Реклама ⓘ
Главная » Питание
Призовой фонд
на май 2024 г.
1. 1000 руб
Сайт Паяльник

Реклама ⓘ

Блок питания с индикацией на PIC-микроконтроллере

Лабораторный блок питания с цифровым вольтметром и амперметром служит мне уже полгода. Собран он в корпусе от компьютерного блока питания. К оформлению лицевой панели пока руки не доходят. Напряжение регулируется от 1,32 до 24,00 вольт, ток - до 3 ампер. Индикаторами служат 4-х цифровые светодиодные индикаторы с общим катодом. Вольтметр с разрешающей способностью 0,04. В (с гашением незначащих нулей в двух левых индикаторах), запятая после 2-го знака. Амперметр с разрешающей способностью 4 мА (с гашением незначащих нулей в двух левых индикаторах), запятая после 1-го знака.

Схема блока питания с индикацией на PIC-микроконтроллере

Программа в микроконтроллере создана для измерения напряжения от 00,00 до 40,92 В и тока от 0,000 до 4,092 А. Можно изготовить блок цифровой индикации и встроить в уже имеющийся блок питания, либо применить другой силовой трансформатор и другой регулятор напряжения (в указанных пределах). У меня регулятор напряжения собран на специальной микросхеме почти по стандартной схеме из «даташита». Микросхема работает в импульсном режиме на частоте 52 кГц, имеет высокий КПД.

Плата регулятора напряжения

Регулятор собран на отдельной плате, микросхема крепится через теплопроводную пасту на пластинчатый радиатор. Для регулировки лучше применять многооборотный потенциометр.

Плата измерений и индикации

Вольтметр и амперметр собраны на отдельной плате и питаются от отдельного трансформатора 9-15 В и стабилизированного источника питания напряжением 5,12 вольт. Настройку этого напряжения нужно сделать до установки микроконтроллера подстроечным резистором R2. Так же тщательно нужно подобрать резистор R5. Его сопротивление должно быть в 7 раз больше R6. Если R6 = 5,11 К, то R5 = 5,11 х 7 = 35,77 К. После установки запрограммированного микроконтроллера и устранения выявленных механических ошибок проверить (отрегулировать) напряжение на первой ноге 5,12В. От этого зависит точность показаний вольтметра.

«Токовый» резистор R1 взят от негодного мультиметра М-830. Амперметр не обладает такой же линейностью, как вольтметр. Это связано с применением ОУ.

Подбором резистора R8 регулируется коэффициент усиления ОУ. Калибровку провести с помощью наиболее точного амперметра.

Резисторы R9 – R16 от 270 до 330 Ом.

На видео: регулировка напряжения без нагрузки, а потом с нагрузкой – автомобильной лампой 24v 21w.

Скачать прошивку, печатные платы в формате LAY вы можете ниже.

Обновление 16.04.2014: Новая прошивка (AVmetr_2.rar). Улучшена разрешающая способность. 

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
МК PIC 8-бит
PIC16F873
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Линейный регулятор
LM317
1 LM317TПоиск в магазине ОтронВ блокнот
DC/DC импульсный конвертер
LM2576
1 LM2576-AdjПоиск в магазине ОтронВ блокнот
OP1 Операционный усилитель
LM358
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Диод
КД202А
4 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Диодный мост
DB157
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VD1 Диод Шоттки
MBR350
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C1 Электролитический конденсатор100 мкФ, 50 B1 РегуляторПоиск в магазине ОтронВ блокнот
C2, C3 Электролитический конденсатор1000 мкФ, 35 B2 РегуляторПоиск в магазине ОтронВ блокнот
C1 Электролитический конденсатор100 мкФ, 25 B1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C2 Электролитический конденсатор100 мкФ, 16 B1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C3, C4 Конденсатор0.1 мкФ2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C5, C6 Конденсатор20 мкФ2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R1 Переменный резистор51 кОм1 РегуляторПоиск в магазине ОтронВ блокнот
R2 Резистор
1.2 кОм
1 РегуляторПоиск в магазине ОтронВ блокнот
R1 Резистор
0.01 кОм
1 Токовый резистор взят из мультиметра М-830Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R2 Подстроечный резистор100 Ом1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R3 Резистор
680 Ом
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R4 Резистор
1 кОм
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R5 Резистор
36 кОм
1 Сопротивление должно быть в 7 раз больше R6Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R6 Резистор
5.1 кОм
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R7 Резистор
240 Ом
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R8 Резистор
75 кОм
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R9-R16 Резистор
300 Ом
8 270-330 ОмПоиск в магазине ОтронВ блокнот
L1, L1 Катушка индуктивности10 мкГн2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Q Кварц4 МГц1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Tr1 Трансформатор2 В*А, 220/9 В1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Tr2 Трансформатор100 В*А, 220/24 В1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
HG 1, HG 2 Светодиодный индикаторFYQ-3641AS215 Общий катодПоиск в магазине ОтронВ блокнот
Предохранитель1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Выключатель сдвоенный1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: Изменена: 16.04.2014 0 2
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (41) | Я собрал (0) | Подписаться

0
luzik24 #
Что-то у меня в протеусе эта схема не работает
Ответить
0

[Автор]
VIG #
В Протеусе я не делал. А в "железе" блок питания уже работает более полутора лет. Неисправностей никаких не проявлялось.
Ответить
0
Valdemar_76 #
А как с настройкой амперметра, я имею ввиду линейность всей шкалы? Точные ли все показания амперметра по всему диапазону измерения?
Ответить
0
VIG #
Нелинейность показаний зависит от дрейфа сопротивления шунта и нелинейности ОУ. А микроконтроллер все считает в цифре - "линейно". Можно по "надежному" прибору в диапазоне с наименьшей по паспорту погрешностью выставить ток в одной точке и все. Нужно иметь в виду, я из нескольких мультиметров (М890G, MY98, VC96A, Ц4324 и др) не нашел двух, показывающих одинаковый ток.
Можно откалибровать прибор по образцовым резисторам, их сопротивление указывается до сотых.
Ответить
0
dimitry #
Катушки индуктивности для регулятора напряжения изготавливались самим или использовались стандартные?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Я использовал дроссель R 0912 330 mkH 1А. Он стоит всего около 2 грн.
Ответить
0
Valdemar_76 #
Собрал сей девайс, всё заработало, но есть маленькая проблема. Цифры после запятых скачут при измерении, в вольтметре если меряю крону или аккумулятор то не скачут, а если БП, то прыгают. В амперметре прыгают постоянно,а в тестере такого нету. Как убрать сей конфуз?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Несколько улучшить можно: поставить многооборотный потенциометр, добавить конденсаторы 0,1 мкФ перед и после стабилизаторов, увеличить емкость электролитов. Прыгающие цифры последних знакомест - это плата за мое стремление по максимуму использовать АЦП микроконтроллера - градация 4мА. Сейчас я стал на два года опытнее в программировании, поэтому, если буду переделывать программу для своего блока (я им постоянно пользуюсь) - обязательно сообщу.
Ответить
0
Valdemar_76 #
VIG, у меня стоят и многооборотный резистор и конденсаторы и дроссель и электролит 1500 на выходе, но ничего не помогает. Если будете переделывать прошивку, то буду очень благодарен обновлению. У меня ещё такая проблема: нелинейность амперметра, как добиться линейности в амперметре, шунт 0,01 керамический резистор 5 ватт, опер 358. Или это можно сделать корректировкой прошивки?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Новая прошивка в статье. Мне понравилось.
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Микроконтроллер считает очень линейно, главное для него: стабильное напряжение 5,12 вольт при всех режимах. В программу можно ввести практически любую функцию, но надо разобраться: какую? Наверное проще сделать термостабилизацию на одном из ОУ.
Ответить
0
Александр #
Уважаемый VIG, повторил эту конструкцию, все хорошо, только не могу наладить роботу амперметра 0 показывает при R8 - 1,8-2 кОм. Я понимаю что это не правильно и показания будут неверными, но никак не могу понять как заставить его работать.
Ответить
0

[Автор]
VIG #
В статье выложил новую прошивку.
Первый ОУ работает с коэффициентом усиления К=R8/R4+1, т.е. = 76. Из этого следует, что при токе 1А на входе будет напряжение = 1*0,01=0,01В, на выходе = 0,76В. Второй ОУ имеет К=1. Значит на входе МК должно быть тоже 0,76В. Исходя из этого ищи причину.
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Прошивку переделал. Шаг вольтметра 0,01 В, амперметра 0,001А. Опробую в разных режимах, выложу в статье.
Ответить
0
Thorvald #
А что изменится, если в регуляторе поставить дроссели меньше нужного?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
От дросселя, первого после LM2576 зависит многое: нагрев микросхемы, кпд, максимальный выходной ток и пульсации и т.д. Полный ответ можно найти в даташите, там даже есть соответствующие графики. Второй дроссель служит для сглаживания пульсаций выходного тока, его данные можно менять, вплоть до исключения.
Ответить
0
mark #
Ждем новую прошивку с шагом 0.001A
Ответить
0
mark #
А нагрузка -H разве не с минуса должна выходить? А она идет с 3 вывода OP1.1...
Прикрепленный файл: 5-228-1.jpg
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Новая прошивка выложена еще 16.04.2014г.
Нагрузка подключена к минусу через шунт 0.01 Ом.
Ответить
0
Grigi #
Собрал измерительную часть, работает на ура! Но цифры после запятых прыгают! Может вы решили эту проблему? Если да, то как?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Прошивка во втором архиве.
Ответить
0
dimitry #
Чтобы избежать прыгающих цифр, нужно на входе регулятора ставить кондер не на 100мкФ, а чем побольше. Я себе поставил батарею их 7 кондеров на 2200мкф и при токе 3А все стабильно даже на первой прошивке. Просьба автору исправить.
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Я соглашусь с тем, что стабилизация выходного тока любым способом, благоприятно скажется на показаниях.
Ответить
0
Владимир #
Собрал схему Вольтметра и амперметра, прошил второй прошивкой. Все работает прекрасно.
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Рад за Вас. У меня он уж почти 5 лет работает. Не было ни одной неисправности.
Ответить
0
Вячеслав #
Собрал индикацию на макетке, на PIC16F876A, вторая версия прошивки ,все работает хорошо,я даже удивился, еще ничего не настраивал и не калибровал, даже датчик пока поставил на 0.1 ом, чтобы убедиться в работе индикации, циферки напряжения и тока меняются,ничего не прыгает и не дергается. У меня вопрос, постоянно горит точка в самом левом разряде тока,это так заложено в программе?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Да. Если ток менее одного Ампера - будет .ххх, а если больше - будет х.ххх.
Ответить
0
Вячеслав #
Сделал все так. Датчик 0,12 ом, показания тока начинаются с 0,02А(20мА), с датчиком 0,01ом показания начинались с 300-400 мА. Для калибровки напряжения вместо R5 поставил цепочку из подстроечника 10к и резистора 30к. Для калибровки тока вместо R4 поставил цепочку из подстроечника 1К и резистора 200 Ом. Так то так. Линейность показаний тока не плохая(здесь особая точность и не чему). Индикатором доволен.
Да, забыл, R8 у меня получился 6.8К.
Ответить
0

[Автор]
VIG #
У меня амперметр начинает показывать от 1 мА, правда немного плавает: 1-2-0-1...
Ответить
0
Вячеслав #
Значит надо здесь еще посмотреть, почему так. Посмотрим по формулам (коэффициент усиления)
Ответить
0
Вячеслав #
VIG, не затруднит ли вас переделать прошивку так: uXX.X и iX.XX без гашения незначащих нулей?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Признаюсь честно - свободного времени нет. Если бы эта просьба прозвучала 5 лет назад, то переделка заняла бы пол часа. А сейчас сложнее: я уже года 3 пишу не на Ассемблере, а на MikroC PRO for PIC.
Ответить
0
Павел #
Не знаю, актуальна ли до сих пор эта тема. Собрал блок питания. Вообще я недавно занимаюсь электроникой и это для меня первый "большой" проект. Первый запуск произвёл через лампочку 95 Вт. (вместо предохранителя), Без нагрузки. Всё заработало идеально. Ничего не прыгало и не скакало. (думал что вообще не заработает). Решил произвести запуск через предохранитель. При повороте ручки потенциометра, напряжение изменяется резкими скачками. А при повороте ручки на треть, напряжение скакнуло до 37 вольт и Lm 2576 разорвало на части. Откуда появилось такое напряжение? Через лампочку работает же всё хорошо.
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Максимальное входное напряжение для 2576 - 40 вольт, выходное - 37 (для 2576HV 60 и 57). На Вашей было HV?
Ответить
0
Павел #
У меня lm2576t. Я посмотрел даташит- там максимально входное напряжение указано 35 вольт. Я перепаял lm-ку и запустил опять через лампочку. На этот раз даже через лампочку напряжение изменяется скачками, а не плавно. При первой lm напряжение через лампочку изменялось плавно и максимально выходное было 31,2. Но зато очень сильно грелась лампочка. Сейчас лампа не греется и напряжение выше, но больше 34 вольт я не стал давать, чтоб опять бабах не случился. Я так понял конденсатор ещё вышел из строя?. Так как я недавно занимаюсь электроникой, опыта ещё не много. Просить помощи не у кого. Стараюсь разобраться во всём сам Поэтому не ругайте сильно. 24-х вольтовых трансформатор реально показывает 28 вольт,, а после выпрямления 31,2.но я так понял, это не критично
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Трансформатор - это индуктивность и скачки напряжения происходят при включениях и выключениях (или ненадежных соединениях). А превышение напряжения для LM - это смерть. В советской технике на входе и выходе трансформатора всегда ставили импульсогасящие конденсаторы около 0,01 мкФ.
Ответить
0
Павел #
На моей было lm2576t. Я посмотрел по даташиту- там максимальное 35 вольт
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Если сохраняется опасность превышения напряжения, можно поставить стабилитрон после моста на 32-35 вольт.
Ответить
0
Лев #
А разве стабилитрон с током до 100мА удержит токи в несколько ампер?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Вопрос стоит о скачках напряжения. Как включать стабилитрон можно почитать в журнале Радио 1992г №4 стр 48.
Ответить
0
Харатьян #
Несколько замечаний по работе схемы. Для отклонения "стрелки" амперметра на всю шкалу 4096мА, необходимо подать на выв.3 PIC 5.12В. При питании LM358 от 5.12В максимальное напряжение он выдаёт около 3,8В, это около 3000мА на цифровой шкале. Линейность изменения LM358 никакая. В начале шкалы до 500мА даёт погрешность 100-200%, выше получше. Поменял несколько LM, лучше не становилось. Даже подал двуполярное питание, и это не улучшило. Шунт у меня на 0.01 Ом, 1%. Поставил прецизионный ОУ LT1013, и все проблемы с линейности исчезли. Показывает погрешность +/-4 единицы младшего разряда по образцовому амперметру. На второй прошивке с разрядностью 0,001А все разряды и (V тоже) мерцают с частотой примерно 2Гц., откатился на первую прошивку. Автору спасибо!
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Конструктор регулируемого преобразователя напряжения LM317
Конструктор регулируемого преобразователя напряжения LM317
Модуль радиореле на 4 канала Набор для сборки - LED лампа
вверх