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:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Беспроводной микроконтроллер STM32WLE4CC 13.09.2021 Линейка микроконтроллеров STM32 производства STMicroelectronics пополнилась новой микросхемой STM32WLE4CC, которая имеет приемопередатчик диапазона частот до 1 ГГц. Радио не только может работать с классическими видами модуляции, такими как (G)FSK и (G)MSK, но и позволяет передавать BPSK-сигнал с битрейтом 100 или 600 бит/с. Данная микросхема позволяет создавать недорогие беспроводные устройства интернета вещей, которые будут совместимы с большим парком существующих FSK-систем. Чип STM32WLE4xx основан на высокопроизводительном 32-битном RISC-ядре ARM Cortex-M4, работающем на частоте до 48 МГц. Это ядро реализует весь набор инструкций DSP и независимый блок защиты памяти (MPU), повышающий безопасность приложения. Устройства имеют высокоскоростную память (Flash-память до 256 кбайт, SRAM до 64 кбайт), а также большой набор усовершенствованных устройств ввода-вывода и богатую периферию. Микросхема имеет несколько механизмов защиты для встроенной Flash-памяти и SRAM, таких как защита от чтения, записи, от считывания проприетарного кода. Периферия включает в себя 12-битный АЦП, 12-битный ЦАП малой мощности с блоком выборки и хранения, два компаратора сверхмалой мощности, связанных с генератором опорного напряжения высокой точности. В STM32WLE4xx встроены маломощные часы реального времени (RTС) с 32-битным счетчиком пробуждения, один 16-битный одноканальный таймер, два 16-битных четырехканальных таймера (с поддержкой управления двигателем), один 32-битный четырехканальный таймер и три 16-битных таймера сверхмалого энергопотребления. Два DMA-контроллера (по 7 каналов каждый) позволяют использовать любую комбинацию передачи между памятью (Flash, SRAM1 и SRAM2) и периферией, используя DMAMUX1 для гибкого сопоставления каналов DMA. Особенности STM32WLE4xx: диапазон частот 150...960 МГц; модуляция: (G) FSK, (G) MSK и BPSK; чувствительность приема -123 дБм для 2-FSK (при 1,2 кбит/с); выходная мощность передатчика до +22 дБм; потребление при приеме 4,82 мА; потребление при передаче 15 мА при 10 дБмВт; источник питания 1,8...3,6 В; диапазон температур -40...105°C; поддержка TCXO - программируемое напряжение питания; совместимость с Sigfox, W-MBus и другими (полностью открытая беспроводная система-на-кристалле); соответствие таким стандартам как ETSI EN 300 220, EN 300 113, EN 301166, FCC CFR 47, часть 15, 24, 90, 101 и японский ARIB STD-T30, T-67, T-108; 32-битный процессор ARM Cortex-M4 (до 256 кбайт Flash, до 64 кбайт RAM); аппаратное шифрование AES 256 бит; уникальный идентификатор (64-битный UID, IEEE 802-2001); 96-битный уникальный идентификатор кристалла; загрузчик с поддержкой интерфейсов USART и SPI; возможность обновления прошивки OTA (по воздуху); отладка последовательного кабеля (SWD), JTAG; корпуса UFQFPN48 7х7 мм, UFBGA73 5х5 мм и WLCSP59.

Другие интересные новости:

▪ Температура мирового океана поднимается четыре года подряд

▪ Оригинальное применение Луне

▪ Новый метод фотосинтеза поможет решить проблему с голодом

▪ Вегетарианство может спасти миллионы жизней

▪ Перспективы генной терапии в борьбе с врожденной глухотой

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Бытовые электроприборы. Подборка статей

▪ статья Уильям Сароян. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое дым? Подробный ответ

▪ статья Хранение и эксплуатация газовых баллонов. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Простой импульсный металлоискатель на микросхемах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Повышение чувствительности приемника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026