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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Измерение магнитного поля на атомном уровне 10.08.2024 Исследователи из Германии и Кореи совершили значительный шаг вперед в изучении квантовых явлений, разработав уникальный квантовый датчик, способный измерять магнитные и электрические дипольные поля с невиданной ранее точностью. Этот одномолекулярный датчик, созданный под руководством Андреаса Хайнриха, Бе Юджонга и Руслана Темирова, открывает новые горизонты в исследовании атомных и молекулярных систем. Основой работы ученых стал сканирующий туннельный микроскоп (STM), который был усовершенствован для выполнения высокоточных измерений на атомном уровне. На наконечник микроскопа был помещен атом железа и молекула PTCDA (перилен-тетракарбоксидианимид), что позволило исследователям добиться пространственного разрешения в 0,02 нанометра, или 0,2 ангстрема. Это субангстремное разрешение - одно из лучших достижений в области нанотехнологий и квантовой физики. Ключевым элементом работы датчика стало использование радиочастотного напряжения, которое подавалось на наконечник микроскопа. Это позволило фиксировать электронные спиновые резонансы - явление, при котором электроны в магнитном поле переходят между квантовыми состояниями. Такой подход дал возможность физикам точно измерять магнитные поля вокруг отдельных атомов и молекул, что ранее было невозможно на таком уровне детализации. В ходе исследования ученые смогли измерить магнитные поля вокруг атома железа и димера серебра, расположенных на поверхности серебра-111 (Ag111). Результаты измерений показали энергетическое разрешение порядка 100 наноэлектронвольт, что является важным достижением для изучения квантовых систем и разработки новых наноустройств. Точные измерения магнитных полей на атомном уровне могут значительно продвинуть вперед разработки в области квантовых компьютеров и нанотехнологий. Открытие квантового датчика с таким высоким разрешением может стать основой для разработки новых технологий в различных областях науки и промышленности. Возможность измерять и контролировать квантовые состояния с высокой точностью открывает перспективы для создания более совершенных квантовых компьютеров, чувствительных датчиков и других наноустройств, которые могут изменить многие отрасли. Исследование группы физиков из Германии и Кореи демонстрирует, как квантовые технологии могут расширить наши возможности в изучении микромира. Разработка датчика с субангстремным пространственным разрешением является значительным шагом вперед в квантовой физике и нанотехнологиях. Эти достижения открывают перед учеными новые возможности для исследований, которые могут привести к созданию более сложных и эффективных квантовых устройств, способных решать задачи, ранее считавшиеся неразрешимыми.

Другие интересные новости:

▪ Шерстяной дом

▪ Протез управляется сигналами мозга

▪ Новый анализатор спектра модели

▪ Свободные радикалы продлевают жизнь

▪ 1600W источники питания MeanWell

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоуправление. Подборка статей

▪ статья Катрин Денев. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое гребешок? Подробный ответ

▪ статья Лилейник. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Музыкальная игра света. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Устройство защиты потребителей электроэнергии. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025