Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
IGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zlecę wykonanie układów elektronicznych do latarki HID

djemen 16 Paź 2007 18:20 3252 11
  • #1
    djemen
    Poziom 14  
    Witam!

    Buduję latarkę z palnikiem ksenonowym HID.
    Potrzebuję do niej układu sterującego pracą przetwornicy i ładowarki opartego na mikrokontrolerze. Jako, że nie mam bladego pojęcia ani o mikrokontrolerach, ani w zasadzie o elektronice analogowej, szukam chętnego, który, oczywiście za stosowną zapłatą, zrobi dla mnie układ od podstaw - zaprojektuje, wykona płytki, zaprogramuje uP, polutuje i uruchomi. Układ musiałby być kompaktowy i dokonywać włączania/wyłączania przetwornicy/ładowarki za pomocą elementów wykonawczych MOSFET o rezystancji kanału na poziomie 10 mOhm, odcinać napięcia zasilania gdy będą zbyt niskie (11,5V), mierzyć temperaturę w dwóch punktach i także odcinać zasilanie w przypadku jej przekroczenia (65 i 40 st. C). Układ musi zaświecić diodę LED, gdy napięcie spadnie poniżej 13,5V (takie ostrzeżenie). Napięcie to, jak i temperaturę wyłączenia 40 st. C chciałbym później móc dostroić (napięcie w zakresie 13-14V, a temperaturę 35-45 st.C). Układ musi także posiadać wyjście sterujące napięciem od 0 do 5V wejście przetwornicy, regulujące jej moc. Całość musi być sterowana jednym przyciskiem chwilowym o różnych funkcjach (chwilowe kliknięcie, przytrzymanie, odczekanie 3 s. itp.). Napięcia wejściowe mieszczą się w zakresie od 11 do 17V, maksymalny prąd pracy to 6A przez kilka sekund i średni mieszczący się w zakresie od 3 do 4A.
    Okrągła płytka, najlepiej SMD, powinna mieć nie więcej niż 34 mm średnicy, bowiem musi zmieścić się w tubie latarki. Może być to wykonane ewentualnie w formie dwóch okrągłych płytek o średnicy 34 mm, ułożonych jedna nad drugą lub od biedy na płytce o szerokości 15 mm, długości 50 mm i całkowitej wysokości elementów nie większej niż 5 mm (najwyższe elementy jedynie w dłuższej osi płytki). Układ ma działać pewnie i niezawodnie.
    Potrzebuję cztery takie układy. W skład usługi wchodzi zaprojektowanie schematu obwodu, dobór elementów, zaprogramowanie uP, wykonanie i montaż płytek z uruchomieniem układu.
    Omawiana dalej ładowarka z przetwornicą zasilającą docelowo nie wchodzi w skład zlecenia, ale jeżeli byliby chętni podjęcia się i tego, byłoby nawet lepiej (zmniejszenie kosztów jednostkowych i kompaktowości). W dalszej części tematu bardziej szczegółowe wytyczne.

    Poniżej rysunek poglądowy:

    Zlecę wykonanie układów elektronicznych do latarki HID
  • IGE-XAO
  • #2
    edberg
    Poziom 30  
    a jakimi bateriami to ma być zasilane ? tyle amper nie pójdzie z średniej baterii i na pewno nie będzie ona mała
  • IGE-XAO
  • #3
    Ufo atakuje
    Poziom 10  
    A po co ma być odcięte zasilanie poniżej 12V, latarka przecież zgaśnie. :?
  • #4
    kjkj
    Poziom 11  
    170W to całkiem zgrabny akumulator.
  • #5
    max666
    Poziom 12  
    Witam.

    Prosze o kontakt na maila: mbialas@gmail(dot)com

    Pozdrawiam
  • #6
    djemen
    Poziom 14  
    edberg napisał:
    a jakimi bateriami to ma być zasilane ? tyle amper nie pójdzie z średniej baterii i na pewno nie będzie ona mała


    Zasilanie to akumulator Li-Ion o napięciu 14,8V i pojemności 4400 - 5200 mAh. 8 ogniw formatu 18650 produkcji LG. Solidna elektrownia i 6A pociągnie bez problemu.

    Odcięcie przy 12V po to, aby nie zniszczyć akumulatora. Takie są zalecenia producenta i w przypadku ogniw Li-Ion bezwzględnie należy ich przestrzegać.

    D.
  • #7
    kjkj
    Poziom 11  
    Niezupełnie bateria ma 5Ah czyli czas zasilania prądem 6A to nie więcej niż ok 40 min , ale napięcie 13.5V przy prądzie 6A prawdopodobne nie jest możliwe do osiągnięcia bezpośrednio z baterii.
  • #8
    djemen
    Poziom 14  
    Być może źle się wyraziłem lub nie podałem jaka to lampa. 6A na pewno nie jest prądem nominalnym, tylko maksymalnym pobieranym podczas startu i tylko przez kilka sekund. Lampa ma 35W mocy, przetwornica 90% sprawności. Moc pobierana z akumulatora wynosi więc około 39W. Akumulator o napięciu 14,8V i pojemności 5200 mAh posiada 77Wh energii, co daje niemal 2 godziny ciągłej pracy. Z tego również wynika średni prąd rozładowania 2,6A podczas ciągłej pracy, czyli mniej więcej 0,5C. Akumulator rozładowywany prądem 0,5C wystarcza na 2 godziny. Oczywiście są też spadki napięcia wywołane wewnętrzną rezystancją baterii, elektroniki i połączeń, więc napięcie nominalne baterii, jak i zgromadzona energia i czas rozładowania będą o kilka % mniejsze (do mocy strat przetwornicy trzeba dodać moc strat oporności innych komponentów, w tym baterii przy danym napięciu pracy i prądzie).

    Wrzucam dokładniejsze wytyczne do zbudowania takiego układu:

    ON/OFF jest przez zwarcie do masy, będzie tam włącznik chwilowy.

    Zakres temperatur w jakim ma działać -25 - +85 st C.

    Prąd jaki ma załączać układ (max i ciągły): załączanie z prądem do 6,5A trwa przez 4 sekundy; praca ciągła 3A.

    Z racji tego, że przetwornica jest urządzeniem kontrolującym moc, przy niższym napięciu zasilania niż nominalne napięcie baterii 14,8V, prąd pracy będzie rósł, aby zapewnić stałą moc do lampy. Przy napięciu 12V może wzrastać do 4A. Moc jaką przetwornica pobiera z obciążenia to około 45W.

    Napięcie przy jakim ma pracować: od 11 do 17V (ogniwa, również z ładowarką, dają od 11 do 16,8V.

    Średnica płytki 34 mm. Mogą być dwie umieszczone jedna nad drugą. Może też być płytka o szerokości 16 mm, długości do 50 mm, ale o wysokości elementów do 2 mm na krawędziach i 3 mm w dłuższej osi. Płytki okrągłe tego limitu nie mają, ale generalnie dobrze by było, aby też miały płaski profil. Wolę okrągłe.

    >> W przyszłym tygodniu zaproponuję dodatkowe wymiary płytek, jak tylko odbiorę latarkę od tokarza i pomierzę miejsce w środku.

    Dioda LED czerwona o niskim poborze prądu (możliwie jak najmniejsza), służąca do sygnalizacji, że akumulator zbliża się do rozładowania.

    Liczba sztuk 4 z SMD z wyprowadzeniami na przewody wejście/wyjście, LED.

    Wyłącznik też na przewodach do obudowy.

    Pomiar temperatury czujnikiem w obudowie TO-92 (tranzystor np. bc547) może być, chociaż przetwornica posiada nagwintowane "wejście" na czujnik temperatury o średnicy 3 mm i wysokości 3 mm. Jeżeli znajdzie się coś takiego to będzie jeszcze lepiej.

    Temperatura zabezpieczenia przy którym ma zadziałać: 65 st C.

    Możliwość opcjonalnego dodania drugiego kanału zabezpieczenia temperaturowego przy 35-40 st C.

    Napięcie progowe wyłączenia zasilania: 11,5V.

    Uwagi: Układ powinien posiadać jak najniższą rezystancję, gdy jest włączony (poniżej 20 Ohm) i pobór prądu w uśpieniu poniżej 100 uA.

    Podczas pracy układ powinien pobierać nie więcej niż 10 mA + kilka mA na diodę. Po wyłączeniu dioda gaśnie.

    Napięcie, przy którym dioda się zapala: <13,5V, z możliwością kalibracji od 13 do 14V.

    Sprawa włącznika: Przetwornica posiada regulowaną moc w zakresie 25 - 45W, która odbywa się sterowaniem napięciem trzeciego pinu przetwornicy do masy w zakresie 0-5V. Domyślnie projekt zakładał użycie potencjometru i odpowiednich oporności między pinem regulacji a masą, jednak wygodniejsze byłoby użycie do włączania/wyłączania i regulacji mocy jednego przycisku chwilowego i prawdopodobnie (choć na tym się nie znam to tak mi się wydaje) mikroprocesora.

    Zlecę wykonanie układów elektronicznych do latarki HID
    Tak wygląda schemat blokowy latarki.

    Wpisuję dokładnie to, co chciałbym aby przycisk wykonywał:

    1) Zewnętrzne źródło zasilania odłączone, akumulator (BAT):
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku – brak reakcji
    * Przytrzymanie przycisku >2s. – ON
    * Przytrzymanie przycisku >1s. – Przejście do trybu wyboru jasności
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku przed upływem 3 sekund – Zmiana trybu jasności
    * Odczekanie 3 sekund bez reakcji – Akceptacja danego trybu
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku po upływie 3 sekund – OFF
    * Przytrzymanie przycisku >1s. przed upływem 3 sekund – wymuszenie OFF

    2) Zewnętrzne źródło zasilania podłączone (EXT):
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku – start ładowania
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku – koniec ładowania
    * Przytrzymanie przycisku >2s. – EXT ON, dioda LED mruga co 1 sekundę
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku – EXT OFF
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku – start ładowania
    * Przytrzymanie przycisku >2s. – EXT ON, dioda LED mruga co 1 sekundę, ładowanie trwa
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku – EXT OFF, ładowanie trwa
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku – koniec ładowania

    3) Podłączenie zewnętrznego źródła (EXT), gdy ON:
    * Restart z BAT na EXT
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku – OFF
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku – start ładowania
    * Przytrzymanie przycisku >2s. – EXT ON, dioda LED mruga co 1 sekundę
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku – EXT OFF
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku – koniec ładowania

    4) Odłączenie zewnętrznego źródła (EXT), gdy EXT ON:
    * Restart z EXT na BAT, koniec ładowania jeżeli ładowanie trwa
    * Chwilowe wciśnięcie przycisku – EXT OFF

    BAT – zasilanie z akumulatora.

    Tryby zmienia się poprzez wysterowanie trzeciego pinu przetwornicy, zgodnie z rysunkami poniżej. Tryby to w kolejności 35W (domyślny po włączeniu), następnie 25W, 45W i powrót do 35W.

    W razie pytań służę datasheetem przetwornicy.

    Pozdrawiam,
    Damian
  • #9
    Tomasz.W
    Poziom 35  
    Witam.
    Nie wiem za bardzo nad czy się tu wiele zastanawiać. Mały Atmel np. ATtiny15 rozwiąże problem. Wbudowane przetworniki ADC załatwią sprawę pomiaru napięcia i temperatury. Jaka to przetwornica? Bo całkiem możliwe że można ją będzie zablokować podając sygnał z procesora bez użycia "dużego" MOSFETA.
  • #10
    djemen
    Poziom 14  
    Ciekawa idea warta rozpatrzenia.

    Trzeci pin regulujący moc lampy, który, jak wynika z datasheetu przetwornicy, służy także do jej wyłączania (0R do masy). Czyli topologia byłaby taka, że przetwornica jest stale włączona w obwód bez konieczności stosowania MOSFETa, a funkcję ON/OFF realizuje się kontrolując napięcie trzeciego pinu?

    Zlecę wykonanie układów elektronicznych do latarki HID
    widok przetwornicy z trzema pinami - zasilania i regulacji

    Zlecę wykonanie układów elektronicznych do latarki HID
    tabela funkcji

    Zlecę wykonanie układów elektronicznych do latarki HID
    zależność mocy lampy od napięcia trzeciego pinu (rezystancji między 3-im pinem a masą)

    Spytam się tylko o to, czy steruje się ten pin sygnałami, czy trwale ustalając zadane napięcie oraz o pobór mocy w trybie stand-by.

    Damian
  • #11
    Tomasz.W
    Poziom 35  
    djemen napisał:
    ...czy steruje się ten pin sygnałami, czy trwale ustalając zadane napięcie oraz o pobór mocy w trybie stand-by....
    Z tego co zamieściłeś wynika że wystarczą dwa poziomy 0 i 5 Volt, oczywiście bez regulacji mocy. A pobór w trybie stand-by to pojęcia nie mam, musisz poszukać w danych przetwornicy.
  • #12
    djemen
    Poziom 14  
    Pobór mocy w trybie stand-by to 0,6W.

    Czyli za dużo, jak na sterowanie ON/OFF trzecim pinem.

    Po drugie MOSFET jednak musi być w tym układzie, bo bez niego nie działałoby zabezpieczenie przed rozładowaniem baterii.

    UPDATE:

    Uzyskałem odpowiedź od producenta przetwornicy. Faktycznie, nie zaleca sterowania ON/OFF przetwornicy wyłącznie trzecim pinem, gdy jest stale podłączona do źródła zasilania, bowiem prąd stand-by jest zbyt duży. W aplikacji bateryjnej zaleca wprowadzenie pewnej sekwencji startowej, która minimalizuje prąd inicjalny ładowania kondensatorów wejściowych przetwornicy i wydłuża czas działania baterii.

    Po wciśnięciu przycisku głównego w celu włączenia, nim główny MOSFET połączy przetwornicę ze źródłem zasilania, należy:

    1) Dodatkowym wyjściem małosygnałowym zewrzeć trzeci pin do masy.
    2) Włączyć główny MOSFET po upływie co najmniej 50 ms.
    3) Po kolejnych 50 ms i naładowaniu kondensatorów wejściowych przetwornicy należy zwolnić trzeci pin z GND.

    Narysowałem taki schemat poglądowy:

    Zlecę wykonanie układów elektronicznych do latarki HID

    TC1, TC2 - wejścia czujników temperatury
    CTR - wyjście sterujące trzecim pinem przetwornicy - 0-5V
    BAT - wejście pomiaru napięcia baterii
    T1, T2 - elementy wykonawcze MOSFET
    EXT - wejście pomiaru napięcia źródła zewnętrznego.

    Jest w tym miejscu parę nowości - Chciałbym, aby ten układ pozwalał na współpracę latarki z zewnętrznym źródłem zasilania 11-16V. Aby tak samo jak napięcie baterii, odcinał je w przypadku spadku poniżej 11,5V. Drugi element wykonawczy dodałem ze względu na chęć sterowania także ładowarką akumulatora. Chcę, aby zaprojektowanie i wykonanie wcześniej omawianego układu na mikroprocesorze umożliwiałoby bezproblemowe podłączenie ładowarki i jej sterowanie ON/OFF. Ładowarka miałaby wydajność prądową 2-3A i przetwornicę zasilającą boost, o napięciu wyjściowym 19V, wejściowym 11-16V i prądzie wyjściowym 2-3A. Musi mieć jak najbardziej kompaktowe wymiary.

    D.