışma modunda, SB5-SB7 düğmelerine basarak, açılan kanalın voltajının veya akımının mevcut değerlerini, en az anlamlı rakamın iki birimi artırılarak karşılaştırma kayıtlarına yazabilirsiniz.

Daha önce gerekli voltaj, akım ve eşik değerlerini ayarladıktan sonra SA1 anahtarıyla yüksek hız korumasını açın. İlgili bilgiler LCD'de görüntülenir.

Modülün baskılı devre kartı Şekil 2'de gösterilmektedir. Şekil 3'de elemanların düzeni Şekil 2,54'de verilmiştir. 220. Butonları, kodlayıcıyı, LED'leri, LCD'yi ve güç kaynağını bağlamak için kullanılan tüm temas yüzeyleri, kartın kenarlarında 2 mm aralıklarla yerleştirilmiştir. İstenirse harici bileşenleri ve gücü çok pinli konektörler aracılığıyla bağlayabilirsiniz. Büyük (20 mA'ya kadar) akım tüketimi nedeniyle, gösterge arka ışığına SA1 anahtarı aracılığıyla doğrudan güç kaynağından güç verilir. Kontrast ayar düzeltme direncini RXNUMX kasanın duvarlarından birine yerleştirmek daha iyidir. Baskılı iletkenlerin ikinci kanalın yük akımının aktığı bölümleri, üstlerine XNUMX mm çapında lehim telleri ile güçlendirilmelidir.

Güç kaynağı ölçüm ve koruma modülü
Pirinç. 2. Modül PCB'si

Güç kaynağı ölçüm ve koruma modülü
Pirinç. 3. Tahtadaki elemanların yeri

Gerekirse kartta VT1 ve VT2 transistörleri için ısı emicilerin kurulumu için yeterli alan vardır. ATmega8535L-8PU mikro denetleyici, ATmega8535-16PU veya PI indeksli aynı aileden biriyle ve DV-16400S1F-BLY-H/R LCD, WH-1604A-YGH-CT veya başka bir Ruslaştırılmış dört satırlı ile değiştirilebilir. KS0066U ile uyumlu bir kontrol cihazı ile. Elektromanyetik ses yayıcı HC0905F yerine HCM1212A uygundur. Diyagramda gösterilen GS1A diyotları (VD2 ve VD3), yüzeye monte versiyondaki 1N4001 diyotların analoglarıdır.

Düzeltici dirençler R15-R17, 3266 ila 100 Ohm (R500, R15) ve en az 16 Ohm (R500) dirence sahip çok turlu ithal 17W'dır. Trimleme dirençlerini, devreye alma sırasında seçilen iki sabit dirençten oluşan bölücülerle değiştirmek mümkündür.

İthal CF-12 veya CF-14 ile değiştirilebilen R0,5, R50 - MOH-100 dirençleri. Dirençler R11, R13 - 3 W gücünde SQP. Ölçülen akımın 5 A ile sınırlandırılması, bu dirençlerin daha yüksek akımlarda çok fazla ısınmasından kaynaklanmaktadır. Bunları daha güçlü olanlarla değiştirirken, örneğin tel KNP-500 veya KNP-600, programda değişiklik yapmadan 9,9 A'ya kadar akımı ölçebilirsiniz.

Yazar, modüle güç sağlamak için video oynatıcıdan bir transformatör güç kaynağı kullandı. +12 V voltajı, +5 V entegre voltaj dengeleyicinin girişinden çıkarılır.

Modül, 300 W bilgisayar güç kaynağından bir kasaya monte edilmiştir. Kasanın tüm eski içeriği çıkarılmış, arka duvar kesilmiştir. Kalıntıları, modülün yeni plastik ön panelinin M3 vidalarla tutturulduğu bir çerçeve oluşturur. Bu panelin yandan görünümü Şekil 4'de gösterilmektedir. XNUMX.

Güç kaynağı ölçüm ve koruma modülü
Pirinç. 4. Modül görünümü

Mikrodenetleyici programı AVR Studio 4 geliştirme ortamında oluşturulmuştur.ATmega8535L mikrodenetleyicinin 8 MHz frekansında dahili bir RC osilatör ile çalışacak şekilde yapılandırılması tabloya uygun olmalıdır.

tablo

kategori	Komp.	kategori	Komp.
S8535C	1	BODLEVEL	1
WDTON	1	ZEMİN	1
SPIEN	0	SUT1	1
ATLA	1	SUT0	0
ESAVE	1	CKSEL3	0
BOTZ1	0	CKSEL2	1
ÇİZMELER	0	CKSEL1	0
BOOTRTST	1	CKSEL0	0

80'lerde yapılmış regüle edilmiş bir güç kaynağı kullanıyorum ve P210 regülasyon transistörünün aşırı ısınması ve ardından çıkış voltajının artması durumları var. Bu aynı zamanda açıklanan güvenlik modülüyle birlikte çalışırken de meydana geldi. Modül beklendiği gibi çalıştı, voltajı kapattı, ses ve ışık sinyalleri verdi ve ilgili bilgileri LCD ekranda gösterdi.

Mikrodenetleyici programları ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/10/modul.zip adresinden indirilebilir.

Yazar: N. Salimov

Diğer makalelere bakın bölüm Güç kaynakları.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Bahçelerdeki çiçekleri inceltmek için makine 02.05.2024

Modern tarımda, bitki bakım süreçlerinin verimliliğini artırmaya yönelik teknolojik ilerleme gelişmektedir. Hasat aşamasını optimize etmek için tasarlanan yenilikçi Florix çiçek seyreltme makinesi İtalya'da tanıtıldı. Bu alet, bahçenin ihtiyaçlarına göre kolayca uyarlanabilmesini sağlayan hareketli kollarla donatılmıştır. Operatör, ince tellerin hızını, traktör kabininden joystick yardımıyla kontrol ederek ayarlayabilmektedir. Bu yaklaşım, çiçek seyreltme işleminin verimliliğini önemli ölçüde artırarak, bahçenin özel koşullarına ve içinde yetişen meyvelerin çeşitliliğine ve türüne göre bireysel ayarlama olanağı sağlar. Florix makinesini çeşitli meyve türleri üzerinde iki yıl boyunca test ettikten sonra sonuçlar çok cesaret vericiydi. Birkaç yıldır Florix makinesini kullanan Filiberto Montanari gibi çiftçiler, çiçeklerin inceltilmesi için gereken zaman ve emekte önemli bir azalma olduğunu bildirdi. ... >>

Gelişmiş Kızılötesi Mikroskop 02.05.2024

Mikroskoplar bilimsel araştırmalarda önemli bir rol oynar ve bilim adamlarının gözle görülmeyen yapıları ve süreçleri derinlemesine incelemesine olanak tanır. Bununla birlikte, çeşitli mikroskopi yöntemlerinin kendi sınırlamaları vardır ve bunların arasında kızılötesi aralığı kullanırken çözünürlüğün sınırlandırılması da vardır. Ancak Tokyo Üniversitesi'ndeki Japon araştırmacıların son başarıları, mikro dünyayı incelemek için yeni ufuklar açıyor. Tokyo Üniversitesi'nden bilim adamları, kızılötesi mikroskopinin yeteneklerinde devrim yaratacak yeni bir mikroskobu tanıttı. Bu gelişmiş cihaz, canlı bakterilerin iç yapılarını nanometre ölçeğinde inanılmaz netlikte görmenizi sağlar. Tipik olarak orta kızılötesi mikroskoplar düşük çözünürlük nedeniyle sınırlıdır, ancak Japon araştırmacıların en son geliştirmeleri bu sınırlamaların üstesinden gelmektedir. Bilim insanlarına göre geliştirilen mikroskop, geleneksel mikroskopların çözünürlüğünden 120 kat daha yüksek olan 30 nanometreye kadar çözünürlükte görüntüler oluşturmaya olanak sağlıyor. ... >>

Böcekler için hava tuzağı 01.05.2024

Tarım ekonominin kilit sektörlerinden biridir ve haşere kontrolü bu sürecin ayrılmaz bir parçasıdır. Hindistan Tarımsal Araştırma Konseyi-Merkezi Patates Araştırma Enstitüsü'nden (ICAR-CPRI) Shimla'dan bir bilim insanı ekibi, bu soruna yenilikçi bir çözüm buldu: rüzgarla çalışan bir böcek hava tuzağı. Bu cihaz, gerçek zamanlı böcek popülasyonu verileri sağlayarak geleneksel haşere kontrol yöntemlerinin eksikliklerini giderir. Tuzak tamamen rüzgar enerjisiyle çalışıyor, bu da onu güç gerektirmeyen çevre dostu bir çözüm haline getiriyor. Eşsiz tasarımı, hem zararlı hem de faydalı böceklerin izlenmesine olanak tanıyarak herhangi bir tarım alanındaki popülasyona ilişkin eksiksiz bir genel bakış sağlar. Kapil, "Hedef zararlıları doğru zamanda değerlendirerek hem zararlıları hem de hastalıkları kontrol altına almak için gerekli önlemleri alabiliyoruz" diyor ... >>

Arşivden rastgele haberler

kandan beyin 04.06.2003

Görevi hücre kültürlerine bakmak olan Argonne Ulusal Laboratuvarı (ABD) çalışanlarından biri hastalandı ve birkaç gün boyunca insan kan hücrelerinin kültürüyle damarlardaki besin sıvısını yenilemedi.

Araştırmacı açlıktan ölmek üzere olan hücrelere baktığında, vücuttaki bağışıklıktan sorumlu olan beyaz kan hücrelerinin bir kısmının açlık nedeniyle başka bir şeye dönüştüğünü ve olağandışı göründüğünü fark etti. Deneyciler, değişen hücreleri sinir büyüme faktörü adı verilen bir protein maddesiyle etkileyerek onlardan nöronlar elde ettiler. Diğer biyolojik olarak aktif bileşikler, kan hücrelerinin karaciğer hücrelerine ve kan damarı hücrelerine dönüşmesine neden oldu.

Keşfin yazarları, başka tür hücrelere dönüşebilen bu tür kan hücrelerinin, kan akışıyla vücutta taşındığını, hasar bölgelerinde biriktiğini ve herhangi bir dokudaki hasarlı hücrelerin yerini aldığını öne sürüyor.

Belki de bir hastadan birkaç mililitre kan alarak, hasta olanın yerine yeni bir karaciğer yetiştirmenin mümkün olacağı zaman çok uzak değildir. Daha sonra, bir klondan gerekli organı almak için bir kişiyi tıbbi amaçlarla klonlamaya yönelik etik açıdan şüpheli öneriler kendiliğinden ortadan kalkacaktır.

Diğer ilginç haberler:

▪ KFC Bitki Bazlı Tavuk

▪ JVC 4KCAM kameralar

▪ Beynin elektriksel uyarımı irade gücünü artıracak

▪ Vegan bir diyet ilaçlarınızdan uzak durmanıza yardımcı olabilir

▪ Çek hidrojen stratejisi

Bilim ve teknolojinin haber akışı, yeni elektronik

Ücretsiz Teknik Kitaplığın ilginç malzemeleri:

▪ sitenin bölümü Tarım için araçlar ve mekanizmalar. Makale seçimi

▪ makale Pisagor. Bir bilim insanının biyografisi

▪ makale Wehrmacht askerlerine resmi olarak hangi ilaç verildi? ayrıntılı cevap

▪ makale Ağızdan ağza veya ağızdan buruna havalandırma tekniği. Sağlık hizmeti