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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Dispositivo di misurazione per l'alimentazione. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione Il dispositivo proposto è progettato per essere integrato in un alimentatore da laboratorio. È assemblato su un microcontrollore, indicatori LED a sette elementi ed è progettato per misurare la tensione e la corrente di uscita. Il dispositivo è una versione semplificata di un dispositivo simile, la cui descrizione è stata pubblicata nella rivista "Radio", 2007, n. 7, p. 26-28 (Zaets N. “Dispositivo di protezione digitale avanzato con funzione di misurazione”). Rispetto al prototipo è stato utilizzato un microcontrollore più economico e il circuito è stato semplificato eliminando la protezione contro sovracorrente e tensione. Si presuppone che tale protezione sia implementata nell'alimentatore stesso. A questo proposito, il programma di controllo del microcontrollore è stato sviluppato di nuovo: gli intervalli di misurazione della tensione sono 0...25.5 V con una risoluzione di 0,1 V, corrente - 0... 1,55 A con una risoluzione di 0,01 A.
Lo schema del dispositivo è mostrato in figura.La tensione misurata viene fornita alla linea della porta RA0 (configurata come ingresso ADC) del microcontrollore DD1 attraverso un partitore resistivo R1R5R6. Il segnale dal sensore di corrente - resistore R4 viene fornito all'amplificatore di tensione sull'amplificatore operazionale DA2.1 e, dopo l'amplificazione dall'uscita dell'inseguitore di tensione su DA2 2 - alla linea di porta RA1, anch'essa configurata come ingresso ADC. La frequenza del clock dell'MK è impostata dal risuonatore al quarzo ZQ1. Poiché la sua frequenza non è critica, è possibile utilizzare i risonatori dei vecchi videoregistratori a frequenze di 3,57. 4,43 o 4,5 MHz. Il dispositivo utilizza indicatori LED a quattro cifre e sette elementi con un catodo comune. In questo caso, nella cifra più a destra di ciascuno di essi vengono visualizzati i simboli del parametro misurato “U” (HG1) e “I” (HG2). Il microcontrollore e l'amplificatore operazionale ricevono un'alimentazione stabilizzata di +5 V dal regolatore di tensione integrato DA1. Questa tensione viene utilizzata anche come tensione di riferimento per l'ADC. La corrente consumata dal dispositivo è di circa 100 mA, a seconda del numero di elementi inclusi e del tipo di indicatori utilizzati. La tensione di alimentazione non è stabilizzata - 8...25 V, ma con una tensione superiore a 12...15 V sarà necessario installare uno stabilizzatore DA1 su un dissipatore di calore con una superficie di 10...20 cm2 . Il microcontrollore è installato nel pannello. Va notato che il sensore di corrente (resistore R4) è collegato in serie al carico, quindi le letture del voltmetro saranno sovrastimate dal valore della caduta di tensione su questo sensore. L'errore è proporzionale alla corrente di carico e a 1A è pari a 0.12 V. Questo difetto del dispositivo può essere eliminato correggendo il programma MK. La maggior parte degli elementi sono montati su un circuito stampato di prototipazione. I resistori fissi vengono utilizzati per il montaggio superficiale, ad eccezione di R4: è a filo avvolto da 0 Ohm 12 W o fatto in casa, i trimmer sono SPZ-5, i condensatori all'ossido vengono importati, il resto è per il montaggio superficiale, ad esempio K19-10v. collegati con spezzoni di cavi di montaggio isolati e dopo il controllo e l'installazione vengono montati sul pannello frontale dell'alimentatore. Lo stabilizzatore di tensione è installato su un dissipatore di calore con una superficie di 17...15 cm25. Va notato che il programma del microcontrollore contiene un intervallo di corrente misurato di 0...2,55 A. Ma poiché viene utilizzato un amplificatore operazionale, che non fornisce una tensione di uscita vicina alla tensione di alimentazione a correnti superiori a 1.5...1,7, 2,55 E l'errore di misura aumenta (sottostima dei valori). Se l'alimentatore in cui è integrato il dispositivo fornisce una corrente fino a 1446 A, è necessario utilizzare un amplificatore operazionale della serie KR1446, ad esempio KR1UD1446A KR2UDXNUMXA. Qualsiasi programmatore con il software appropriato è adatto per programmare l'MK. L'autore ha utilizzato un ExtraPic fatto in casa con la shell 1C-Prog. La procedura di programmazione è stata più volte descritta in letteratura. Il dispositivo assemblato (senza microcontrollore) è temporaneamente collegato ai circuiti appropriati dell'alimentatore. La tensione sui pin 1 e 20 del pannello MK dovrebbe essere +5 V sui pin 6 e 7 dell'amplificatore operazionale DA2.2, vicino allo zero. Spegnere la tensione di alimentazione e installare il microcontrollore. Dopo aver applicato la tensione di alimentazione, gli indicatori dovrebbero accendersi. Collegando un carico all'uscita dell'alimentatore, verificare la funzionalità del dispositivo. Se la luminosità degli indicatori è bassa, può essere aumentata selezionando i resistori R8-R15 (verso il basso). Ma la loro resistenza non dovrebbe essere inferiore a 33 Ohm per evitare la sovracorrente delle linee di porta RB0-RB7. In caso di sovraccarico, l'indicazione dei singoli elementi scompare in modo casuale. Il dispositivo viene calibrato utilizzando un voltmetro e un amperometro digitali. Il primo è collegato all'uscita dell'alimentatore, il secondo in serie al carico. Avendo impostato la tensione massima all'uscita dell'alimentatore, il resistore (resistore R4) è collegato in serie al carico, quindi le letture del voltmetro saranno sovrastimate dal valore della caduta di tensione su questo sensore. L'errore è proporzionale a la corrente di carico ea 1 A è pari a 0.12 V. Questo difetto del dispositivo può essere eliminato correggendo il programma MK. La maggior parte degli elementi sono montati su un circuito stampato di prototipazione. Vengono utilizzati resistori fissi per il montaggio superficiale, ad eccezione di R4 - è a filo avvolto da 0 Ohm 12 W o fatto in casa, trimmer - SPZ-5, condensatori all'ossido - importati, il resto - per montaggio superficiale, ad esempio K19-10v. Il resistore R1 equalizza le letture dell'indicatore di tensione del dispositivo e del voltmetro. Modificando la resistenza di carico, impostare la corrente su circa 1 A e utilizzare il resistore R3 per equalizzare le letture dell'indicatore di corrente e dell'amperometro. Se le letture del voltmetro sono instabili, installare un condensatore ceramico o all'ossido in parallelo al resistore R4 (terminale positivo su pin 3 di DA2.1) con una capacità di 1...4,7 µF Il programma per il microcontrollore può essere scaricato da ftp://ftp.radio.ru/pub/2012/05/vamper.zip. Autore: P. Chubarov
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