Guido nem csak azért szereti a Linuxot, mert szórakoztató felfedezni e rendszerek nagy lehetőségeit, hanem a tervezésben részt vevő összes ember miatt.
Spanyolra fordította:
Miguel Magán C. "
Mikrokontroller alapú egyenáramú tápegység
Ez az AT90S4433 mikrovezérlő sorozat Linux Focus negyedik cikke. Javaslom, hogy olvassa el az Atmel mikrokontroller programozásáról szóló korábbi cikkeket, különösen:
- A Linux AVR fejlesztői környezet telepítése és használata, valamint a programozási hardver felépítése:
2002. március, az AVR mikrokontroller programozása a GCC-vel - Hogyan készítsünk saját nyomtatott áramkört:
2002. május, LCD kezelőpanel a Linux szerverhez - Doboz felépítése az áramellátáshoz:
2002. szeptember, 1Hz-100Mhz frekvenciaszámláló LCD kijelzővel és RS232 interfésszel
Bevezetés
Az áramellátás alapjául szolgáló mikrovezérlő nem a legegyszerűbb áramkör, de biztosíthatom Önöket, hogy nem bánja az építéséhez szükséges időt. Nagyon robusztus és megbízható. Technikailag is nagyon érdekes, mert megtanulhatja, hogyan kell előállítani egy analóg egyenfeszültséget egy mikrovezérlővel digitális-analóg átalakító használata nélkül.
Ehhez a cikkhez jó néhány alkatrészre lesz szüksége, de olcsóak és szabványosak. Ez az áramellátás olcsó.
Mire van szükséged
Vázlat és tábla
A séma és a tábla megtervezéséhez a eagle for Linuxot használtam. A sas fájlokat a tar.gz csomag is tartalmazza a szoftverrel együtt. Letöltheti őket a cikk végén.
Az áramkör két részre oszlik. Egy fő rész és egy másik a teljesítménytranzisztorok számára. Az alábbiakban két független vázlatot láthat a két részről, amelyeket aztán kábelek kötnek össze.
A fő vázlat (kattintson a képre a nagyításhoz): 
Az áramellátó alkatrész sematikus ábrája (kattintson a képre a nagyításhoz):
A nyomógombok összekapcsolása egy mátrixban (kattintson a képre a nagyításhoz):
A főtábla felülről nézve (kattintson a képre a nagyításhoz):
A táblát kifejezetten elektronikai hobbistáknak tervezték. Csak a kék réteget kell bevésni egy nyomtatott áramköri lapra. A piros vonalak kábelek. Sokkal egyszerűbb és kevesebb pontosságot igényel egyoldalas nyomtatott áramköri kártya felépítése. Forraszthatja a vezetékeket (piros színnel) úgy, hogy azok a legrövidebbek legyenek. Sason nem tudtam megtenni.
A forrás nagyfeszültségű részének néhány alkatrésze felszerelhető egy szokásos prototípus-táblára (ezek sok lyukú táblák). Az alaplap és a tápegység kábelekkel van összekötve (JP2 és JP3). Észre fogja venni, hogy a fővezeték földelő vezetéke csatlakozik a pozitív egyenáramú (DC) kimenethez. Ez helyes, és ezért van szükségünk két külön transzformátorra (az egyik a tápegységre, a másik a logikai részre a mikrovezérlővel és az op erősítőkkel).
Hogyan működik
A fő vázlatot megnézve láthatja, hogy 2 részből áll. Az egyiket sematikusan "áramszabályozás", a másikat "feszültségszabályozás" jelöli. Két független vezérlő hurok. Az egyik a feszültség kimenetét szabályozza, a másik pedig a feszültségesést (potenciálkülönbség) a tápoldali 0,275 ohmos ellenállás felett. A feszültségesés egyenértékű az árammal. A két vezérlőelemet D2 és D3 diódákkal "kombinálják". Ezek a diódák egy analóg VAGY kaput alkotnak. Vagyis, ha az áram túl nagy, akkor az áramvezérlő rész addig csökkenti a feszültséget, amíg az áram nem tér vissza a határértékek közé, másrészt, ha az áram nem túl nagy, akkor a feszültségszabályozó rész gondoskodik a feszültség kimenetének szabályozásáról.
Ez az OR kapu azért működik, mert a T3 tranzisztor az R19 ellenálláson keresztül + 5V-ra van csatlakoztatva. Ha a D2 és D3 mögé nem csatlakoznának op-erősítők, akkor maximális teljesítményt kapna. A vezérlő hurokban lévő erősítő vezérli a kimenetet azáltal, hogy eltávolítja a + 5 V-ot a T3-ból (annyi földet vesz fel, amennyi szükséges).
A feszültségszabályozó hurok a kimeneti feszültséget az IC6B 5. érintkezőjétől kapott feszültségszintnek megfelelően vezérli. Más szavakkal, az 5. érintkező feszültsége egyenértékű a kimenettel, szorozva az erősítési tényezővel, amelyet az R15, R10 és R16 ellenállások határoznak meg. Ugyanaz az áramnál, azzal a különbséggel, hogy az R30 ellenálláson a feszültség egyenértékű a maximális kimeneti árammal.
A maximális áram kiválasztásához vagy az áramellátás kimenetének szabályozásához csak a két ponton kell ellátnunk a megfelelő feszültségeket (az IC6B 5. érintkezője és az R30 ellenállás). Ezt teszi a mikrovezérlő. De hogyan tud egy mikrovezérlő előállítani és szabályozni egy egyenáramú referenciafeszültséget? Vessen egy pillantást a következő képre:
Amit ezen a képen lát, az az, hogy miként lehet egy pulzáló jelet (impulzusok vonatát) átalakítani folyamatos jellé. Csak annyit kell tennie, hogy áthaladjon egy aluláteresztő szűrőn, amelynek vágási frekvenciája a jel frekvenciája alatt kb. 100 (vagy több) alkalommal van. Mivel a mikrovezérlőnk 4MHz-en működik, nem túl nehéz ilyen szűrőt megtervezni. Még ha szoftverrel generálnánk is a jelet, néhány kHz-t kapnánk, és a szűrő még mindig nagyon kicsi lenne.
A kép felső és alsó diagram közötti különbségét impulzusszélesség-modulációnak nevezzük. Az impulzusok hosszának megváltoztatásával a szűrés után megváltoztathatjuk az egyenfeszültséget.
!Nagyszerű, digitális jel segítségével pontos egyenáramú feszültséget tudunk előállítani!
Az AT90S4433 mikrovezérlőnek két belső számlálója van, az egyik a 16 bitből, a másik a 8. A 16 bites számlálónak lehetősége van pulzusszélesség-moduláció (PWM - Pulse Width Modulation - angolul) használatára, amelyet hardverben valósítanak meg a mikróban egy 10 bites felbontás. A 8 bites számláló nem rendelkezik ezzel a képességgel, de szoftveresen megvalósíthatjuk, még mindig elég gyors. A feszültségszabályozáshoz a 16 bites számlálót fogjuk használni, amely 10 bit = 1023 lépésfelbontást ad a feszültségszabályozáshoz. Az áram kimenetét a 8 bites számláló vezérli, amely 255 lépést ad az 1-3000mA tartomány vezérléséhez. Ez azt jelenti, hogy 12 mA (vagy kevesebb) pontossággal rendelkezünk. Ez elég az aktuális vezérléshez.
Az áramkör összes többi alkatrésze a tápfeszültségre és a feszültségre vonatkozik (a 7805 a mi viszonyítási alapunk), és annak biztosítására, hogy az áramellátás ne viselkedjen instabilan csatlakoztatva vagy leválasztva.
A szoftver
A mikrovezérlő szoftvere sok szempontot használ, amelyeket már ismer az előző cikkekből (uart az rs232-hez, LCD kijelző, számlálók megszakítási módban). Megtekintheti:
linuxdcp.c.
A legérdekesebb talán a PWM (Pulse Width Modulation) szoftver. Az ipwm_phase változó az ipwm_h-val együtt hajtja végre az áram PWM-jét. Futtatjuk a 8 bites számlálót megszakítási módban, és minden alkalommal, amikor a túlcsordulás miatt létrejön egy megszakítás, a "SIGNAL (SIG_OVERFLOW0)" függvény meghívásra kerül. Itt ellenőrizzük az ipwm_phase elemet, hogy vajon szükségünk van-e '1' vagy '0' generálására a kimenetben és vissza kell állítanunk a számlálót. Könnyen!.
Bár a szoftver nem túl bonyolult, annak teljes megértése érdekében ajánlom, hogy olvassa el a 4433 adatlapját (lásd a hivatkozásokat).
A 4433 egy 8 bites mikrovezérlő, matematikai képességei korlátozottak. A divXbyY és multiXbyY függvények 24 bites matematikát valósítanak meg, amelyre az impulzus szélességét kell kiszámítanunk a felhasználó által megadott feszültségből.
Tápegységünk 7 gombbal rendelkezik. Közülük hat a feszültség és áramerősség kiválasztására szolgál, a másik a "készenléti" módra. Ezzel a móddal ideiglenesen megszakíthatja a kimenetet, és továbbra is megváltoztathatja a feszültség és az áram határértékeit. A gombok állapotát a program fő ciklusában kérdezi le. Az ignorebuttató változó a gombok visszapattanására szolgál. Amikor megnyom egy gombot az ujjaival, kissé felfelé és lefelé mozog. Emberként ezt nem veszi észre, de a mikrovezérlő olyan gyors, hogy látni fogja, ki, be, ki. Az ignorebutton számláló a gomb lenyomása után egy kicsit vár, hogy elkerülje ezeket a visszapattanásokat.
A nyomtatott áramköri kártya elkészítése
| A főtábla: |
| A szökőkút doboza. Oldalt fa, alul, felül és elöl fém: |
| Az előlap: |
Hogyan készítsen olcsó, de kedves dobozt az áramellátáshoz, a "2002. szeptember, 1Hz-100Mhz frekvenciamérő LCD kijelzővel és RS232 interfésszel" című cikk ismerteti. Jobb oldalon látható a doboz és az előlap, amelyet készítettem. Kattintson a képekre a nagyításhoz.
Ellenőrzések
Itt van: Saját áramellátás
Látta fent, hogy az Ön által használt transzformátortól függően 3 lehetőség áll rendelkezésre. Az alapértelmezett szoftver 16V, 2.2A kimenetre vonatkozik. Ennek megváltoztatásához módosítsa a linuxdcp.c fájlt, és keressen rá:
MAX_U, IMINSTEP, MAX_I, akkor is módosítania kell a kalibrációt a set_i függvényben, ha a maximális kimenet 3A. A kód jól meg van kommentálva, és meglátja, mit kell változtatnia.
Végül itt van néhány áramellátás, amelyet építettem. Ez egy kis munka, de nagyon jó és robusztus. Az idő jól eltelt, mert a laboratóriumi áramellátás valóban az egyik leggyakrabban használt dolog.
A tápegység használata
u = X választja ki a feszültséget (pl. u = 105 választja ki a feszültséget 10,5 V feszültség mellett)
i = Xmax kiválasztja a maximális áramot (pl. i = 500 kiválasztja az áramkorlátot 500mA mellett)
s = 1 vagy s = 0 a készenléti üzemmódot választja
u =? vagy i =? vagy s =? kinyomtatja az aktuálisan kiválasztott paramétereket. Ez egy ilyen kimenetet eredményez a képernyőn, például:
u: 50 s: 0 i: 100 l: 0
u: azt jelenti, hogy feszültség = 50 = 5 V, s: 0: készenléti állapotot kikapcsol, i: 100 = 100 mA, és l: 0 azt jelenti, hogy az áramkorlátot nem érték el.
Ennek az ascii parancsnyelvnek a segítségével grafikus felhasználói felületet is írhat magának az áramellátáshoz. Az rs232 sor használatához először a ttydevinit paranccsal kell inicializálnia. A ttydevinit a szoftvercsomagban található. Ezt írja le a cikk is: 2002. szeptember, Frekvenciaszámláló.
Biztonság
Beállítások
Hivatkozások
- Uisp AVR programozó szoftver: www.amelek.gda.pl/avr/
helyi másolat: uisp-20011025.tar.gz - A programozó hardverének felépítése és az AVR fordító telepítése:
2002. március, az AVR mikrokontroller programozása a GCC-vel - A cikk forráskódja linuxdcpower-0.1.tar.gz, 1201K. Ide tartoznak a kapcsolási rajz, az Eagle fájlok és a képernyőképek is.
- Minden szoftver (a frissítéseket itt felsoroljuk) és dokumentumok: szoftver/adatlapok
- Adatlap a bd379-hez bd379.pdf 44K
- Adatlap: TL082 TL082.pdf 110K
- Adatlap: TL071 TL071.pdf 268K
- Adatlap a 2n3055 2n3055.pdf 64K fájlhoz
- Adatlap a MAX232 MAX220-MAX249.pdf 448K fájlhoz
- Adatlap az ST232-hez, egy olcsó változathoz, gyakran forgalmazzák a MAX232 realst232.pdf 100K helyett
- Adatlap az Atmel AT90S4433 avr4433.pdf 2356K fájlhoz
- Az atmel honlapja: www.atmel.com/
- Eagle for Linux cadsoftusa.com
"Beszélgetés" űrlap ehhez a cikkhez
2004-02-20, generálta: lfparser 2.43
- Hangszerek DJ és VJ felszerelés Felvevő 48 V Tápegység; n Ghost Mugig forrása
- Állandó áramú tápegység lc 150900-e-c2 220-240v II osztályú led modulokhoz
- Hegesztőberendezés áram- vagy energiaforrása szerint - Stayer
- Telepítse a tápegységet - Padlóventilátor vagy mennyezeti ventilátor a számítógépre ›Hardver
- Igyál kalóriaforrásként