Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Kategoria: Kamery IP / Alarmy / Automatyka Bram
Montersi
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D

Jacek Rutkowski 19 Lut 2017 09:53 10908 18
  • Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D
    Zasilacz ten powstał jako alternatywa dla wszystkich prostych regulowanych analogowo zasilaczy. Powstał on ok 2008 - 2009r w głównej mierze z sampli zamówionych w TI, BB oraz Microchipie. Regulacja potencjometrami nie jest zbyt dokładna ani wygodna.

    Do ustawiania napięcia wyjściowego oraz ograniczenia prądu wyjściowego zastosowałem wygodniejsze dla mnie enkodery inkrementalne z przyciskiem obsługiwane przez ATMege 128. Steruje on także dwoma wyświetlaczami od Nokii N3330 a oraz pozostałymi układami.
    Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D
    Część analogową stanowią dwie identyczne płyty odseparowane od siebie elektrycznie. Do nastaw służą przetworniki C/A 12 bitowe DAC7612. Natomiast pomiar napięcia wyjściowego oraz prądu pobieranego odbywa się na przetwornikach 12 bitowych A/C MCP3201. Nastawione napięcie w zakresie 0-4V wzmacniane jest przez wzmacniacz mocy OPA549. Pomiar prądu wyjściowego realizowany jest poprzez pomiar napięcia na boczniku R2, które jest wzmacniane poprzez wzmacniacz odwracający U11. Zastosowanie takiego układu umożliwia dokładną stabilizację napięcia wyjściowego bez wpływu R2 na napięcie wyjściowe.

    Ograniczenie prądowe realizowane jest przy użyciu układów U12, U13 oraz Q2. W celu zmniejszenia strat na U11 zastosowałem układ przełączania napięcia zasilającego na U9 i Q1. Na radiatorze oraz pomiędzy transformatorami umieściłem rezystancyjne czujniki temperatury. Odczyty z nich są wyświetlane na wyświetlaczach, dodatkowo odczyt z radiatora służy do sterowania wiatrakiem.

    Do zasilania płytki sterującej, płytki przełączania, wentylatora oraz wzmacniaczy na płytkach zasilaczy zrobiłem przetwornicę flyback z 4 wyjściami odseparowanymi od siebie. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe jest dowolne łączenie zasilaczy. Na płytce przetwornicy zastosowałem dwa przekaźniki RM-84 sterowane przez ATMegę umożliwiające połączenie zasilaczy szeregowo, równolegle lub osobno. W przypadku pracy niezależnej każdy enkoder reguluje prąd lub napięcie wyjściowe z przełączaniem przez naciśnięcie enkodera natomiast przy pracy wspólnej lewy enkoder reguluje napięcie a prawy ograniczenie prądowe. Regulowane aktualnie wartości wyświetlane są na czarnym tle. W celu wygodniejszego regulowania do obsługi enkoderów wykorzystałem przerwania oraz timer. Przy powolnym kręceniu wartość napięcia zmienia się po 0,01V natomiast przy szybszym po 0,5V analogicznie z ograniczeniem prądowym regulowanym po 1mA przy szybszym kręceniu po 50mA na krok.

    Na płytce sterowania umieściłem dodatkowo FT232R umożliwiający komunikację szeregową z PC poprzez USB. Jednak do tej pory nie napisałem pełnej obsługi a jedynie wysyłanie aktualnych nastaw i zmierzonych wartości. Program sterujący napisany w Bascomie bez gotowych bibliotek :D
    Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D
    Zasilacz jest zbytnio przewymiarowany jak na moje potrzeby, zwykle nie używam napięć większych niż +-20V. Wydajność 4A jest też z dużym zapasem. Waga zasilacza z powodu nadmiaru mocy jest znaczna.

    Dokładność bezwzględną nastaw uzyskałem dzięki stosowaniu rezystorów 0,1% oraz przetworników z dokładnym wbudowanym referencjałem. Pomiary napięć są także bardzo dokładne, posiadany przeze mnie miernik ma mniejszą rozdzielczość i nieznaną dokładność ze względu brak kalibracji. Pomiar prądu przy mało obciążonym zasilaczu jest stosunkowo dokładny, jednak po obciążeniu jednego kanału drugi zaczyna płynąć o ok 10-15mA przy braku obciążenia. Rezystor bocznikowy ma 1% tolerancji a mój miernik także ma nieokreśloną dokładność pomiaru.


    Fajne!
  • #2 19 Lut 2017 14:38
    kumooo
    Poziom 16  

    Witam

    Bardzo fajna konstrukcja.Chciałem zapytać autora projektu o to jak komunikowane jest przekroczenie ograniczenia prądowego. Zakładam że wartości w pierwszym wierszu wyświetlacza to wartości nastawy. Natomiast wartości wyświetlane poniżej to wartości mierzone na wyjściu. Bedą dostępne wzory pcb oraz wsad? Nie ukrywam chętnie zbudowałbym tak zasilacz, nie koniecznie symetryczny,

  • #3 19 Lut 2017 16:10
    maciej_333
    Poziom 33  

    Konstrukcja jest bardzo prosta i poprawnie wykonana (nie wchodziłem w szczegóły), ale za cenę dwóch OPA549 można już kupić nowy zasilacz. Też w sterowanym źródle prądowym wykorzystałem ten układ wraz z INA128 na sprzężeniu zwrotnym. Oszczędziło mi to sporo czasu i pozwoliło wykonać bipolarne źródło prądowe do symulacji wyjścia przekładnika prądowego (typowe 5 A). Kiedyś dało się pozyskać jakieś próbki z Texas Instruments. Nie wiem jak jest z tym obecnie.

  • #4 19 Lut 2017 16:47
    R-MIK
    Poziom 35  

    Po przeczytaniu tytułu od razu dałem +. Rozwiązanie "Electronics lab" jakokolwiek sprawdzone ma wiele wad. Gdyby iść sprawdzonymi rozwiązaniami nadal królawał by Z80 czy, brr...y 8086.

  • #5 19 Lut 2017 18:03
    maciej_333
    Poziom 33  

    R-MIK napisał:
    Gdyby iść sprawdzonymi rozwiązaniami nadal królawał by Z80 czy, brr...y 8086.

    Tak, ale cena jednego OPA549 to jakieś 200 zł. Za dwa takie można kupić całkiem rozsądny zasilacz programowalny np. WEP305DB. Dałbym "plus", gdyby to było bardziej ekonomiczne rozwiązanie. Zresztą ostatnio właśnie przyszedł mi do głowy pomysł by zrealizować zasilacz programowalny z MCY7880. Kto wie może kiedyś się za to zabiorę.

  • #6 19 Lut 2017 18:43
    Bonifacy
    Poziom 23  

    Fajny zasilaczyk - ale na tak fajny zasilaczyk fajnie by było wykonać jakiś wodotryskowy panel przedni :) - ale w sumie nie o to tu się rozchodzi :)

    PS. Do przedmówców - to nie jest projekt może budżetowy - ale czy dla elektronika projektanta zawsze liczy się ekonomia konstrukcji? często gęsto banana na mordzie powoduje to że dana konstrukcja super chodzi - a że tańsza można kupić (nie wliczając w to nawet godzin poświęconych nad budową) to konstruktora nie obchodzi.

  • #7 19 Lut 2017 20:42
    Jacek Rutkowski
    Poziom 22  

    Koledzy jak pisałem zasilacz powstał 10 lat temu właśnie z sampli, które wysyłały wtedy firmy do PL bez problemów. Nie zastanawiałem się nad kosztami elementów które dostałem za free w celu edukacyjnym jaki właśnie wtedy podałem jak nastolatek przy ich zamawianiu i myślę że wywiązałem się z tego :) Gdy robiłem ten zasilacz CNC nie było jeszcze popularne i wycięcie na laserze czy CNC graniczyło z cudem. Trzeba było mieć znajomości inaczej 500-800zł kosztowało uruchomienie produkcji:)

    Cała mechanika powstała z demobilu. Aluminiowe blachy pochodziły z rozbiórki zasilaczy telekomunikacyjnych, pokrywa z otworami z lampowego wzmacniacza kupionego na złomie, gniazdo zasilające z bezpiecznikiem z jakiejś wkładki telekomunikacyjnej.
    Gniazda bananowe z jakiegoś urządzenia laboratoryjnego z którego znalazłem tylko front.
    Diody mocy, transoptory, cd40106 itp z demontażu jakiejś elektroniki.
    Radiatory i wiatrak z komputerów z PIII itp.

    Koszt wykonania to koszt zakupu w latach 2005-2009:
    ATMegi128
    2 wyświetlaczy do N3330 - coś ok 25zł/szt
    2 enkodery z elfy - ok 25zł/szt
    rezystorów 0,1% z A...
    wiele rzeczy nie jestem w stanie nawet podać wartości w tamtym czasie.

    Projekty płytek mogę udostępnić w formacie TraxMakera, Protela 1.0 ( Altium otwiera bez problemu) lub jako pdf-y przygotowane do wydruku w/g uzgodnień z potrzebującym.
    Płytki prawie że na jednej warstwie z przelotkami lub dwustronne przygotowane do ręcznego wlutowania przelotek.
    Płytki wykonywałem samemu przy użyciu żelazka specjalnie zakupionego na tę okazję :)
    Schematy w CircuitMaker.
    Program w BascomieAVR mogę udostępnić jednak nie jest idealnie skomentowany.
    Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D

  • #8 19 Lut 2017 20:46
    MarekS6
    Poziom 14  

    rzeczywiście ten układ OPA549 troszkę kosztuje (w TME za jedną sztukę 109zł sobie życzą).

    Zasilacz bardzo fajny, ale jak poprzednicy napisali, niezbyt ekonomiczny...

  • #9 19 Lut 2017 22:07
    Jacek Rutkowski
    Poziom 22  

    MarekS6 napisał:
    rzeczywiście ten układ OPA549 troszkę kosztuje (w TME za jedną sztukę 109zł sobie życzą).

    Zasilacz bardzo fajny, ale jak poprzednicy napisali, niezbyt ekonomiczny...

    Kolego pisałem już na samym początku iż układy pochodzą z sampli po 0zł :)
    Jeśli jeszcze raz bym miał go zbudować bez sampli wykorzystałbym układ jak poniżej:
    Zasilacz uniwersalny nie electronics lab :D

  • #10 19 Lut 2017 22:40
    DamianRTV
    Poziom 27  

    Ważne są chęci i mały wkład swojego budżetu,byle wykożystać coś co się już ma i posiada na stanie , ja też robię z rzeczy używanych i nie wstydzę się do tego przyznać i nie latam do sklepu po byle rezystorek czy dobry tranzystorek - nie mówię tu o elektrolitach, wkładam nowe... bo go akurat potrzebuję i nie mam tylko go szukam na płytkach.
    Kawał dobrej roboty tylko pozazdrościć :)

    Tam u góry widzę na wyświetlaczu napięcie ustawione i chyba max obciążenia tak ? ustawione jest na 0.5A , a tu te tłuste wyświetlanie to stan faktycznego obciążenia - dobrze to pokombinowałeś i nawet temp. podana :)

    Ważne że spełnia wybredne i konsekwentne oczekiwania projektanta :) Dużo kreatywności kolega posiada. Hej.

  • #11 20 Lut 2017 03:39
    Jacek Rutkowski
    Poziom 22  

    Ten zasilacz robiłem ok 10 lat temu jako nastolatek :) Nie miałem wtedy kasy na części ani dobrych kontaktów z żadnym zakładem mechanicznym. Obecnie to jest znacznie łatwiejsze, wystarczy zamówić przez neta pcb, elementy oraz cięte i gęte CNC detale.

    Tak małe to nastawione wartości a duże to zmierzone napięcie i obciążenie. Dodatkowo na czarnym tle są wartości aktualnie zmieniane w trybie osobnego sterowania. Po środku guzik służy po przełączania osobno-szeregowo-równolegle połączone zasilacze. Gdy są razem lewy impulsator zmienia wartość napięcia, prawy wartość ograniczenia prądowego.

  • #12 20 Lut 2017 14:00
    Jarosław Rudnicki
    Poziom 11  

    MarekS6 napisał:
    rzeczywiście ten układ OPA549 troszkę kosztuje (w TME za jedną sztukę 109zł sobie życzą).

    Zasilacz bardzo fajny, ale jak poprzednicy napisali, niezbyt ekonomiczny...


    Na znanym portalu aukcyjnym w tej chwili 4 szt. OPA549 do kupienia za 200zł.

  • #14 21 Lut 2017 08:46
    Jacek Rutkowski
    Poziom 22  

    Panowie ale do zasilacza OPA549 to taka armata, która wcale jest nie potrzebna. W #9 poście podałem przykład zastąpienia OPA P-MOSFETem, który w tym przypadku spokojnie wystarczy i wymaga mniejszego spadku napięcia na nim do prawidłowej pracy. Zastosowałem OPA ponieważ wcześniej je zamówiłem jako sample i żeby nie leżały je zastosowałem :) Gdybym miał je kupić nie użył bym ich...

  • #15 21 Lut 2017 21:09
    Gregovic
    Poziom 14  

    a te Toroidy to TST200/008 ? czyli 17V i blisko 6A dwie sztuki ? nie widać nalepek i zgaduje :)

  • #17 28 Lut 2017 17:24
    Demmo
    Poziom 16  

    Czy mógłbyś napisać coś więcej o obwodzie ograniczenia prądu?
    Z tego co widzę, to na U11 wzmacniasz sygnał z R2 z 80mV@4A do 4V@4A. Stąd są 2 drogi:
    1. Ipom do MCP3201 z Vref=2.048V z REF3120, więc dzielisz go na pół na R9/R31 - wszystko jasne
    2. do In+ U12 i po drodze dzielisz go na R1/R18, czyli z 4V będzie 2,667V - i tego nie do końca łapię, bo Iwe z DAC7612 masz do 4,096V
    Iwe przez R15 podajesz na In- wzmacniacza U12 (R14 nie tworzy dzielnika z R15 w tą stronę, więc ma znaczenie tylko dla niepodłączonego Iwe?). Ogólnie na U12 zbudowany jest wzmacniacz różnicowy, gdzie Uwy=R19/R15*(Uwe+ - Uwe-) gdy R19/R15=R1/R18 (choć tu akurat się nie równa, więc zależność będzie inna ;) )
    Q2 może ściągać napięcie Uwe za R26 z Vin+ OPA549 jeśli prąd jest większy od zadanego ograniczenia. Domyślam się, że U13 robi dopasowanie różnicy Iwe i Ipom do odpowiedniego sterowania Q2, ale mógłbyś to opisać w kilku słowach?
    Dodano po 1 [godziny] 14 [minuty]:
    Teraz jeszcze patrzę i jeśli dobrze rozumiem, to wyjście wzmacniacza różnicowego jest 0V, gdy In+ < In-, więc poniżej prądu Iwe nic nie robi. Gdy In- przekroczy In+ to na wyjściu pojawia się wzmocniona różnica, a dalszy wzmaciacz ma ją wzmocnić jeszcze bardziej (dzielnik 220k/1k w pętli sprzężenia zwrotnego) by odpalić tranzystor i zredukować zadane napięcie Uwe.
    A czy nie da się tego uzyskać już na pierwszym wzmaciaczu przez zwiększenie R19?

  • #18 01 Mar 2017 23:15
    Jacek Rutkowski
    Poziom 22  

    R1 powinien być 10kΩ, chyba to pomyłka na schemacie tylko bo pochodzi on z przed ok 12 lat. Stosowałem U13 jeśli dobrze pamiętam ponieważ na samym U12 nie wychodziło mi odpowiednie wzmocnienie bez oscylacji. Dzięki C24 i C25 udało mi się wytłumić oscylacje które powstawały w przypadku zadziałania ograniczenia prądowego. Przynajmniej na oscyloskopie nie widziałem sieczki, która bez nich powstawała. Projekt zasilacza ma swoje początki ok 15 lat temu, gdy byłem nastolatkiem i nie miałem zbytnio wiedzy na temat analogówki. Z resztą do dziś pracuję jako elektryk/elektronik na utrzymaniu ruchu mając mgr pedagogiki przysposobienia obronnego i obrony cywilnej :)

    Ps.Całkiem możliwe że się wzbudzał co było widać na analogowym oscyloskopie. Z zasady większe wzmocnienie jest potrzebne aby wysterować tranzystor ok 0,6V co uzyskuje sę w tym układzie przy 3mV różnicy czyli o ok 3mA przekroczenia prądu znamionowego. Przy obciążeniu żarówką samochodową 21W oraz pojedynczej diodzie LED z rezystorem 100Ω udało mi się uzyskać stabilne źródło prądu bez zbędnych oscylacji. Nie umiem Ci w 100% odpowiedzieć dlaczego to działa ale działa ok.

  • #19 03 Mar 2017 09:02
    Demmo
    Poziom 16  

    Dzięki wielkie za wyjaśnienie :) Zastanawiałem się, czy ten R1 jest mniejszy, żeby w innym momencie reagować (jakaś wstępna polaryzacja przed finalnym zadziałaniem, czy coś ;) ), a to po prostu błąd :D

    C25 na moje oko tworzy coś w rodzaju LPF w pętli sprzężenia zwrotnego, choć w sumie nie do końca :D Dla wyższych częstotliwości C25 będzie stanowił zwarcie, czyli wzmocnienie spada do 1, dla DC stanowi przerwę, więc wzmocnienie wyniesie (1+220k/1k)=221. Typowy LPF byłby w konfiguracji odwracającej, bo tam wzmocnienie wynosiłoby -R22/R21, więc przy kondensatorze stanowiącym zwarcie równolegle do R22 wzmocnienie spadałoby do 0.

    C24 to z kolei LPF z R26 od Uwe.

    Czyli w sumie teraz wszystko jasne :) :spoko:

    Jacek Rutkowski napisał:
    pracuję jako elektryk/elektronik na utrzymaniu ruchu mając mgr pedagogiki przysposobienia obronnego i obrony cywilnej :)

    ;)
    Dodano po 13 [godziny] 32 [minuty]:
    Tak teraz się jeszcze zastanawiam... :) Czy jeśli w zabezpieczeniu prądowym chodzi o wykrycie momentu, gdy Ipom>Iwe, po czym potrzebujemy mega wzmocnienia, żeby maksymalnie wysterować NPNa, to nie wyjdzie na to samo jak się wstawi komparator z wyjściem OC?
    Czy może tutaj się ustala jakiś magiczny balans, że napięcie zadane będzie ograniczone, a nie całkiem "doziemione" przez NPNa? Bo w sumie w chwili przekroczenia Iwe komparator wytnie całe Uwe, więc tranzystor wyjściowy (czy OPA u Ciebie) całkiem się wyłączy, prąd spadnie, więc znów się włączy... no i będzie sobie pstrykał. Może to oscylacje, o których pisałeś? Układ był za szybki i działał jak komparator?
    Dodano po 10 [godziny] 33 [minuty]:
    Co prawda autor skasował swoją odpowiedź (obserwujący temat mieli okazję przeczytać ją w koszu :D), ale fakt - idea z komparatorem zupełnie się tutaj nie sprawdzi. Zmylił mnie fakt, że symuluję sobie fragment układu jeszcze bez sprzężenia pomiędzy wyjściem a Ipom, więc naturalne, że wzmacniacz wyjściowy reaguje nasyceniem jak w komparatorze, bo zadziałanie zabezpieczenia nie redukuje Ipom.
    Natomiast po dodaniu sprzężenia tranzystor NPN będzie "balansował", by utrzymać prąd w granicy Iwe, czyli tylko ograniczając Uwe, a nie całkowicie zwierając je do masy.
    Dodano po 3 [minuty]:
    Ooo, tamta odpowiedź została jednak dodana do poprzedniej odpowiedzi Autora ;)

Szybka odpowiedź lub zadaj pytanie
Dziękuję Ci. Ta wiadomość oczekuje na moderatora.
 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME