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

Laboratorium przetwornic DC/DC ADALM-SR1 - Analog Devices

(Sponsorowany) TechEkspert 30 Lis 2021 19:45 5436 10
REKLAMA
  • Laboratorium przetwornic DC/DC ADALM-SR1 - Analog Devices
    Kontynuujemy publikację materiałów, które powstają przy wsparciu Analog Devices. Ostatnio był to uniwersalny układ I/O AD74412R i zasilacz warsztatowy z Raspberry Pi - CN0508. W tym materiale sprawdzamy możliwości modułu ADALM-SR1 należącego do serii edukacyjnej Active Learning Module (ADALM) Analog Devices. ADALM-SR1 pozwala na praktyczne eksperymenty z przetwornicami DC/DC podwyższającymi i obniżającymi w ramach szkolnych pracowni lub laboratoriów na uczelniach.

    Na płytce poza komponentami przetwornicy zostały umieszczone układy zabezpieczające (zasilane ze złącza mikro USB) kontrolujące napięcie wejściowe, wyjściowe, temperaturę. Zabezpieczenia ułatwiają prowadzenie eksperymentów i ograniczają możliwość uszkodzenia modułu. Na płytce nie znajdziemy specjalizowanego układu przetwornicy DC/DC - została ona zrealizowana dyskretnie z wykorzystaniem m.in. generatora PWM, wzmacniaczy operacyjnych. Takie podejście pozwala na obserwację przebiegów w wielu punktach układu oraz pozwala na zmianę sposobu pracy przetwornicy. Konfigurację boost/buck łatwo zmienimy zworkami, podobnie jak indukcyjność, kondensatory filtrujące itp. Potencjometry służą do zmiany nastaw, takich jak częstotliwość pracy, wypełnienie (w trybie pracy w otwartej pętli), napięcie wyjściowe (w trybie ze sprzężeniem zwrotnym). Na płytce znajdują się rezystory, którymi skokowo regulujemy prąd na wyjściu przetwornicy, możemy także płynnie regulować obciążenie.

    Więcej informacji, dokumentacja techniczna, schematy, opis zastosowania zworek, przykładowe scenariusze ćwiczeń znajdziecie na dedykowanej stronie WIKI dla ADALM-SR1. Pamiętam swoje zajęcia z przetwornic impulsowych. Sprawdzaliśmy, co dzieje się na wyjściu i wejściu "czarnej skrzynki" DC/DC, do tego kilka stron podręcznika z "ulubionymi" przez nas wzorami... Szkoda, że nie miałem do dyspozycji modułu takiego jak SR1, gdzie mogę zajrzeć do wnętrza DC/DC i wpływać na parametry pracy przetwornicy.

    Moim zdaniem moduł edukacyjny ADALM-SR1 jest ciekawą propozycją dla szkół i uczelni, to gotowe rozwiązanie ułatwiające prowadzenie zajęć o tematyce impulsowych przetwornic DC/DC. Poniżej znajdziecie materiał filmowy, na którym zobaczycie niektóre możliwości układu. Niebawem przygotujemy kolejny materiał z innym zestawem ADALM przy wsparciu Analog Devices.

    Co myślicie o zestawie ADALM-SR1 jako pomocy naukowej dla szkół i uczelni?
    Czy wpisuje się w program MEiN laboratoria przyszłości?







    Laboratorium przetwornic DC/DC ADALM-SR1 - Analog Devices


    [Artykuł sponsorowany]

    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 19738319
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • REKLAMA
  • #3 19738421
    pawelr98
    Poziom 39  
    Na uczelniach może i by się przydało, myśmy pomiary robili inaczej.
    Ot prosta topologia zrobiona na wyfrezowanym laminacie i sterowanie generatorem PWM wraz z pomiarami oscyloskopowymi.
    Rok 2018.

    100 dolarów dużo niedużo, jak trzeba kupić kilka sztuk to się lament robi nad cenami sprzętu i uczelnie zwykle chętniej robią to na zasadzie, że jakiś dyplomant buduje odpowiednie stanowisko w ramach pracy magisterskiej lub (rzadziej lub prostsze) inżynierskiej. Rzuca się temat na "giełdę" i jak ktoś weźmie to będzie, jak nie weźmie to nie będzie. Uczelnia za materiały zapłaci (lub dostarczy) i sprzęt zostaje.

    Takie prace dyplomowe bardzo często stanowią podstawy dydaktyczne na uczelniach.
    Nawet sam taką pracę popełniłem, z napędów trakcyjnych.
  • REKLAMA
  • #4 19738477
    Konto nie istnieje
    Poziom 1  
  • REKLAMA
  • #5 19738587
    Marek_Skalski
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Analog Devices - prawdopodobnie bardzo dobre technicznie rozwiązanie, ale do celów dydaktycznych nie bardzo się nadaje. Pierwsza rzecz to cena zestawu, który łatwo uszkodzić, ponieważ jest to długa płytka bez żadnej obudowy. W warunkach szkolnych pracowni taki układ długo nie pożyje. Mam też obawy czy układ jest odporny na próby zwierania lub zdejmowania wszystkich zworek, co w szkole zawsze jest traktowane jak interesująca zabawa.
    Druga rzecz, to technika analogowa, która dzisiaj już wymiera, ponieważ ma istotne ograniczenia. Kilkanaście zworek i potencjometrów to takie sobie rozwiązanie, kiedy większość ustawień można dzisiaj zastąpić programem, a do tego dodać wiele pożytecznych funkcji, np. soft start, opóźnienie załączania lub załączanie synchroniczne, itp.
    W kwestii oprogramowania przychodzi z pomocą Biricha. Szczególnie dla układów opartych na kontrolerach z Microchip lub STMicroelectronics, ponieważ dostępna jest bezpłatna licencja na oprogramowanie pokazane w filmie poniżej. Jak widać, można sobie ukształtować świadomie charakterystykę lub pójść na skróty i pozwolić, aby program dobrał parametry do tego co jest w układzie. Do nauki - super! A podstawy teoretyczne zawarte w filmach mają dodatkową wartość, której na płytkach AD nijak nie można znaleźć.

    [youtube]https://www.youtube.com/watch?v=a64UIK1dFXA
    [/youtube]

    Konkurencja oferuje zestawy bardziej funkcjonalne, szczególnie w kwestiach dydaktycznych. Za 1 zestaw ADALM można mieć kilka (3-6) zestawów od Microchip lub STMicroelectronics_PSU lub STMicroelectronics_LED, trochę droższy B-G474E_DPOW1 lub tańszy 32F3348Discovery.
  • #6 19739095
    E2MD
    Poziom 2  
    Nie można porównywać ADALM-SR1 do platform z mikrokontrolerami do STM czy Microchipa bo to jest zupełnie inny koncept. Zresztą nawet w tym linkowanym filmie od STM jest napisane DIGITAL power supply a SR1 to czysty ANALOG. Żeby to porównać to od ADI można zobaczyć np. ADP1055 i wówczas mamy też wielokanałową przetwornicę sterowaną cyfrowo z darmowym GUI.
    Co do wartości edukacyjnej to zwrócę uwagę że dla SR1 jest dostępna symulacja dla LTSpice'a.

    Nie zgadzam się też ze zdaniem kolegi wyżej, że technologia analogowa wymiera. Ją po prostu mniej widać pod szalonym wzrostem technologii cyfrowej, ale ma się całkiem dobrze. Nadal jest i nadal będzie sporo miejsc gdzie będzie wygrywać - pomijając oczywistą sytuację z kwalifikacją kodu dochodzą jeszcze ograniczenia technologiczne cyfrówki a także długowieczność produktu.
  • #7 19743262
    TechEkspert
    Redaktor
    Gdy czytam Wasze odpowiedzi zastanawiam się czy w ogóle jest możliwe zaproponowanie uniwersalnego rozwiązania do pracowni/laboratorium nauki o przetwornicach DC/DC?

    -osobne układy dla każdej topologii?

    -wytrzymałe układy zamknięte w pudełku? (takie pamiętam i traktowaliśmy je jako czarną skrzynkę...)

    -przetwornice na specjalizowanych układach czy zrobione dyskretnie z osobnymi blokami?


    A może macie kontakt do szkoły lub uczelni gdzie jest zapotrzebowanie na taką pomoc naukową?
    Mogę zapytać Analog Devices czy byłaby możliwość przekazania ADALM-SR1 w zamian za informację zwrotną w postaci materiału na elektroda.pl czy SR1 się sprawdza, jakie są wady jakie są zalety w warunkach pracowni/laboratorium.

    Co do szkolnej produkcji "własnej" potwierdzam, również na potrzeby szkoły wykonałem taką przetwornicę na pracownię, nie ma szans abym sobie przypomniał topologię lub sposób realizacji układu natomiast pamiętam, że indukcyjność była dobrana metodą prób i błędów. Miała nawet sensowną sprawność co pozwalało na porównanie przetwornicy impulsowej z zasilaczem liniowym.
  • #8 19743698
    Marek_Skalski
    VIP Zasłużony dla elektroda
    Analog Devices robi świetne układy, ale raczej do precyzyjnie określonych zastosowań. Prezentowana w temacie płytka jest dobra do pracowni, gdzie student wie czego oczekuje od układu i przestawianie zworek oraz kręcenie potencjometrami ma tu jakiś sens. Co innego, kiedy chcemy zbadać sprawność, stabilność, odpowiedź impulsową takiej przetwornicy, a do tego jeszcze pracujemy w pośpiechu. Dla mnie taka płytka jest skazana na zniszczenie, ponieważ podłączanie sond do tych wszystkich kołków, przekładanie zworek, szukanie ustawień, to proszenie się o kłopoty, które skutkują błędnymi pomiarami, błędnymi wnioskami, lub uszkodzeniem płytki. W przypadku płytki opisanej w temacie istotne jest określenie grupy docelowej. Po analizie materiałów nadal nie bardzo wiem czego się spodziewać po tym zestawie. Proponowane ćwiczenia są mało interesujące, nawet dla początkujących. Ciągłe wkładanie i wyciąganie elementów dodatkowych, przepinanie sond oscyloskopu i przestawiania zworek, to nie dla mnie.

    Do testów na zwierzętach mam kilka modułów, które proponowałem wcześniej. Zawierają układy o określonej topologii, mają sensownie wyprowadzone złącza, lub wręcz mierzą wszystko co potrzebne, przetwarzają wyniki pomiarów i rejestrują je do pliku. To naprawdę znacznie ułatwia i przyspiesza pracę. A jak trzeba zmienić cewkę, to sięgam po inną płytkę lub biorę lutownicę i wymieniam element.

    Układy mogą być zamknięte w pudełku i wcale nie muszą to być czarne skrzynki. Kiedyś w polskich szkołach były zestawy DSM-51 w przezroczystej obudowie. Można było zobaczyć wszystko w środku, a jednocześnie obudowa chroniła układ przed dotykaniem palcami, wyładowaniami elektrostatycznymi, itp. Jeżeli trzeba było coś zmienić, wystarczył wkrętak, kilka minut na operację i ponowne zmontowanie całości. Dzisiaj jest jeszcze łatwiej, ponieważ do płytek dołączana jest kompletna dokumentacja: instrukcje, schematy, gerbery lub graficzna reprezentacja warstw miedzi i opisów. W ten sposób zanim kupię płytkę, to mogę szczegółowo sprawdzić rozwiązania techniczne i ocenić na ile będzie to przydatne. Takie płytki zdecydowanie nie nadają się do szkół w ramach laboratoriów przyszłości. Dla dzieci nie ma tutaj nic interesującego. Łatwiej będzie ich użyć na uczelni lub do testów dla inżynierów, dla projektantów, gdzie mogą stanowić nieocenioną pomoc. Przykładowo, jeżeli u mnie w pracy (korporacja >90 tysięcy ludzi) do opracowania kawałka zasilacza trzeba zaangażować 7 osób z różnych działów, a pierwsze sample przyjdą po 9-12 miesiącach, to chyba nie trzeba tłumaczyć ile czasu można zyskać i jak wiele rzeczy można wyeliminować korzystając z płytki od producenta układu, którą mogę dostać 24 godziny po złożeniu zamówienia. Nawet wtedy, gdy konieczna jest wymiana kilku elementów. Piszę o tym, ponieważ dla uczniów lub studentów jest istotne, aby nauczyli się korzystać z takich narzędzi jak zestawy rozwojowe/ewaluacyjne. Jeżdżąc na różne warsztaty spotykałem się czasami z osobami, które rejestrowały się i jechały kilkadziesiąt kilometrów po "darmową płytkę", aby sprzedać ją jeszcze tego samego dnia na jakimś portalu. Samą płytkę, bez materiałów szkoleniowych. A przecież cel takich spotkań i dostarczania materiałów jest zupełnie inny.

    Budowa modułowa jest interesującą opcją, ale automatycznie zwiększy koszt zestawu. Pytanie zasadnicze: jakie bloki masz na myśli? Czy chodzi o bloki typu kompletne topologie, czy raczej małe bloki funkcjonalne, np. filtry wejściowe, wielokrotne sekcje kluczowania prądu z elementami indukcyjnymi, obwody sprzężenia zwrotnego z kompensatorami, generator(y) podstawy czasu, filtry wyjściowe, pomiary i zabezpieczenia, logowanie danych, aktywne obciążenie... Moim zdaniem nie jest możliwe opracowanie jednego uniwersalnego rozwiązania, ponieważ pewne opcje się wzajemnie wykluczają. Na przykład układ czysto analogowy i układ cyfrowy, buck lub boost vs flyback vs Cuk, mnogość opcji vs dobry projekt PCB, itp. Temat jest bardzo szeroki, a rynek docelowy dość wąski. Moim zdaniem łatwiej poszukać na rynku wśród rozwiązań już istniejących.
  • #9 19743735
    pawelr98
    Poziom 39  
    TechEkspert napisał:
    Gdy czytam Wasze odpowiedzi zastanawiam się czy w ogóle jest możliwe zaproponowanie uniwersalnego rozwiązania do pracowni/laboratorium nauki o przetwornicach DC/DC?

    -osobne układy dla każdej topologii?

    -wytrzymałe układy zamknięte w pudełku? (takie pamiętam i traktowaliśmy je jako czarną skrzynkę...)

    -przetwornice na specjalizowanych układach czy zrobione dyskretnie z osobnymi blokami?


    Zależy wiele od kursu.
    Tam gdzie stawia się na podstawy, realizacja na elementach dyskretnych jest lepsza bo pozwala obejrzeć budowę przetwornicy na blokach.

    Tam gdzie zaawansowanie jest większe to wyspecjalizowane układy będą lepsze, bo podstaw tych ludzi uczyć nie trzeba.

    Wytrzymałe układy zamknięte w pudełku są fajne dopóki złącza są dobre i/lub wymienne. Choć przede wszystkim powinny być dobrej jakości.
    Niezmienną rzeczą wspólną dla wielu laboratoriów na różnych uczelniach jest zasada "Jeden trzyma, drugi mierzy".
    A ileż to razy było, "ty dociskaj kabel, a ja będę mierzył". Taki to podział obowiązków przy stanowisku, jak jeszcze trzecia dostępna to ustawia zasilacz/generator.

    I jak się popytać, to i takie kwiatki znajdziemy w dowolnej politechnice/placówce edukacyjnej w kraju. Ja tak miałem, koledzy z warszawskiej też tak mieli, uczniowie techników też o takich problemach mówią.

    DSM-51 akurat nadal jest żywe i używane na uczelniach i w technikach.
    Nadal można te zestawy kupić.
  • #10 19744137
    TechEkspert
    Redaktor
    Rzeczywiście podstawa to grupa docelowa i określenie wymagań... oraz faktycznie czarna skrzynka nie musi być zalana żywicą tylko może być otwieralna celem zmiany konfiguracji a nawet może mieć wyprowadzone dodatkowe sygnały do obserwacji.

    Co do modułowości to raczej inspiracja SR1 czyli blok PWM, blok komparatora błędu, blok sterowania kluczem i klucz z indukcyjnością, blok pomiaru prądu/napięcia. Jednak po zastanowieniu może lepiej sprawdzić się płytka skonfigurowana na określone ćwiczenie z konkretną topologią i możliwością zmiany parametrów.

    Wygląda na to, że do ćwiczeń przydałyby się i realizacje dyskretne (podstawy) i te specjalizowane (praca na realnym układzie aplikacyjnym).

    Wyeksploatowanie szkolnego sprzętu i często jego przestarzałość to kolejny temat, a wspomniane trzymanie złącza aby układ działał to znany mi scenariusz :)
REKLAMA