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:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Эргономичные компоненты Samsung для LED-светильников 12.03.2020 Компания Samsung Electronics представила свою первую линейку светодиодов LM302N, созданную с учетом особенностей физиологии человека. Они выделяются тщательно подобранным световым спектром и позволяют регулировать уровень мелатонина в теле человека, благодаря чему позволяют достичь нужного эффекта от освещения - релаксация или концентрация. Синтез мелатонина, гормона, который регулирует цикл сна и бодрствования, зависит от интенсивности света в диапазоне цвета циан - между зеленым и синим. Более яркое освещение с преобладанием излучения в спектре циан подавляет выработку в организме мелатонина, увеличивая концентрацию внимания и позволяя людям чувствовать себя бодрее. Аналогичным образом, снижение интенсивности этого спектра сводит к минимальному изменению в естественном уровне мелатонина в организме, помогая тем самым улучшить качество сна. В новую линейку вошли светодиоды двух типов: дневные и ночные. Первые повышают уровень внимания, а вторые помогают расслабиться. Светодиоды LM302N DAY способны в меньшей степени влиять на уровень мелатонина в организме (на 18% ниже), чем при использовании обычного светодиодного освещения. Дневные светодиоды оказывают на 18% меньшее влияние уровень на мелатонина по сравнению с обычным LED-освещением. Цветовая температура LM302N DAY варьируется от 3000К до 6500К и могут использоваться в светильниках в самых разных помещениях, например, в школах, офисах, библиотеках или промышленных объектах, чтобы повысить концентрацию внимания находящихся в этих помещениях людей и помочь им чувствовать себя бодрее. Светодиоды LM302N NITE способны обеспечить необходимый уровень яркости, не препятствуя выделению мелатонина и помогая людям поддерживать такой уровень гормона, как если бы они находились в спокойном естественном окружении ночью. По оценкам компании, при освещении со светодиодами LM302N NITE человеческое тело выделяет примерно на пять процентов больше мелатонина, чем при использовании обычных светодиодов, а это, в свою очередь, способствует релаксации. Светодиоды LM302N NITE предлагаются в различных цветовых температурах от 1800K до 4000K.

Другие интересные новости:

▪ Хранение углерода в океане

▪ Графеновый агент для сушки обуви

▪ Спинтроника на кремнии

▪ Доступ к компьютеру под контролем

▪ Волны-убийцы Бермудского треугольника

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Беспечный. Крылатое выражение

▪ статья Кто такие патриции? Подробный ответ

▪ статья Почечуйная трава. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Радиозвонок управляет насосом. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Полевые транзисторы серии КП504. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026