O altfel de sursa de "laborator"

[Vizitator Zithum]

Imi trebuia o sursa de tensiune de "laborator" (mai precis, pentru probe, teste, etc.). Nu ma interesa sa mearga de la 0V si nici limitare la curent. Vroiam totusi 5A ... si sa fie dubla. Si sa-mi afiseze tensiunea ... si curentul.

 

Am plecat de la ideea simpla: cu ce fac o sursa reglabila? Cu LM317. Dar de 5A? Cu LM338K. Dar astia 5A, nu mai sunt 5A cand intrarea este de 30Vcc si iesirea este de 2Vcc. Puterea pe LM338 ar fi de ~140W !!!.

 

Asa ca am luat un transformator cu infasurari din 6 in 6V: 0-6-12-18-24... (cu 2 astfel de infasurari).

Am mai facut si montajul atasat: un PIC12F675 care citeste tensiunea reglata (de iesire) si tensiunea de intrare. Cand tensiunea de iesire se apropie periculos de mult de tensiunea de intrare ... pac, se comuta un releut care asigura o treapta superioara de tensiune de intrare.

In felul acesta avem o diferenta maxima intre tensiunea de intrare si cea de iesire de 8..9V. Adica caderea de putere de ~40W. Acu parca mai merge (cu un radiator supradimensionat).

 

In atasament - schemele pentru partea de selectie tensiuni intrare fata de tensiunea de iesire (avs_v1).

Si soft-ul pentru microcontroller: realizat in XC8 - MPLABx. Disponibile atat codul sursa cat si hex-ul.

 

Sper sa va placa (si sa nu folositi proiectul in scopuri comerciale )

 

Cat de curand - prezentarea partii de afisare (tensiune si curent) si a sursei realizata practic.

avs_v1.pdf

AVS.ZIP

[Dxxx]

Este una dintre solutii, asta in special daca doresti ca "reglabilitatea" sa fie cu element serie.

Insa exista si alte solutii mai elegante.

Releul prin care sa treaca toti cei 5A poate sa puna ceva probleme, plus histerezisul comutarii, ca nu vrei ca releul sa tot comute permanent intre doua pozitii... In plus probabil ca folosesti 4 relee...

 

Oricum, bravo si pentru faptul ca ai facut-o si pentru faptul ca ai gasit o solutie la problema ta.

[Vizitator Zithum]

Sunt de fapt doar 3 relee ... Releele duc 16A rezistiv la 230Vac. Tensiunea de lucru pe relee este este de maxim 24Vac la ~5A max. 

Este un histerezis introdus din soft ... prag de cuplare si prag de decuplare:

#define _INC_IN_VOLTAGE 65 /**< min difference between in and out voltage */

#define _DEC_IN_VOLTAGE 80 /**< max. difference between out and old in voltage */

 

Avantajul este ca nu conteaza pragurile de tensiune ale transformatorului (puteam sa am 5V ... 8V ... 15V ... 24V) comutarea se face citind tensiunea de intrare fata de cea de iesire. Puteam sa citesc numai tensiunea de iesire si cand aceasta depasea anumite praguri fixe sa comut pe o treapta superioara / inferioara.

 

Dezavantajul: se putea face mai simplu o schema clasica cu LM317, tranzistori, AO, etc. ...

 

De ce am facut cu aceste trepte? Pentru ca am 2 surse de laborator (chinezarii, dar care merg de ani buni) si care lucreaza pe acelasi principiu de comutare in trepte a tensiunii de intrare astfel incat sa se obtina o diferenta de tensiune (o cadere de tensiune) cat mai mica. (cea de langa mine este o AXIOMET, 2x30V + 5V, 2x5A). Si daca chinejii au facut asta, stiu ei ce stiu .

Editat August 11, 2016 de Zithum

[Dxxx]

Stai putin, nu intra in defensiva - cum spuneam BRAVO! este OK, daca in functionare normala nu se produce comutare cand intr-o treapta cand intr-alta atunci nu exista nici o problema. Plus ca daca s-ar produce atunci poti modifica programarea cu ecart mai mare intre trepte.

 

Dam, ai dreptate pentru 4 trepte trebuie 3 relee. 

[Stefan]

Felicitari pentru ca ai postat codul sursa si pentru ideea sugubeata cu 12f675. Sursele ce le ai probabil sunt 100% analogice in partea de masurare (comparare) si comutare a infasurarilor.

Te rog sa nu consideri malitioase urmatoarele intrebari:

- ai incercat sa alimentezi un motoras cu perii ? Eu alimentez tot ce e posibil din sursa de laborator dar partea de control e analogica. Intreb pentru ca am avut probleme cu microcontrolerele si inductia produsa de bobina motorului, a trebuie sa pun condesator si TVS direct pe bornele motorului.

- ce se intampla in cazul unui scurt pe iesirea sursei, parca sursa MCU-ului e comuna cu sursa principala ? ma gandesc ca "brown out reset" isi face treaba si microcontrolerului nu trebuie sa ramama "uluit"

In rest nu am ce comenta, vad ca ai ales un operation "rail to rail".

 

l.e: Scuze, acum am observat ca la alimentarea microcontrolerului si a operationalului ai alte etichete pe intrarea de alternativ.

[Vizitator Zithum]

Exact, sursele pe care le am sunt analogice. Si problema lor e ca la sarcina (sau fluctuatii de sarcina) pot fluctua releele (comuta, cand sunt chiar in zona de selectie a unei tensiuni superioare).Despre motoare cu perii ... Am alimentat o veche bormasina cu acumulator (care nu mai are acumulator) si care acum e utilizata pe sursa. Chiat cand am testat sursa, cu acea bormasina am testat-o, simuland fluctuatii bruste de sarcina, etc.Pe traf-ul sursei sunt mai multe infasurari: 2 de putere cu prize: 0-6-12-18-24 si una mai micuta (cred ca am folosit sarma de 0.8) pentru alimentare montaje de comanda si afisare (12Vcc).Pana acum sursa s-a comportat multumitor (pentru mine). Cateodata imi lipseste limitarea de curent, cateodata as fi vrut vre-o 4 canale, mod paralel/serie, afisarea mai precisa a tensiunii (am o diferenta maxima de 0.7V la capat de scala ... Nu stiu care nu indica bine: aparatul de masura sau afisajul sursei), poate as fi vrut o carcasa mai frumoasa, ... dar ma multumesc cu atat.

Editat August 11, 2016 de Zithum

[Vizitator Zithum]

Cateva poze cu sursa. E destul de inghesuita si mi-e cam groaza cand s-o strica ceva la ea.

LM338 cu radiator este pus pe exterior.

Placile care asigura comutarea releelor sunt puse una peste alta. La aceste variante nu am mai pus amplificatorul operational MCP602 (care era pe post de buffer) si am legat direct divizorul rezistiv la intrarea CAD a controller-ului.

Transformatorul l-am bobinat cu 2x (cred ca 0.8 sau 1.2) nu mai stiu ... (am folosit 2x pentru a fi mai usor de bobinat). Nu bazaie, nu se incalzeste, deci l-am bobinat bine (chiar daca destul de inestetic).

Mai sunt 2 cablaje care asigura partea de afisare (citire tensiune si curenti) - si care a ramas ca o s-o prezint cat de curant).

 

Poza cu sursa (destul de inestetica, dar ...)

Pe capacul superior dispune de: un buton de pornit oprit (intrerupere retea), 4 mufe mama pentru borne (2x2iesiri). Si binenteles potentiometrii de modificare tensiune.

Pe capacul frontal dispune de 2 afisaje (3 digiti) pe care se afiseaza tensiunea sau curentul si cate 1 buton prin care se selecteaza ce se afiseaza (tensiune sau curent).

Pe 2 laterale sunt montate LM338K cu radiator.

Dimensiunile sursei ...

...

[Mircea]

N-am vazut schema lui 338, dar nu uita de curentul minim de functionare al lui 338. Sursa e foarte instabila (in gol) fara acel curent minim. Vorbesc din experienta unuia care nu a citit toata foaia de catalog.

 

Spor la treaba!

[Vizitator Zithum]

Pentru partea de afisare am facut un mic montaj care citeste tensiunea (printr-un divizor rezistiv) si curentul (caderea de tensiune pe o rezistenta - shunt). Valorile sunt afisate pe 3 digiti. Precizia nu e exceptionala, dar e satisfacatoare si se poate calibra la momentul compilarii (sunt definite rezistenele din cadrul divizorului cat si din cardul amplificatorului pt. citirea curentului).

Atasat codul sursa (realizat in Oshon PIC Simulator) cat si hex-ul (binenteles si schema).

 

Ce e putin diferit: virgula e mobila la afisare (adica pentru valori sub 10, afiseaza x.yy iar pentru valori peste 10 afiseaza xx.y.

O sa revin mai tarziu cu comentarii privind ambele scheme si soft.

EMM_AV_3D_v1.pdf

EEM_AV_3D.ZIP

[Vizitator Zithum]

Cateva cuvinte despre partea de afisare:

- totul este construit in jurul controller-ului PIC16F88: capsula DIP18, porturi CAD (necesare 2 buc).

- am folosit un afisaj led-uri multiplexat cu 3 digiti (catod comun). Pe portul B al uC-ului am pus segmentii afisajului iar pe 3 linii din portul A am pus digitii.

- intrarea de selectie (SEL) este folosita pentru a selecta ce se afiseaza (curent sau tensiune).

- partea de citire tensiune continua este realizata cu un divizor rezistiv (rezistentele de 120K si 20K) urmate de un buffer format dintr-o ramura a amplificatorului MCP602.

- partea de citire curent, este realizata cu ajutorul unui shunt (cele 2 rezistente in paralel de 1.5R - citindu-se caderea de tensiune pe el) si amplificatorul MCP602.

- Alimentarea montajului se face in cc, minim 7V, maxim 15 (optim 9Vcc pentru a nu se incalzii stabilizatorul 7805).

 

Pe partea de soft, avem uC-ul la o frecventa de 8MHz intern.

Observam definite valorile rezistentelor r1_div si r2_div care formeaza divizorul rezistiv pentru citirea tensiunii. In cazul in care nu avem rezistente de precizie modificam aici valoarea lor reala (citita cu aparatul de masura). Tot din raportul acestor valori putem calibra si eventuala eroare introdusa de amplificator + CAD uC astfel incat sa avem o valoare afisata cat mai apropiata de realitate.

Constantele r1_amp, r2_amp, rx_amp reprezinta valorile "calibrate" ale rezistentelor folosite in circuitul amplificatorului partii de citire curent cat si rezistenta shuntului. Atentie: varianta hex a softului este compilata pentru o rezistenta a shunt-ului de 333mR, chiar daca pe schema valoarea shunt-ului ar fi de 750mR. Deci, ori folositi rezistente conform definitiilor din program ori recompilati softul cu propriile valori.

In rest programul este urmatorul: toate operatiile se executa la 5ms, adica:

- citeste CAD pentru cele 2 intrari (insumeaza valorile)

- daca s-au efectuat 50 de citiri (parametru modificabil, valoare maxima 65, o valoare mai mica va determina citiri mai rapide) face media aritmetica, rezultand valoarea de afisat (dupa prelucrare in functie de rezistente divizor sau amplificare curent).

- daca intrarea de selectie este in pozitia zero, afiseaza curent altfel afiseaza tensiune.

 

Afisarea se face multiplexat in interiorul intreruperii generate de tmr1 la 5ms. S-a folosit tmr1 pentru a lasa liber (pentru watchdog) prescaler-ul folosit in mod uzual la TMR0. In acest fel, cu minime modificari programul poate fi rulat si pe PIC16F628A sau alte variante care au 15IO (2 CAD).

 

In interiorul programului sunt comentarii extensive referitor la formule de conversie CAD si cu putina atentie se poate calibra acest dispozitiv pentru a se obtine o precizie multumitoare. 

Nu sunt multe piese, ar trebui sa fie destul de ieftin, si realizat SMD ar trebui sa ocupe si putin loc.

 

Cablajul se poate realiza simpla fata, traseele sunt suficient de mari astfel incat acest cablaj sa poata fi realizat in regim de amator. O mica observatie: afisajul e recomandat a se planta pe un soclu sau o bareta mama de pini pentru a fi inaltat (pentru a incapea restul componentelor).

 

PS: conexiuni: supply: alimentarea montajului: 7-15Vcc. U1-2 intrare citire tensiune (borne in paralel pe iesirea care se doreste a se masura). A1-2 intrare citire curent (borne inseriate pe iesirea care se doreste a se masura) - explicatie si pentru incepatori in ale electronicii.

 

Nu reprezinta o mare inovatie sau un super montaj, nu are cine stie ce calitati deosebite, dar functioneaza, e fiabil si e gratis (dar nu in scop comercial).

Editat August 16, 2016 de Zithum