logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test

(Sponsorowany) TechEkspert 07 Cze 2021 09:30 4983 13
REKLAMA
  • Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test
    W materiale sprawdzimy możliwości zasilacza warsztatowego 75W CN0508 Analog Devices. W innym artykule znajdziecie dokładny opis i tłumaczenie noty katalogowej. Urządzenie możemy zasilać napięciem do 40V, natomiast napięcie wyjściowe ustawimy w zakresie 0-27,5V, wydajność prądowa 3A. Parametry zasilacza są monitorowane przez Raspberry Pi Zero, a z wykorzystaniem aplikacji IIO Oscilloscope możliwe jest regulowanie napięcia wyjściowego poprzez DAC AD5683R. Na płytce zasilacza ADC AD7124-4 wykorzystywany jest do monitorowania napięć, prądu i temperatury. Niskie straty mocy zapewnia synchroniczna przetwornica obniżająca LT8612. Umieszczone na jej wyjściu liniowe stabilizatory LT3081 obniżają poziom szumów w napięciu wyjściowym oraz polepszają odpowiedź na skokowe zmiany prądu na wyjściu.

    Przygotowanie karty micro SD dla Raspberry Pi Zero jest bardzo proste. Postępujemy zgodnie z instrukcją:
    -pobieramy obraz dystrybucji ADI Kuiper 06 May 2020 release;
    -z wykorzystaniem np. narzędzia win32 Disk Imager przygotowujemy kartę SD (minimum 16GB);
    -na końcu pliku config.txt na karcie SD dopisujemy linijki:
    Spoiler:
    dtoverlay=rpi-cn0508,rotate=270,speed=64000000,fps=30
    hdmi_cvt=720 480 60 1 0 0 0
    dtparam=spi=on
    dtparam=i2c1=on
    dtparam=i2c_arm=on
    dtoverlay=gpio-shutdown,gpio_pin=17,active_low=1,gpiopull=up
    dtparam=act_led_gpio=13
    dtparam=act_led_trigger=heartbeat

    -obserwujemy start RPi0 na podłączonym monitorze, z wykorzystaniem huba USB podłączamy klawiaturę i mysz, konfigurujemy połączenie WiFi;
    -na komputerze podłączonym do tej samej sieci co RPi0 uruchamiamy aplikację IIO Oscilloscope, zdalnie monitorujemy i kontrolujemy parametry pracy zasilacza.

    Więcej informacji znajdziecie w poniższym materiale wideo i materiale tekstowym.





    Pamiętajmy o wyłączaniu systemu operacyjnego na RPi0 przyciskiem na płytce zasilacza tak, aby Linux zatrzymał się w kontrolowany sposób. Komentarza wymaga sposób regulacji napięcia wyjściowego zasilacza. Możemy regulować jednocześnie potencjometrem na płytce i aplikacją IIO Oscilloscope, jednak zostanie wybrana niższa ustawiona wartość. Ustawienia oprogramowania mogą służyć jako ogranicznik napięcia wyjściowego regulowanego potencjometrem lub gałka potencjometru może służyć jako ogranicznik regulacji napięcia z poziomu aplikacji. Położenie zworki JP5 w położeniu 1-2 umożliwia równoległą regulację napięcia, przełączenie zworki JP5 w położenie 2-3 wyłącza możliwość regulacji z poziomu DAC pozostawiając regulację potencjometrem.

    Poniżej na rysunku schemat blokowy zasilacza, do zasilania RPi0 zastosowana jest osobna przetwornica DC/DC.

    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    Układ utrzymuje niski spadek napięcia na stabilizatorach liniowych, co ogranicza straty mocy. Wyraźnie widać miejsce zainstalowania stabilizatorów liniowych na zdjęciu termowizyjnym.

    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    RPi0 dobrze sprawdza się w tej aplikacji, gdy oprogramowanie IIO Oscilloscope uruchomione jest na osobnym komputerze połączonym po IP z zasilaczem. Próba pracy bezpośrednio na RPi0 po podłączeniu monitora i klawiatury oraz uruchomieniu GUI IIO Oscilloscope na RPi0, wymaga cierpliwości ze względu na niewielką wydajność tego SBC. Poza monitorowaniem i kontrolowaniem pracy zasilacza, pobierane próbki z ADC w aplikacji możemy obserwować w dziedzinie czasu i częstotliwości.

    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    Do zasilacza możemy podłączyć znacznie bardziej wydajny RPi3 poprzez 40 żyłową taśmę. Na RPi3 uruchomiłem także wersję RC Kuiper z 2021, która działała bezproblemowo.

    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    Wyniki obserwacji oscyloskopem napięcia wyjściowego przy pracy jałowej i przy obciążeniu prądem 2.43A znajdziecie poniżej.

    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    Dla porównania poniżej oscylogram napięcia na wyjściu zasilacza impulsowego 5V (popularna "ładowarka" USB).

    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    Kształt napięcia na wyjściu zasilacza CN0508 po załączeniu i wyłączeniu prądu wyjściowego 2.43A, 12V.

    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    Zasilaczem możemy sterować z wykorzystaniem Pythona. Instalujemy komponenty LibIIO i PyADI-IIO zgodnie z instrukcją. Przykład kontroli napięcia wyjściowego oraz odczytu parametrów znajdziemy tutaj: cn508_production_test.py

    Na podstawie tego przykładu łatwo jest przygotować swój kod, który kontroluje napięcie wyjściowe oraz odczytuje prąd i napięcie na wyjściu zasilacza. Dodając bibliotekę do rysowania wykresów pyplot wykorzystamy zasilacz do wykreślania charakterystyk prądowo-napięciowych elementów podłączonych do zacisków wyjściowych.
    Przykładowy kod charakterografu w Python znajdziecie w załączniku:

    Wyniki działania kodu dla podłączenia na wyjściu zasilacza: cn508_volt..._graph.zip Download (2.75 kB)

    rezystora

    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    diody prostowniczej

    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    diody Schottky’ego

    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    diody power LED

    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test


    Zasilacz warsztatowy CN0508 ma dobre parametry i pracuje stabilnie, a możliwość kontrolowania i monitorowania parametrów zasilacza daje szerokie możliwości. Możemy uruchomić prosty charakterograf lub nawet przeprowadzać testy automatyczne podłączonych odbiorników. Jak zwykle apetyt rośnie w miarę jedzenia i zastanawiałem się, jak wykorzystać zasilacz do pomiaru zewnętrznych napięć i prądów. Takie rozszerzenie można by wykorzystać do automatycznych testów sprawności i stabilności podłączonych odbiorników.

    Co myślicie o testowanym zasilaczu z RPi Zero na pokładzie?

    Czy system operacyjny w zasilaczu to przesada, czy też pozytywne efekty rozwoju technologicznego?


    Początkowo ciężko było mi się przestawić na myślenie o zasilaczu jako urządzeniu połączonym z aplikacją protokołem IP. Pamiętam konstrukcje zasilaczy stabilizowanych z ograniczeniem prądowym zawierających tranzystory czy też LM317. Ilość tranzystorów w RPi0 przekracza o rzędy wielkości ilość półprzewodników używanych w zasilaczach laboratoryjnych sprzed kilkunastu lat. Jednak podczas testów doceniłem wbudowanie w zasilacz możliwości sterowania programowego. Być może wśród czytelników tego materiału znajdą się osoby, które pamiętają swoje zajęcia na pracowniach szkolnych przy wyznaczaniu charakterystyk różnych elementów. To było sporo kręcenia gałkami i odczytywania wskazań przyrządów. Gdyby wtedy ktoś mnie zapytał, czy chcę zrobić to samo przy użyciu kilku linijek kodu - na pewno chciałbym spróbować.

    Zasilacz warsztatowy z RPi Zero - CN0508 od Analog Devices - uruchomienie, test



    Moduł zasilacza można kupić tutaj:
    https://www.arrow.com/en/products/eval-cn0508-rpiz/analog-devices


    [WSPÓŁPRACA REKLAMOWA]

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    TechEkspert
    Redaktor
    Offline 
    W moich materiałach znajdziecie testy i prezentacje sprzętu elektronicznego, modułów, sprzętu pomiarowego, eksperymenty. Interesuje mnie elektronika cyfrowa, cyfrowe przetwarzanie sygnałów, transmisje cyfrowe przewodowe i bezprzewodowe, kryptografia, IT a szczególnie LAN/WAN i systemy przechowywania i przetwarzania danych.
    Specjalizuje się w: mikrokontrolery, rozwiązania it
    TechEkspert napisał 5819 postów o ocenie 4623, pomógł 15 razy. Jest z nami od 2014 roku.
  • REKLAMA
  • #2 19470088
    pawelr98
    Poziom 39  
    Dołożyć jeden DAC i ewentualnie konwerter napięcie-prąd i można już robić charakterystyki tranzystorów na spokojnie.
    Ja takowe zbudowałem, ale w pełni liniowe, na klasycznym 723, sterowane przez Rpi3.

    A czy system operacyjny to przesada ? Pozwala na realizację programów pisanych w wysokim poziomie, więcej można zrobić, połączenie z siecią także mamy, pewne rzeczy możemy przesyłać w prosty sposób.

    Czy RPI to dobry sprzęt to zostawię każdemu do oceny.
    MI się nie sprawdzał w wersji trzeciej, ze względu na źle pracujące wyjście wideo analogowe.
  • REKLAMA
  • #3 19470946
    TechEkspert
    Redaktor
    Brakowało mi dodatkowego DAC do sterowania drugim wyjściem o nawet mniejszej wydajności prądowej (chociażby wspomniane charakterystyki tranzystorów), jednak jeszcze bardziej brakowało mi wolnych kanałów ADC aby wpiąć w badany układ pomiar napięcia w wybranych punktach.

    Wykorzystanie Raspberry Pi daje duże możliwości i tu jest dylemat czy dałoby się wykorzystać np. ESP32 ograniczając nieco możliwości ale zachowując możliwość zdalnego sterowania i monitorowania, oraz mamy wtedy szybki start modułu i brak konieczności wyłączania linuxa.
  • #4 19471412
    krzbor
    Poziom 27  
    Nie do końca rozumiem sens tego układu - jeśli ktoś będzie chciał zrobić z niego zasilacz laboratoryjny, to będzie mu brakować wyświetlania napięcia i prądu. Kręcenie gałkami i patrzenie w monitor to trochę uciążliwe. Z drugiej strony jeśli ktoś chce urządzenie sterowane z zewnątrz, to po co mu potencjometry? Sposób doprowadzenia zasilania też dziwny - dlaczego nie złącze śrubowe tylko wtyk jak w urządzeniach zewnętrznych? Do tego cena (w przeliczeniu 480 zł) za moduł, który nie ma oszałamiających parametrów - niecałe 30V i 3A i wymaga dodatkowo: zasilacza, obudowy, Pi i ewentualnie jakiegoś wyświetlacza.
  • #5 19471457
    TechEkspert
    Redaktor
    Doprowadzenie zasilania może być zarówno przez złącze zaciskowe jak i wtyk DC. Wyświetlacz można dołączyć podobnie jak dodatkowe przyciski, być może powinno być to w standardzie? Gdyby na ESP32 udało się zachować standard sterowania to powinno być dodatkowe złącze na taki moduł.
  • #6 19471490
    pawelr98
    Poziom 39  
    Dodatkowe kanały ADC są ważne z także innego powodu, nie zawsze chcemy mierzyć napięcie wyjściowe zasilacza, czasem wygodniej mierzyć sobie napięcie na elemencie, który posiada rezystor wpięty w szeregu.

    Dla kreślenia charakterystyk elementów o małej mocy, jest to rzecz praktycznie nie do ominięcia, bo typowy krok napięcia wyjściowego w takim typowym zasilaczu mocy jest zbyt duży i krzywa ma niższą dokładność.
    Oczywiście, ja stosowałem przetwornik 8 bitowy, to miałem ten problem bardziej uwydatniony.
    Przy okazji pomiar przez rezystor oznacza, że wszelkie tętnienia napięcia też będą na elemencie mniejsze.
  • #7 19471705
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • REKLAMA
  • #8 19472114
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • #9 19472134
    maciek.mr
    Poziom 14  
    Ja taki zasilacz zbudowałem uzywając własnorecznie zaprojektowanej płytki i sterowania napięcie/prąd za pomocą DAC'ów a sterowanie
    za pomocą atmega32.

    Biorąc pod uwagę, ze efektywność tego zasilacza jest ~90%, dzieki czemu tracimy mało ciepła, jest to ciekawa propozycja jako domowy zasilacz laboratoryjny. Molziwość regulacji napięcia od 0. Przy DAC'u o roozdzielczości 12 bitów, regulacja jest bardzo dokładna.
  • #10 19472314
    TechEkspert
    Redaktor
    Niewątpliwie wolne wejścia ADC by się przydały, z regulowanym wzmocnieniem a najlepiej jeden kanał izolowany, tylko że tak patrzę i widzę, że robimy z zasilacza system do testów automatycznych... Na początku też miałem wrażenie, że zasilacz jest "przeinżynierowany" jednak praktyczne próby oraz uruchomienie charakterografu U-I zmieniło moje myślenie. Komunikacja ze sprzętem warsztatowym i jego sterowanie oraz monitorowanie dużo wnosi. Tak jak piszecie ADI na pewno stać na jeszcze więcej i chętnie bym zobaczył płytkę w wersji v2.0 byłoby super gdyby zostały wykorzystane pomysły z tego tematu. Mnie cały czas kusi zastąpienie RPi na rzecz ESP32.

    @maciek.mr czy chciałbyś zaprezentować swój zasilacz w DIY ?
  • REKLAMA
  • #12 19472357
    TechEkspert
    Redaktor
    Daj znać jak umieścisz, jeżeli wyjdzie dobry materiał to pogadaj z @gulson może będzie szansa na pakiet motywacyjny :)
    Gdybyś chciał sprawdzić materiał przed umieszczeniem to napisz do mnie na PW przeczytam.
    Warto zadbać o zdjęcia, schematy, grafiki i zdjęcie tytułowe (wyrównane do lewej), które pojawi się na stronie głównej.
  • #13 19482020
    performanceeager8868
    Poziom 2  
    Jestem trochę zdezorientowany co do możliwej ceny...
    Czy może źle oceniam ?
REKLAMA