Uzlabota līdz Arduino balstīta līdzstrāvas elektroniskā slodze: 5 soļi

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Šo projektu sponsorē JLCPCB.com. Izstrādājiet savus projektus, izmantojot tiešsaistes programmatūru EasyEda, augšupielādējiet esošos Gerber (RS274X) failus un pēc tam pasūtiet savas detaļas no LCSC, lai viss projekts tiktu piegādāts tieši pie jūsu durvīm.

Man bija iespēja konvertēt KiCad failus tieši uz JLCPCB gerber failiem un pasūtīt šos dēļus. Man tie nekādā veidā nebija jāmaina. Es izmantoju JLCPCB.com vietni, lai izsekotu tāfeles statusu, kamēr tā tiek būvēta, un viņi nonāca pie manām durvīm 6 dienu laikā pēc pasūtījuma nosūtīšanas. Pašlaik viņi piedāvā bezmaksas piegādi VISIEM PCB, un PCB ir tikai 2 USD!

Ievads: skatieties šo sēriju vietnē YouTube vietnē Scullcom Hobby Electronics, lai jūs varētu iegūt pilnīgu izpratni par dizainu un programmatūru. Lejupielādējiet.zip_file no sērijas 7. video.

Es atjaunoju un pārveidoju "Scullcom Hobby Electronic DC Load". Luisa kungs sākotnēji izstrādāja visu ar šo projektu saistīto aparatūras izkārtojumu un programmatūru. Lūdzu, pārliecinieties, ka viņš saņem pienācīgu atzinību, ja atkārtojat šo dizainu.

1. darbība. Lai iegūtu sīkāku informāciju par PCB pasūtīšanas procesu, vietnē YouTube skatiet “The Combat Engineer”

Noskatieties šo videoklipu, kas ir sērijas 1. videoklips, un uzziniet, kā pasūtīt pēc pasūtījuma izgatavotas PCB. Jūs varat saņemt lieliskus piedāvājumus par visām jūsu sastāvdaļām vietnē LCSC.com, un dēļi un visas detaļas tiek nosūtītas kopā. Kad viņi ierodas, pārbaudiet tos un sāciet lodēt projektu.

Atcerieties, ka sietspiedes puse ir augšdaļa, un detaļu kājas ir jāpiespiež caur augšpusi un jāpielodē apakšējā pusē. Ja jūsu tehnika ir laba, neliels lodējums ieplūst augšējā pusē un iesūcas ap detaļas pamatni. Visi IC (DAC, ADC, VREF uc) atrodas arī tāfeles apakšējā pusē. Pārliecinieties, ka jūsu lodāmura gali nesasilda jutīgās daļas. Jūs varat izmantot "reflow" tehniku arī mazajās SMD mikroshēmās. Veidojot vienību, saglabājiet shēmu pie rokas, un es arī atklāju, ka pārklājums un izkārtojums ir ļoti noderīgi. Nesteidzieties un pārliecinieties, ka visi rezistori nonāk pareizos caurumos. Kad esat vēlreiz pārbaudījis, vai viss ir pareizajā vietā, izmantojiet mazus sānu griezējus, lai noņemtu detaļu liekos vadus.

Padoms: jūs varat izmantot rezistoru kājas, lai izveidotu džemperu saites signāla pēdām. Tā kā visi rezistori ir uz austrumiem 0,5 W, tie pārraida signālu.

2. solis: kalibrēšana

Rindu "SENSE" izmanto, lai nolasītu spriegumu pie slodzes, kamēr slodze tiek pārbaudīta. Tas ir arī atbildīgs par sprieguma rādījumu, ko redzat LCD. Lai nodrošinātu vislielāko precizitāti, jums būs jākalibrē līnija "SENSE" ar slodzi "ieslēgta" un "izslēgta" pie dažādiem spriegumiem. (ADC ir 16 bitu izšķirtspēja, lai jūs iegūtu ļoti precīzu 100 mV rādījumu- ja nepieciešams, varat mainīt nolasījumu programmatūrā).

DAC izeju var regulēt un iestatīt piedziņas spriegumu Mosfets vārtiem. Videoklipā jūs redzēsit, ka es apieju 0.500V, sadalīts spriegums, un es varu nosūtīt visus 4.096V no VREF uz Mosfets vārtiem. Teorētiski caur slodzi varētu plūst līdz 40A strāvai.* Jūs varat precīzi noregulēt vārtu piedziņas spriegumu, izmantojot 200 omu 25 pagriezienu potenciometru (RV4).

RV3 iestata LCD ekrānā redzamo strāvu un ierīces tukšgaitas strāvu. Jums būs jāpielāgo potenciometrs tā, lai LCD rādījums būtu pareizs, vienlaikus saglabājot pēc iespējas mazāku slodzes "OFF" strāvas patēriņu. Ko tas nozīmē, ka jūs jautājat? Nu, tas ir neliels trūkums atgriezeniskās saites cilpas vadībā. Pievienojot slodzi ierīces slodzes spailēm, no ierīces (vai akumulatora), kas tiek pārbaudīta, iekļūst ierīcē neliela "noplūdes strāva". Jūs varat to samazināt līdz 0,000, izmantojot potenciometru, bet es atklāju, ka, ja jūs to iestatāt uz 0,000, LCD rādījumi nav tik precīzi, kā tad, ja ļautu izlauzties cauri 0,050. Tā ir neliela "kļūda" vienībā, un tā tiek novērsta.

*Piezīme. Jums būs jāpielāgo programmatūra, ja mēģināt apiet vai mainīt sprieguma dalītāju, un jūs to darāt uz savu risku. Ja vien jums nav plašas pieredzes ar elektroniku, atstājiet ierīci iestatītu uz 4A kā sākotnējo versiju.

3. solis: atdzesēšana

Noteikti novietojiet ventilatoru tā, lai nodrošinātu maksimālu gaisa plūsmu virs Mosfets un radiatora*. Kopumā es izmantošu trīs (3) ventilatorus. Divi Mosfet/radiatoram un viens LM7805 sprieguma regulatoram. 7805 nodrošina visu digitālo shēmu jaudu, un jūs atradīsit, ka tas kļūst silts. Ja plānojat to ievietot korpusā, pārliecinieties, ka korpuss ir pietiekami liels, lai nodrošinātu pietiekamu gaisa plūsmu pār Fets un joprojām cirkulētu pa pārējo telpu. Neļaujiet ventilatoram arī izpūst karstu gaisu tieši virs kondensatoriem, jo tas tos sasprindzinās un saīsinās viņu paredzamo dzīves ilgumu.

*Piezīme: Es vēl neesmu ievietojis siltuma izlietni šim projektam (publicēšanas laikā), bet es to darīšu un jums būs vajadzīgs viens! Kad es izlemšu par lietu (es gatavošos 3D drukāt pielāgotu korpusu), es samazināšu siltuma izlietnes pēc izmēra un instalēšu tās.

4. solis: programmatūra

Šī projekta pamatā ir Arduino Nano un Arduino IDE. Luiss to uzrakstīja “modulārā” veidā, kas ļauj galalietotājam to pielāgot savām vajadzībām. (*1) Tā kā mēs izmantojam 4,096 V sprieguma atskaiti un 12 bitu DAC, MCP4725A, mēs varam noregulējiet DAC izeju līdz 1 mV solī (*2) un precīzi kontrolējiet vārtu piedziņas spriegumu Mosfets (kas kontrolē strāvu caur slodzi). 16 bitu MCP3426A ADC tiek darbināts arī no VREF, lai mēs varētu viegli iegūt 0, 000 V izšķirtspēju slodzes sprieguma rādījumiem. Kods, kāds tas ir no.zip, ļaus jums pārbaudīt slodzi līdz 50 W vai 4 A, atkarībā no tā, kurš ir lielāks vai nu “nemainīgas strāvas”, „nemainīgas jaudas” vai „pastāvīgas pretestības” režīmos. Ierīcei ir arī iebūvēts akumulatora pārbaudes režīms, kas var izmantot 1A izlādes strāvu visām galvenajām akumulatoru ķīmijas vielām. Kad tas ir izdarīts, tas parādīs katras pārbaudītās šūnas kopējo ietilpību. Ierīcei ir arī pārejošs režīms un citas lieliskas iespējas. Lai iegūtu sīkāku informāciju, skatiet. INO_file.

Programmatūra ir arī krīta pilna ar drošības funkcijām. Analogie temperatūras sensori ļauj kontrolēt ventilatora ātrumu un automātiski izslēgt, ja tiek pārsniegta maksimālā temperatūra. Akumulatora režīmā katrai ķīmijai ir iepriekš iestatīti (regulējami) zemsprieguma pārtraukumi, un, ja tiek pārsniegta maksimālā jauda, visa ierīce izslēgsies.

(*1) ko es daru. Es ievietošu vairāk videoklipu un pievienošu šim projektam, kad tas progresēs.

(*2) [(12 bitu DAC = 4096 soļi) / (4.096Vref)] = 1 mV. Tā kā nekas nav ideāls, ir apdares pods, lai ņemtu vērā troksni un citus traucējumus.

5. darbība: kas notiks tālāk

Es modificēju šo projektu, gan aparatūru, gan programmatūru, lai padarītu to stabilu pie 300W/ 10A. Tas ir tikai sākums tam, kas noteikti kļūs par izcilu DIY akumulatoru testētāju/ vispārējas nozīmes līdzstrāvas slodzi. Salīdzināma vienība no komerciāla pārdevēja jums izmaksātu simtiem, ja ne tūkstošiem dolāru, tādēļ, ja jūs nopietni domājat par savu DIY 18650 barošanas sienu pārbaudi, lai nodrošinātu maksimālu drošību un veiktspēju, es ļoti iesaku jums to izveidot pats.

Sekojiet līdzi jaunumiem:

1) Pielāgots 3D drukāts korpuss, izmantojot OnShape

2) 3,5 collu TFT LCD displejs

3) Paaugstināta jauda un nevainojamība

Jūtieties brīvi uzdot visus jautājumus, kas jums varētu rasties par šo projektu. Ja esmu izlaidis kaut ko nozīmīgu, es mēģināšu atgriezties un rediģēt to. Es apkopoju pāris "daļēji veidotus komplektus", ieskaitot PCB, rezistorus, JST savienotājus, banānu domkrati, diodes, kondensatorus, ieprogrammēto Arduino, galvenes tapas, rotējošais kodētājs, fiksējošais barošanas slēdzis, spiedpoga utt. un padarīs tos drīz pieejamus. (Es netaisos gatavot “pilnus komplektus” dažādu IC, piemēram, DAC/ADC/Mosfets/utt. Izmaksu dēļ, bet vienā komplektā varēsiet sagatavot aptuveni 80% detaļu, ar profesionālu PCB).

Paldies un baudiet.