არდუინოს დაფუძნებული DC ელექტრონული დატვირთვა: 5 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

ამ პროექტს აფინანსებს JLCPCB.com. შეიმუშავეთ თქვენი პროექტები EasyEda ონლაინ პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით, ატვირთეთ თქვენი არსებული Gerber (RS274X) ფაილები და შემდეგ შეუკვეთეთ თქვენი ნაწილები LCSC– დან და მთელი პროექტი პირდაპირ თქვენს კარზე გაიგზავნება.

მე შევძელი KiCad ფაილების პირდაპირ JLCPCB გერბერ ფაილებად გარდაქმნა და ამ დაფების შეკვეთა. მე არ მჭირდებოდა მათი რაიმე ფორმით შეცვლა. მე ვიყენებ JLCPCB.com ვებსაიტს, რომ თვალყური ვადევნო დაფის სტატუსს მშენებლობის დროს და მათ ჩემთან მივიდნენ შეკვეთის გაგზავნიდან 6 დღის განმავლობაში. ახლა ისინი გვთავაზობენ უფასო გადაზიდვას ყველა PCB– ისთვის და PCB– ის ფასი მხოლოდ 2 დოლარია!

შესავალი: უყურეთ ამ სერიას YouTube- ზე "Scullcom Hobby Electronics", რათა მიიღოთ სრული გაგება დიზაინისა და პროგრამული უზრუნველყოფის შესახებ. ჩამოტვირთეთ.zip_file სერიის ვიდეოდან 7.

მე ვქმნი და ვცვლი "Scullcom Hobby Electronic DC Load". მისტერ ლუიმ თავდაპირველად შეიმუშავა ამ პროექტთან დაკავშირებული ყველა აპარატურის განლაგება და პროგრამული უზრუნველყოფა. გთხოვთ დარწმუნდეთ, რომ ის იღებს სათანადო კრედიტს, თუ თქვენ გაიმეორებთ ამ დიზაინს.

ნაბიჯი 1: შეამოწმეთ "საბრძოლო ინჟინერი" YouTube– ზე PCB– ის შეკვეთის პროცესის შესახებ კონკრეტული დეტალებისთვის

უყურეთ ამ ვიდეოს, რომელიც არის სერიის 1 ვიდეო და ისწავლეთ როგორ შეუკვეთოთ თქვენი პერსონალური PCB. თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ დიდი გარიგებები თქვენს ყველა კომპონენტზე LCSC.com– დან და დაფები და ყველა ნაწილი ერთად გაიგზავნოს. ჩამოსვლისთანავე შეამოწმეთ ისინი და დაიწყეთ პროექტის შედუღება.

დაიმახსოვრეთ, რომ აბრეშუმის ეკრანის ზედა ნაწილია და თქვენ უნდა გადაწიოთ ნაწილების ფეხები ზემოდან და შეაერთოთ ისინი ქვედა მხარეს. თუ თქვენი ტექნიკა კარგია, მცირეოდენი შედუღება შემოვა ზედა ნაწილში და გაჟღენთილია ნაწილის ძირში. ყველა IC (DAC, ADC, VREF და ა.შ.) მიდის დაფის ქვედა მხარესაც. დარწმუნდით, რომ ზედმეტად არ გაათბოთ მგრძნობიარე ნაწილები თქვენი გამაგრილებელი რკინის წვერებზე. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ "reflow" ტექნიკა მცირე SMD ჩიპებზეც. შეინახეთ სქემა ხელით ერთეულის მშენებლობისას და მე აღმოვაჩინე, რომ გადახურვა და განლაგება ასევე ძალიან გამოსადეგია. აიღეთ დრო და დარწმუნდით, რომ ყველა რეზისტორი აღმოჩნდება სწორ ხვრელებში. მას შემდეგ რაც ორმაგად შეამოწმებთ, რომ ყველაფერი სწორ ადგილას არის, გამოიყენეთ პატარა გვერდითი საჭრელი ნაწილების ზედმეტი სადენების მოსაშორებლად.

მინიშნება: თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ რეზისტორების ფეხები სიგნალის კვალის ჯუმბერის ბმულების შესაქმნელად. ვინაიდან ყველა რეზისტორი არის 0.5W აღმოსავლეთით, ისინი სიგნალს კარგად ატარებენ.

ნაბიჯი 2: კალიბრაცია

"SENSE" ხაზი გამოიყენება ძაბვის წასაკითხად დატვირთვაზე, ხოლო დატვირთვა ტესტირების პროცესშია. ის ასევე პასუხისმგებელია ძაბვის კითხვაზე, რომელსაც ხედავთ LCD– ზე. თქვენ დაგჭირდებათ "SENSE" ხაზის დაკალიბრება დატვირთვით "ჩართული" და "გამორთული" სხვადასხვა ძაბვაზე, რათა უზრუნველყოთ უდიდესი სიზუსტე. (ADC– ს აქვს 16 ბიტიანი გარჩევადობა, ასე რომ თქვენ მიიღებთ ძალიან ზუსტ 100mV კითხვის საშუალებას- საჭიროების შემთხვევაში შეგიძლიათ შეცვალოთ პროგრამული უზრუნველყოფის წაკითხვა).

DAC– დან გამომავალი შეიძლება იყოს მორგებული და ადგენს დისკის ძაბვას Mosfets– ის კარიბჭისთვის. ვიდეოში ნახავთ, რომ მე გადავლახე 0.500V, ძაბვა იყოფა და მე შემიძლია გავაგზავნო ყველა 4.096V VREF– დან Mosfets– ის კარიბჭეზე. თეორიულად დაუშვებელია 40A– მდე დენის გადატანა დატვირთვაში.* თქვენ შეგიძლიათ დაარეგულიროთ კარიბჭის ძაბვის ძაბვა 200Ohm 25 ბრუნვადი პოტენომეტრის გამოყენებით (RV4).

RV3 ადგენს მიმდინარეს, რასაც ხედავთ LCD– ზე და ერთეულის უტვირთო დენზე. თქვენ დაგჭირდებათ პოტენომეტრის მორგება ისე, რომ ეკრანის ეკრანის წაკითხვა სწორი იყოს, ხოლო რაც შეიძლება მცირედ შეინარჩუნოთ "OFF" მიმდინარე დატვირთვა დატვირთვაზე. ეს რას ნიშნავს გეკითხებით? ისე, ეს არის მცირე ნაკლი ამ უკუკავშირის მარყუჟის კონტროლში. როდესაც თქვენ დაუკავშირებთ ტვირთს დანადგარის დატვირთვის ტერმინალებს, მცირე "გაჟონვის დენი" გაედინება თქვენი მოწყობილობიდან (ან ბატარეიდან) ტესტირებისას და ერთეულში. თქვენ შეგიძლიათ შეამციროთ ეს 0.000 -მდე პოტენციომეტრით, მაგრამ მე აღმოვაჩინე, რომ თუ მას 0.000 -ზე დააყენებთ, LCD მაჩვენებლები არ არის ისეთი ზუსტი, თითქოს 0.050 შემოგეპაროთ. ეს არის პატარა "ხარვეზი" ერთეულში და ის განიხილება.

*შენიშვნა: თქვენ დაგჭირდებათ პროგრამული უზრუნველყოფის მორგება, თუ თქვენ შეეცდებით გვერდის ავლით ან შეცვალოთ ძაბვის გამყოფი და თქვენ ამას აკეთებთ თქვენი საკუთარი რისკით. თუ თქვენ არ გაქვთ დიდი გამოცდილება ელექტრონიკაში, დატოვეთ მოწყობილობა 4A– ზე ორიგინალური ვერსიის მსგავსად.

ნაბიჯი 3: გაგრილება

დარწმუნდით, რომ მოათავსეთ ვენტილატორი ისე, რომ მიიღოთ მაქსიმალური ჰაერის ნაკადი მოსფეტსა და გამაცხელებელზე*. სულ სამი (3) გულშემატკივრის გამოყენებას ვაპირებ. ორი Mosfet/გათბობისთვის და ერთი LM7805 ძაბვის რეგულატორისთვის. 7805 უზრუნველყოფს მთელ სიმძლავრეს ციფრული წრედისთვის და ნახავთ, რომ ის მშვიდად თბება. თუ თქვენ აპირებთ ამის ჩადებას ქეისში, დარწმუნდით, რომ ქეისი საკმარისად დიდია, რათა უზრუნველყოს ადექვატური ჰაერის გადინება ფეტსზე და მაინც ტრიალებს დანარჩენ სივრცეში. არ დაუშვათ გულშემატკივართა ცხელი ჰაერი პირდაპირ კონდენსატორებზე, რადგან ეს დაძაბავს მათ და შეამცირებს მათ სიცოცხლის ხანგრძლივობას.

*შენიშვნა: მე ჯერ არ დამიყენებია ამ პროექტზე გამათბობელი (გამოქვეყნების დროს), მაგრამ მე და შენ გჭირდება ერთი! მას შემდეგ რაც გადავწყვეტ საქმეს (ვაპირებ 3D ბეჭდვას საბაჟო ქეისზე) გავაფორმებ გამათბობლებს ზომის და დავაყენებ მათ.

ნაბიჯი 4: პროგრამული უზრუნველყოფა

ეს პროექტი ემყარება Arduino Nano და Arduino IDE- ს. მისტერ ლუიმ დაწერა ეს "მოდულური" ფორმით, რაც საშუალებას აძლევს საბოლოო მომხმარებელს მოახდინოს მისი მოთხოვნილებების მორგება. (*1) ვინაიდან ჩვენ ვიყენებთ 4.096V ძაბვის მითითებას და 12-ბიტიან DAC- ს, MCP4725A, ჩვენ შეგვიძლია დაარეგულირეთ DAC– ის გამომუშავება ზუსტად 1 მვ ნაბიჯზე (*2) და ზუსტად გააკონტროლეთ გეით გეით ძაბვა Mosfets– ზე (რომელიც აკონტროლებს დენს დატვირთვის საშუალებით). 16 ბიტიანი MCP3426A ADC, ასევე ამოძრავებს VREF– დან, ასე რომ ჩვენ შეგვიძლია მარტივად მივიღოთ 0.000V გარჩევადობა დატვირთვის ძაბვის მაჩვენებლებისთვის. კოდი, როგორც არის,.zip– დან საშუალებას მოგცემთ შეამოწმოთ დატვირთვები 50W– მდე ან 4A– მდე, რომელია უფრო დიდია ან "მუდმივი მიმდინარე", "მუდმივი ძალა" ან "მუდმივი წინააღმდეგობის" რეჟიმში. ერთეულს ასევე აქვს ჩაშენებული ბატარეის ტესტირების რეჟიმი, რომელსაც შეუძლია გამოიყენოს 1A გამონადენი მიმდინარე ყველა ძირითადი ქიმიური ელემენტისთვის. დასრულების შემდეგ ის აჩვენებს თითოეული უჯრედის საერთო მოცულობას. ერთეულს ასევე აქვს გარდამავალი რეჟიმი და სხვა შესანიშნავი მახასიათებლები, უბრალოდ გადახედეთ. INO_ ფაილს სრული დეტალებისთვის.

Firmware არის ცარცი სავსე უსაფრთხოების მახასიათებლები ასევე. ანალოგური ტემპერატურის სენსორები საშუალებას იძლევა ვენტილატორის სიჩქარის კონტროლი და ავტომატური გათიშვა, თუ მაქსიმალური ტემპერატურა აღემატება. ბატარეის რეჟიმს აქვს წინასწარ განსაზღვრული (რეგულირებადი) დაბალი ძაბვის გათიშვა თითოეული ქიმიისთვის და მთელი ერთეული დაიხურება, თუ მაქსიმალური სიმძლავრის მაჩვენებელი გადააჭარბებს.

(*1) რასაც მე ვაკეთებ. მე დავდებ სხვა ვიდეოებს და დავამატებ ამ პროექტს, როგორც ის პროგრესირებს.

(*2) [(12-ბიტიანი DAC = 4096 ნაბიჯი) / (4.096Vref)] = 1 მვ. ვინაიდან არაფერია სრულყოფილი, არის მორთული ქვაბი, რომელიც ითვალისწინებს ხმაურს და სხვა ჩარევას.

ნაბიჯი 5: რა არის შემდეგი

მე ვცვლი ამ პროექტს, როგორც აპარატურას, ასევე პროგრამულ უზრუნველყოფას, რომლის მიზანია გახადოს სტაბილური 300W/ 10A. ეს მხოლოდ დასაწყისია იმისა, რაც აუცილებლად გახდება შესანიშნავი წვრილმანი ბატარეის შემმოწმებელი/ ზოგადი დანიშნულების DC დატვირთვა. კომერციული გამყიდველის შესადარებელი ერთეული დაგიჯდებათ ასობით, თუ არა ათასობით დოლარი, ასე რომ, თუ თქვენ სერიოზულად ფიქრობთ DIY 18650 Powerwall– ების ტესტირებაზე მაქსიმალური უსაფრთხოებისა და მუშაობისთვის, მე გირჩევთ, რომ თავად ააწყოთ ეს.

დაელოდეთ დამატებით განახლებებს:

1) მორგებული 3D დაბეჭდილი საქმე OnShape– ის გამოყენებით

2) 3.5 TFT LCD დისპლეი

3) გაზრდილი სიმძლავრე და პერფორასი

მოგერიდებათ დაუსვათ ნებისმიერი შეკითხვა, რაც შეიძლება გქონდეთ ამ პროექტთან დაკავშირებით. თუ რაიმე მნიშვნელოვანი გამომიტოვებია, შევეცდები დავბრუნდე და შევასწორო ის. მე ვაწყობ რამდენიმე "ნაწილობრივ ასაწყობ კომპლექტს", მათ შორის PCB, რეზისტორები, JST- კონექტორები, ბანანის ჯეკები, დიოდები, კონდენსატორები, დაპროგრამებული Arduino, სათაურის ქინძისთავები, მბრუნავი კოდირება, ჩამკეტი დენის გადამრთველი, ღილაკი და ა.შ. და მალე გახდება ხელმისაწვდომი. (მე არ ვაპირებ "სრული ნაკრების" დამზადებას სხვადასხვა IC- ს ღირებულების გამო, როგორიცაა DAC/ADC/Mosfets/etc, მაგრამ თქვენ შეძლებთ ნაწილების დაახლოებით 80% მზად იყოს წასასვლელად, ერთ ნაკრებში, პროფესიონალური PCB– ით).

გმადლობთ და ისიამოვნეთ.