Volt-ampermetru de panou pentru alimentator pentru maxim 55V si 10A

   Pentru surse de alimentare cu rezistenta de masurare a curentului pe ramura negativa se poate folosi un montaj realizat pe baza unei placi Arduino sau a unui microcontroler ATmega328 prograamt ca Arduino.

   Un proiect similar l-am prezentat in articolul Alimentator reglabil 0-30V/0-7A cu LM723 si volt-ampermetru de panou cu Arduino in care am descris munca lui Dragos (albasete).
   De data asta, voi prezenta solutia aleasa de Bogdan (kinderu56), care voia un indicator de panou pentru maxim 50V si un curent de maxim 10A, de asemenea, sa masoare temperatura si pentru un prag sa porneasca un ventilator (pana aici e ca cea prezentata in articolul mentionat anterior), in caz de scurtcircuit sa decupleze bornele si sa recupleze doar daca se apasa un buton, intre timp sa avertizeze acustic situatia. A mai ales sa conecteze afisajul LCD1602 clasic, nu cu interfata i2c.
   Schema alimentatorului la care va fi conectat montajul se gaseste pe forumul https://www.hobbielektronika.hu/forum/, iar conectarea la placa Arduino se face similar ca in cazul indicatorului de panou realizat de albasete.

   Un detaliu de conectare:

iar conectarea la cablaj este

    Schema completa a panoului indicator este:

   Dupa cum se observa, schema nu este foarte complicata, masurarea temperaturii se face cu un senzor DS18B20, ventilatorul (coolerul) este alimentat prin intermediul unui tranzistor MOSFET, dar se poate conecta si un tranzistor bipolar npn sau se poate folosi un releu, cum este partea de decuplare borne. 

   Schema ar fi inutila fara un program, iar acesta este: psu_kinderu_rev4d.ino, in care sunt definite niste variabile care se pot modifica usor pentru alte sursa cu alti parametrii (tensiune maxima si curent maxim):

   Dupa cum se observa, suntul echivalent are valoarea de 0,11Ω, iar rezistentele din divizorul rezistiv sunt de 1kΩ, respectiv 51kΩ.

   Deoarece se foloseste referinta intarna, care in cazul placilor Arduino Uno si Nano este de 1,1V, curentul maxim va fi de 10A (=1,1V:0,11Ω), iar tensiunea maxima de 57,2V [=1,1*(51+1)/1].

   Pentru pragurile de temperatura, valorile sunt

adica pragul de temperatura maxim este de 50⁰C, iar pragul de decuplare ventilator este de 45⁰C (=50-5) , dupa cum este in program:

   Partea de scurtcircuit este simpla, in sensul ca daca la borne e tensiune foarte scazuta (sub 0,3V) sa decupleze releul si sa sune avertizorul sonor:

iar recuplarea se face manual prin apasarea butonului RESET din schema. Daca scurtcircuitul persista, releul decupleaza iar, iar daca totul e in regula sursa functioneaza normal, conform partii de program urmatoare:

   Am primit de la Bogdan (kinderu56) si cateva poze, in care foloseste un sketch cu valori mai mici la temperatura de cuplare ventilator si mesaj HOT !!! 😃

- functionare normala, sursa in gol:

- scurtcircuit la iesire:

- temperatura mai mare decat pragul de cuplare ventilator de racire

    Deoarece un filmulet estte mult mai atractiv si se intelege mai usor modul de functionare, kinderu56 mi-a trimis si niste filmari, pe care le-am combinat si pus pe net, filmuletul se numeste indicator panou 55V 10A pentru alimentator reglabil

Alimentator reglabil 0-30V/0-7A cu LM723 si volt-ampermetru de panou cu Arduino

english version

    Dragos (cunoscut ca albasete de pe forumul electronistilor - elforum) a construit un alimentator reglabil, care este foarte util testelor cu consumatori mari, care are urmatoarea schema

    Schema de la care s-a pornit este publicata in articolul 3A NAPAJALNIK NASTAVLJIV OD 1V DO 27V de pe site-ul Reber. electronic (http://reber.si) si preluata si in articolul 1V-27V 3A Variable DC Power Supply de pe site-ul Power Supply Circuits (http://powersupply33.com/).

   Schema se adapteaza foarte bine unui indicator de panou cu Arduino, cum este cel prezentat in articolul Arduino ca multimetru (3), deoarece rezistenta-sunt pentru masurarea curentului este deja prezenta in schema, iar divizorul de tensiune pentru compensarea erorii este exact la iesirea alimentatorului, astfel ca nu mai apar erori datorita caderii de tensiune pe acea rezistenta-sunt de masura (in mod obisnuit pana la 0,5V).

   Pentru a avea fire de legatura mai putine, m-am pus de acord cu Dragos sa folosim un afisaj LCD 1602 (cu 16 coloane si 2 randuri) conectat la o placa Arduino Nano prin intermediul unei interfete i2c.

   Deoarece Arduino nu este solicitat prea tare, a fost pus si un senzor de temperatura (DS18B20). De asemenea, a fost prevazuta o iesire pentru alimentarea unui buzzer activ (sau alt sistem de avertizare) si inca o iesire pentru a alimenta un ventilator de racire (cooler) pentru radiatorul tranzistorilor finali).

   Partea de masura a tensiunii si curentului se realizeaza cum am prezentat in articolul mentionat ma inainte, iar conectarea se face simplu, prezentandu-va cum se leaga la schema publicata de autorul materialului original.

   Deoarece Arduino masoara doar tensiuni pozitive, vom masura fata de minusul puntii de masura (pinul GND).

   Pentru a calcula curentul debitat de alimentator, se masoara tensiunea pe rezistenta R5, care are valoarea de 0,15 ohmi in schema originala si 0,055 ohmi in montajul lui Dragos, deoarece a pus 4 rezistente de 0,22 ohmi (5W fiecare) in paralel.

  Pentru a calcula tensiunea la iesirea bornelor, se foloseste un divizor de tensiune conectat intre borna + de la iesire si minusul puntii redresoare; din tensiunea calculata se scade tensiunea de pe rezistenta R5.
   Pentru a mai usor de inteles modul de conectare, m-am folosit de cablajul original:

   Partea de Arduino (in schema e desenat un Arduino Nano, dar se poate folosi fara modificari Uno), contine afisajul LCD1602 cu interfata i2c, un buzzer activ, partea de masurare temperatura cu senzorul DS18B20 si partea de alimentare ventilator de racire. Daca releul si ventilatorul sunt pentru 5V, se alimenteaza si tranzistorul cu 5V, iar daca sunt de 12V se alimenteaza cu 12V si tranzistorul de comanda.

   Sketch-ul folosit se gaseste pe canalul de Github fiind psu_reber_ver3ro.ino. In el se gasesc definite valorile rezistentelor din divizor si a rezistentei de masurare a curentului:

ca si temperatura de pornire a ventilatorului si a histerezisului (pornire la +40⁰C si decuplare la +38⁰C):

   Cateva poze cu alimentatorul realizat de Dragos:

   Dragos (albasete), mi-a trimis 2 filmulete cu testele la sursa de tensiune:
- sursa laborator cu LM723 pentru 0-30V/0-7A si indicator de panou cu Arduino

- 0-30V/0-7A PSU with LM723 and Arduino volt & ampermeter

Alimentator stabilizat cu integratul L200 avand si reglaj al curentului la iesire

   Acum ceva timp am gasit articolul STABILIZED REGULATED POWER SUPPLY CIRCUIT WITH L200CV 0-30V postat pe site-ul 320volt.com, care prezinta o schema a unui alimentator reglabil de la 0 la 30V si reglaj al curentului la iesire de la 10mA la 1A. Din testele mele curentul maxim este de 1,8-2,1A (prin injumatatirea rezistentei de masurare curent R7, de la valoarea de 1 ohm la 0,44 ohmi obtinuta prin inseriarea a 2 rezistente de putere de 0,22 ohmi fiecare), ceea ce e e suficient pentru experimentele uzuale.

   Articolul de pe site-ul turces este preluat stil copy-paste de pe unul cehesc, dupa cum veti observa daca urmariti articolul Napájecí stabilizovaný regulovatelný zdroj s obvodem L200.
   Schema acestui alimentator reglabil este:

  Autorul, Michal Slánský, a prezentat si o varianta de cablaj/montaj:

   Aceast alimentator se bazeaza pe integratul specializat L200 (vedeti datashhet-ul, dar si documentatia A DESIGNER’S GUIDE TO THE L200 VOLTAGE REGULATOR).

   Eu am redesenat schema cu ajutorul programului Eagle PCB software:

pentru a face un cablaj mai mic:

    Dupa realizarea cablajului, am inceput sa asamblez montajul:

   Am facut mai multe teste, pe diferite transformatoare, cu diversi consumatori (bec de semnalizare, bec cu leduri, etc) iar rezistenta R7 am injumatatit-o (in loc de 1 ohm are 0,44 ohmi, realizata din inseriarea a doua rezistente de 0,22 ohmi)

pana la urma punand ansamblul intr-o cutie metalica cu un transformator de 18V/1,85A si un indicator de panou digital WR-005 (ampermetru-voltmetru pentru 3,2-30V si 0-5A, sunt de 0,1 ohmi), care se conecteaza simplu:

   Dupa cum se observa, am optat pentru un radiator micut racit fortat cu ajutorul unui ventilator (cooler) de 12V, alimentat impreuna cu indicatorul de panou din secundarul al doilea de 9V/0,4A.

   In timpul testelor initiale, am facut si niste filmultele, in care aveam o problema cu sistemul de indicare al limitarii, datorita unei atingeri intre 2 trasee)

- alimentator stabilizat cu L200 cu reglaj al curentului la iesire

- alimentator stabilizat cu L200 cu reglaj al curentului la iesire (2)

Sursa de tensiune controlata de Arduino

   Dupa ce m-am "jucat" un pic cu un convertor de semnal dreptunghiular in tensiune continua si am fost multumit de rezultate, am zis sa continui testele si sa realizez o sursa de tensiune controlata de Arduino, dupa cum e prezentat in articolul A Powerful Little Arduino Programmable 10V Supply in care se foloseste un integrat specializat MCP4725 de conversie din digital in analogic (DAC) pe 12 biti:

   In articolul Convertisseur PWM / Tension 001 este prezentat o sursa controlata cu semnal dreptunghiular cu factor de umplere variabil (PWM):

  Schema mea de test, in care folosesc un integrat Beta M324 din 1988 iarna, este

iar consumator a fost un bec cu leduri de 12V si 3W, care se deschide doar la tensiune de peste 7V...
   Am facut 2 filmulete, in care se vede cresterea si scaderea lenta a tensiunii la iesire:
- sursa de tensiune controlata de Arduino in care folosit sketch-ul fade_pwm_control3a.ino cu variere factor ce umplere de la 0 la 255 din total 255 trepte cu pas de 5 trepte:

- sursa de tensiune controlata de Arduino (2) la care am folosit sketch-ul fade_pwm_control3b.ino care comanda tensiune pornind de la aprinderea "becului cu leduri", de la 120 la 255 trepte, cu pas de 5 trepte:

   Am schimbat "becul cu leduri" cu unul clasic auto de 5W si 12V, incarcand sketch-ul fade_pwm_control3a.ino cu variere factor ce umplere de la 0 la 255 din total 255 trepte cu pas de 5 trepte si am facut filmuletul sursa de tensiune controlata de Arduino (3)