Projekt elektronicznego obciążenia napisany od zera w środowisku Arduino IDE z zainstalowaną biblioteką MiniCore w C++ z użyciem klas, powinno umożliwić Wam łatwą rozbudowę i dodawanie nowych modułów.
Po kilku latach przerwy w elektronicznym hobby postanowiłem wrócić do projektowania. Kupiłem oscyloskop, ale potrzebne mi było jeszcze kilka urządzeń, które nie należą ani do tanich ani też zajmujących mało miejsca na biurku. Dlatego w ramach wprawy postanowiłem zaprojektować i wykonać elektroniczne obciążenie i generator DDS w niewielkich obudowach. Urządzenia te zasilane bateryjnie goszczą na elektrodzie w ramach konkursu zorganizowanego przez NDN - zapraszam do komentowania, rozbudowy i samodzielnego wykonania.
Zmontowane przeze mnie elektroniczne obciążenie jest to bardzo prosty sprzęt, służy głównie do testowania urządzeń zasilających, baterii, ale też do zasilania urządzeń i elementów elektronicznych wymagających stałego prądu jak np. diody. Obciążenie działa w trzech trybach do wyboru - stałoprądowe, stałomocowe i stałorezystancyjne - udające rezystor. Po przekroczeniu maksymalnej mocy przez kilka sekund obciążenie automatycznie wyłącza się.
Czym różni się od innych projektów tego typu w necie?
1. Spójny z innymi moimi projektami interfejs z pojedynczym klikalnym enkoderem.
2. Podstawowe funkcje elektronicznego obciążenia.
3. Zasilanie bateryjne.
4. Czytelny kod napisany przeze mnie (można sobie łatwo dodać inne moduły).
5. Minimalna ilość elementów.
Budowa: Ze względu na zakres napięć generowanych przez procesor (0-5V) i krok regulacji PWM (max. 10bit) mamy do wyboru albo szerszy zakres prądów albo większą dokładność regulacji na zasadzie "coś za coś". W moim przypadku ze względu na użycie w aplikacjach typowo elektronicznych zdecydowałem się na zakres prądów 0-2A (EDIT: Jak zauważył Kolega @zbychmg nie da się osiągnąć więcej jak 2A - zakres jest typowo "elektroniczny"), rezystor pomiarowy 1R, Daje to krok regulacji około 5-6mA. Mogę więc z powodzeniem testować diody led, ale niektórych testów zwarciowych nie przeprowadzę. Częstotliwość PWM to chyba około 4kHz. Zastosowany przeze mnie MOSFET to BUZ10, jednak lepszy będzie jakiś z literką "L" oznaczającą poziom logiczny bramki, opamp to MCP6002 - jeden z tańszych wzmacniaczy operacyjnych rail-to-rail.
Konstrukcja mechaniczna wymaga odizolowania radiatora i tranzystora MOSFET od plastikowej obudowy, mogą bowiem osiągać wyższe temperatury - ja wykorzystałem cienką prasowaną płytkę mdf, ale równie dobry będzie grubszy laminat lub sklejka. Radiator mocujemy do płytki, a płytkę do plastikowej obudowy. Zastosowałem niewielki radiator ze starego zasilacza ATX, bo interesują mnie głównie małe prądy i wysoka dokładność.
Zasilanie bateryjne, pojedyncze ogniwo 18650 Li-Ion Samsung ICR18650-26JM 2600mAh z typową aplikacją ładowarki Li-Pol TP4056 pojedyncza cela 1S 3,7V microUSB z zabezpieczeniami oraz wyjście 5V na taniej przetwornicy "własny power bank" do 500mA. Warto do niej dolutować duży kondensator elektrolityczny, żeby wygładzić przebiegi.
Zastosowanie urządzenia w testach szybkich przeciążeń jest możliwe, jednak wymaga odpowiedniego dobrania filtrów wejściowych przy wzmacniaczu operacyjnym i eksperymentów przy filtrowaniu (opcjonalne kondensatory C6, C61 i C7). Czym niższa częstotliwość odcięcia filtrów tym stabilniejsze działanie, ale wolniejsza odpowiedź na zmiany. Przy rezygnacji z większości filtrów bardzo ważne jest stabilne zasilanie, tania chińska przetwornica może nie wystarczyć
Poza stabilnym zasilaniem warto wtedy dodać do kodu moduły czytające wartości szczytowe - może być konieczne zastosowanie procesora o większej ilości pamięci flash.
Można też dodać osobne terminale do pomiaru napięcia.
Dołączony projekt Arduino IDE 1.8.2 + MiniCore oraz schemat.
Ewentualne modyfikacje:
- dodanie diody Schottkiego przed MOSFETem pozwoli go uratować przy odwrotnej polaryzacji.
Odpowiedzi na dotychczas zadawane pytania i wątpliwości:
1. Dodałem BUZ10 zamiast egzotycznego MOSFET'a do projektu PCB i schematu. Wiem, że projekt PCB nie jest perfekcyjny, bo zrobiony tylko po to, żeby wiedzieć, gdzie dziergać. Projekt wykonany w całości na płytce uniwersalnej, ścieżki o potencjalnie dużym prądzie poprawiane srebrzanką. Co do rozłożenia elementów, to byłem nawet zadowolony, miało być raczej horyzontalne ze względu na kształt obudowy. Jeśli możecie, zamiast BUZ10 polecam raczej jakiś "logic level mosfet" (ale maksymalny prąd nie wzrośnie wiele ze względu na 1R rezystor R2).
2. @pier Bateria ma sporą pojemność, starcza przynajmniej na kilkanaście godzin ciągłego użycia zanim będzie wymagać ładowania.
Po kilku latach przerwy w elektronicznym hobby postanowiłem wrócić do projektowania. Kupiłem oscyloskop, ale potrzebne mi było jeszcze kilka urządzeń, które nie należą ani do tanich ani też zajmujących mało miejsca na biurku. Dlatego w ramach wprawy postanowiłem zaprojektować i wykonać elektroniczne obciążenie i generator DDS w niewielkich obudowach. Urządzenia te zasilane bateryjnie goszczą na elektrodzie w ramach konkursu zorganizowanego przez NDN - zapraszam do komentowania, rozbudowy i samodzielnego wykonania.
Zmontowane przeze mnie elektroniczne obciążenie jest to bardzo prosty sprzęt, służy głównie do testowania urządzeń zasilających, baterii, ale też do zasilania urządzeń i elementów elektronicznych wymagających stałego prądu jak np. diody. Obciążenie działa w trzech trybach do wyboru - stałoprądowe, stałomocowe i stałorezystancyjne - udające rezystor. Po przekroczeniu maksymalnej mocy przez kilka sekund obciążenie automatycznie wyłącza się.
Czym różni się od innych projektów tego typu w necie?
1. Spójny z innymi moimi projektami interfejs z pojedynczym klikalnym enkoderem.
2. Podstawowe funkcje elektronicznego obciążenia.
3. Zasilanie bateryjne.
4. Czytelny kod napisany przeze mnie (można sobie łatwo dodać inne moduły).
5. Minimalna ilość elementów.
Budowa: Ze względu na zakres napięć generowanych przez procesor (0-5V) i krok regulacji PWM (max. 10bit) mamy do wyboru albo szerszy zakres prądów albo większą dokładność regulacji na zasadzie "coś za coś". W moim przypadku ze względu na użycie w aplikacjach typowo elektronicznych zdecydowałem się na zakres prądów 0-2A (EDIT: Jak zauważył Kolega @zbychmg nie da się osiągnąć więcej jak 2A - zakres jest typowo "elektroniczny"), rezystor pomiarowy 1R, Daje to krok regulacji około 5-6mA. Mogę więc z powodzeniem testować diody led, ale niektórych testów zwarciowych nie przeprowadzę. Częstotliwość PWM to chyba około 4kHz. Zastosowany przeze mnie MOSFET to BUZ10, jednak lepszy będzie jakiś z literką "L" oznaczającą poziom logiczny bramki, opamp to MCP6002 - jeden z tańszych wzmacniaczy operacyjnych rail-to-rail.
Konstrukcja mechaniczna wymaga odizolowania radiatora i tranzystora MOSFET od plastikowej obudowy, mogą bowiem osiągać wyższe temperatury - ja wykorzystałem cienką prasowaną płytkę mdf, ale równie dobry będzie grubszy laminat lub sklejka. Radiator mocujemy do płytki, a płytkę do plastikowej obudowy. Zastosowałem niewielki radiator ze starego zasilacza ATX, bo interesują mnie głównie małe prądy i wysoka dokładność.
Zasilanie bateryjne, pojedyncze ogniwo 18650 Li-Ion Samsung ICR18650-26JM 2600mAh z typową aplikacją ładowarki Li-Pol TP4056 pojedyncza cela 1S 3,7V microUSB z zabezpieczeniami oraz wyjście 5V na taniej przetwornicy "własny power bank" do 500mA. Warto do niej dolutować duży kondensator elektrolityczny, żeby wygładzić przebiegi.
Zastosowanie urządzenia w testach szybkich przeciążeń jest możliwe, jednak wymaga odpowiedniego dobrania filtrów wejściowych przy wzmacniaczu operacyjnym i eksperymentów przy filtrowaniu (opcjonalne kondensatory C6, C61 i C7). Czym niższa częstotliwość odcięcia filtrów tym stabilniejsze działanie, ale wolniejsza odpowiedź na zmiany. Przy rezygnacji z większości filtrów bardzo ważne jest stabilne zasilanie, tania chińska przetwornica może nie wystarczyć

Można też dodać osobne terminale do pomiaru napięcia.


Dołączony projekt Arduino IDE 1.8.2 + MiniCore oraz schemat.
Ewentualne modyfikacje:
- dodanie diody Schottkiego przed MOSFETem pozwoli go uratować przy odwrotnej polaryzacji.
Odpowiedzi na dotychczas zadawane pytania i wątpliwości:
1. Dodałem BUZ10 zamiast egzotycznego MOSFET'a do projektu PCB i schematu. Wiem, że projekt PCB nie jest perfekcyjny, bo zrobiony tylko po to, żeby wiedzieć, gdzie dziergać. Projekt wykonany w całości na płytce uniwersalnej, ścieżki o potencjalnie dużym prądzie poprawiane srebrzanką. Co do rozłożenia elementów, to byłem nawet zadowolony, miało być raczej horyzontalne ze względu na kształt obudowy. Jeśli możecie, zamiast BUZ10 polecam raczej jakiś "logic level mosfet" (ale maksymalny prąd nie wzrośnie wiele ze względu na 1R rezystor R2).
2. @pier Bateria ma sporą pojemność, starcza przynajmniej na kilkanaście godzin ciągłego użycia zanim będzie wymagać ładowania.
Cool? Ranking DIY