Измерительное устройство для блока питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Предлагаемое устройство предназначено для встраивания в лабораторный блок питания. Собрано оно на микроконтроллере, светодиодных семиэлементных индикаторах и предназначено для измерения выходных напряжения и тока.

Устройство является упрощенным вариантом аналогичного прибора, описание которого было опубликовано в журнале "Радио", 2007, № 7, с. 26-28 (Заец Н. "Усовершенствованное цифровое устройство защиты с функцией измерения"). По сравнению с прототипом применен более доступный микроконтроллер и упрощена схема за счет исключения защиты от превышения тока и напряжения. Предполагается, что такая защита реализована в самом блоке питания. В связи с этим управляющая программа микроконтроллера была разработана заново Интервалы измерения напряжения - 0...25.5 В с разрешением 0,1 В, тока - 0... 1,55 А с разрешением 0,01 А.

Рис. 1 (нажмите для увеличения)

Схема устройства показана на рисунке Измеряемое напряжение поступает на линию порта RA0 (сконфигурированную как вход АЦП) МК DD1 через резистивный делитель R1R5R6. Сигнал с датчика тока - резистора R4 поступает на усилитель напряжения на ОУ DA2.1 и после усиления с выхода повторителя напряжения на DA2 2 - на линию порта RA1, также сконфигурированную как вход АЦП. Тактовая частота МК задана кварцевым резонатором ZQ1. Поскольку его частота некритична, можно применить резонаторы от старых видеомагнитофонов на частоты 3,57. 4,43 или 4,5 МГц. В устройстве применены четырехразрядные семиэлементные светодиодные индикаторы с общим катодом. При этом в крайнем правом разряде в каждом из них индицируются символы измеряемого параметра "U" (HG1) и "I" (HG2).

Микроконтроллер и ОУ получают стабилизированное питание +5 В от интегрального стабилизатора напряжения DA1. Это напряжение одновременно используется как образцовое для АЦП. Потребляемый устройством ток - около 100 мА, зависит от числа включенных элементов и типа примененных индикаторов. Напряжение питания нестабилизированное - 8. .25 В, но при напряжении более 12... 15 В потребуется установить стабилизатор DA1 на теплоотвод площадью 10...20 см2. Микроконтроллер устанавливают в панель.

Следует отметить, что датчик тока (резистор R4) включен последовательно с нагрузкой, поэтому показания вольтметра будут завышены на значение падения напряжения на этом датчике Погрешность пропорциональна току нагрузки и при 1А равна 0.12 В. Этот недостаток устройства можно устранить коррекцией программы МК.

Большинство элементов смонтированы на макетной печатной плате. Применены постоянные резисторы для поверхностного монтажа, кроме R4 - он проволочный 0 12 Ом 5 Вт или самодельный, подстроечные - СПЗ-19, оксидные конденсаторы - импортные, остальные - для поверхностного монтажа, например К10-17в Индикаторы подключают отрезками изолированных монтажных проводов и после проверки и налаживания крепят на передней панели блока питания. Стабилизатор напряжения устанавливают на тепло-отвод площадью 15...25 см2.

Следует отметить, что в программе микроконтроллера заложен интервал измеряемого тока 0...2,55 А. Но в связи с тем, что применен ОУ, который не обеспечивает выходное напряжение, близкое к напряжению питания, при токах более 1.5...1,7 А погрешность измерения возрастает (занижение значений). Если блок питания, в которое встраивается устройство, обеспечивает ток до 2,55 А, следует применить ОУ серии КР1446, например, КР1446УД1А КР1446УД2А.

Для программирования МК подойдет любой программатор с соответствующим программным обеспечением. Автор использовал самодельный ExtraPic с оболочкой 1С-Prog. Процедура программирования неоднократно описывалась в литературе.

Собранное устройство (без микроконтроллера) временно подключают к соответствующим цепям блока питания. Напряжение на выводах 1 и 20 панели МК должно быть +5 В на выводах 6 и 7 ОУ DA2.2 - близкое к нулю.

Отключают питающее напряжение и устанавливают микроконтроллер. После подачи питающего напряжения индикаторы должны включиться. Подключив к выходу блока питания нагрузку, проверяют работоспособность устройства. Если яркость свечения индикаторов мала, ее можно повысить подборкой резисторов R8-R15 (в сторону уменьшения). Но их сопротивления не должны быть менее 33 Ом во избежание перегрузки по току линий портов RB0-RB7. При перегрузке хаотически пропадает индикация отдельных элементов.

Калибровку устройства проводят с помощью цифровых вольтметра и амперметра. Первый подключают к выходу блока питания, второй - последовательно с нагрузкой. Установив на выходе блока питания максимальное напряжение, ре(резистор R4) включен последовательно с нагрузкой, поэтому показания вольтметра будут завышены на значение падения напряжения на этом датчике Погрешность пропорциональна току нагрузки и при 1А равна 0.12 В. Этот недостаток устройства можно устранить коррекцией программы МК.

Большинство элементов смонтированы на макетной печатной плате. Применены постоянные резисторы для поверхностного монтажа, кроме R4 - он проволочный 0 12 Ом 5 Вт или самодельный, подстроечные - СПЗ-19, оксидные конденсаторы - импортные, остальные - для поверхностного монтажа, например К10-17в.

Резистором R1 выравнивают показания индикатора напряжения устройства и вольтметра. Изменяя сопротивление нагрузки, устанавливают ток около 1 А и резистором R3 выравнивают показания индикатора тока и амперметра Если показания вольтметра неустойчивы, параллельно резистору R4 следует установить керамический или оксидный конденсатор (плюсовым выводом к выводу 3 DA2.1) емкостью 1 ...4,7 мкФ

Программу для микроконтроллера можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2012/05/vamper.zip.

Автор: П. Чубаров

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Спутниковая группировка из 1600 аппаратов 18.02.2014 По прогнозам аналитиков NewSpace Global Analysts, основанных на "данных из надежных источников в космической отрасли", в ближайшем будущем будет осуществлен запуск 160 космических аппаратов подобных Skybox. Впоследствии спутниковая группировка увеличится в 10 раз - до 1600 спутников. Создание большой группировки из 1600 спутников до сих пор официально не подтверждено и пока напоминает проект 1990-х годов Teledesic. В ходе этого проекта планировалось на низкой околоземной орбите создать сеть из 840 спутников, обеспечивающих широкополосный доступ в интернет. В финансирование этого проекта были вовлечены крупные бизнесмены, в частности Крейг Маккоу (Craig McCaw), Билл Гейтс (Bill Gates), Пол Аллен (Paul Allen) и другие. Однако, проект Teledesic, как и создание созвездия спутников телефонной сети Globalstar и Iridium, провалился из-за быстрого роста альтернативных наземных телекоммуникационных сервисов. Тем не менее, для обеспечения часто повторяющейся съемки любой конкретной области Земли с высоким разрешением требуется много спутников, размещенных на низких околоземных орбитах. Чем больше спутников, тем чаще будет производиться съемка одних и тех же районов. При этом спрос на такую съемку растет и в государственной и в коммерческой сферах. Компания Google в настоящее время является крупным инвестором развертывания спутниковой группировки NSG 100 O3b Networks, первые спутники широкополосной связи которого запущены в конце 2013 года. Этот проект ориентирован на расширение рынка коммуникационных услуг в развивающихся странах, что отражается и в названии проекта: Other 3 billion, то есть "Другие 3 млрд". Спутник Skybox. Возможно, в ближайшем будущем крупная частная компания выведет на околоземную орбиту группировку из 1600 подобных спутников Дочерняя компания Google Ventures LLC недавно объявила о планах арендовать ангар на американском военно-гражданском Федеральном аэродроме Мофетт. По официальному заявлению представителей компании, ангар будет использоваться "для исследований, испытаний, сборки и разработки новых технологий, связанных с космической и авиационной деятельностью". Возможно, новая частная космическая группировка будет включать не только телекоммуникационные спутники, но и космические аппараты, предназначенные для дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Рынок и возможности технологий ДЗЗ постоянно растут. В частности, компания Planet Labs Inc. начала развертывание с борта Международной космической станции своей первой группировки Flock из 28 спутников ДЗЗ. Компания Skybox Imaging планирует иметь собственную группировку из 24 спутников и недавно объявила о совместном с Space Systems/Loral (SS/L) производстве 13 спутников.

Другие интересные новости:

▪ Система видеоконференцсвязи Xiaomi Audio and Video Conference Speaker

▪ Самый быстрый комплект оперативной памяти

▪ Музейная аллергия

▪ Неандерталец нам не родня

▪ Технология ClearForce для чувствительности дисплеев к силе нажатия

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы первой медицинской помощи (ОПМП). Подборка статей

▪ статья Вишен Лакьяни. Знаменитые афоризмы

▪ статья Где в конце 19 века были установлены газовые фонари, в которых можно было купить горячий кофе? Подробный ответ

▪ статья Водитель лесовозного автопоезда, оснащенного гидроманипулятором. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Общие сведения по туалетным мылам. Простые рецепты и советы

▪ статья Неуязвимый воздушный шарик. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025