Sursa 0-20V/3A comandata de arduino cu afisare pe OLED 128x32

Am refacut sursa din articolul anterior adaugind un al doilea AO, pentru ca in varianta initila reactia negativa nu functiona corespunzator, producind mici variatii ale tensiunii de iesire functie de consum. 

Asa ca primul AO se ocupa de furnizarea referintei, iar al doilea AO de stabilizare si reglaj tensiune.

Am gasit prin sertar un display OLEd cu rezolutie de 128/32 si am adaptat codul pentru a afisa pe acesta. 

Deocamdata am pastrat afisarea pasilor ca sa pot regla amplificarea primului AO. (La final voi afisa cind este scurt pe iesire, mai este A2 liber si voi monitoriza starea colectorului lui BC107 care se ocupa de preotectia la scurt.)

Reglajul porneste din 0V pina la 20V, iar pina la 3A tensiunea de iesire este constanta, dupa care BC107 blocheaza comanda.

Reglajul curentului de iesire nu m-a interesat in acest moment. (mai sint necesare inca 2 AO, si e posibil sa nu-mi incapa cablajul in cutia ce urmeaza sa soseasca).

Schema a devenit:

Mai jos sint citeva imagini de la teste:

 Temperatura radiatorului fara ventilatie nu a depasit 40 grade la 2,5A, si 3,2V cu 28V pe intrarea in colectorul lui 2N3055 (IPRS Baneasa).

In curind si cablajul imprimat, dar astept carcasa ca sa-l pot adapta la gaurile de fixare ale cutiei.

Sursa LM317 cu controlul digital al tensiunii

Dupa testele din articolele anterioare  am finalizat primul pas (reglajul digital al tensiunii de iesire) conform schemei de mai jos ( teoretic functioneaza pe orice varianta de sursa de laborator cu LM317): ceva similar cu modulul chinezesc

Pentru a se misca mai repede am mai adaugat 2 butoane pentru incrementare cu pas de 10, era foarte lung timpul de parcurgere de la minim la maxim. Pe display am mai afisat in partea de jos numarul de pasi pentru a regla reactia negativa de pe primul AO (detalii experimentate sint in link). Din semireglabilul de 10K de pe pinul ADJ al lui LM317 reglam tensiunea minima, in cazul meu am reusit s-o duc la 1,82V fara a suprasolicita tranzistorul de comanda  caruia nu i-am mai pus protectie. (Am incins 2 bucati si am topit 2 semiglabili multitur de 10K).

Tensiunea de -5V am facut-o conform schemei:

Asa cum am scris in articolul anterior rolul celui de-al doile AO este descris de Nicu Florica la el pe blog.

Im plus am adaugat 3 regulatoare: 7824 pentru AO, 7812 pentru ventilator, si 7805 pentru Arduino.

Transformatorul folosit este destul de generos si nu simte consumul suplimentar la  iesirea de 18Vca.

Eu am folosit un AO rusesc dublu K157YD2 care era disponibil in sertar, dar se poate folosi orice AO.

Codul este pe github.

Ca traductor de temperatura am folosit tot LM35.

Imagini din timpul testelor finale mai jos:

Aici am reglat reactia negativa

Radiatorul tranzistorului regulator este temporar ca sa nu se incinga accidental  la reglajul tensiunii minime.

 Aici are si consumator un bec auto de frina. Din cele 5 butoane (recuperate e la un copiator) sint folosite momentan doar 4. primele 2 + - din 10 in 10 pasi si urmatoarele + - cu pas ce 1. (Avem 8biti iar plaja de reglaj este de la 0 la 256, cu pas ce 60mV)

Tensiune minima. 

Pe radiatorul de AMD am lipit puntea redresoare (recuperata de la o sursa PC), cele trei stabilizatoare, si LM-ul 317. Aici am facut montajul in aer pentru erau prea multe fire de tras la placuta. In acest moment ventilatorul nu este alimentat pentru ca nu a fost nevoie desi aveam un consum de cca 12W pe becul de sarcina.

Diferenta de afisaj de TFT e din cauza tensiunii de 5V a lui Arduino, in cod este setata valoarea ce mi-o furniza  USB-ul laptopului.

 Tensiune maxima

Test sursa 0-20V 3A comandata cu arduino

Am testat o sursa de tensiune comandata de Aduino si afisare pe TFT 1,44"
Schema de pina acum este:

Initial am testat varianta pe 16 biti ce oferea o rezolutie de 0,000076V/pas, iar la iesirea din AO pentru o amplificare de 3 rezulta 0,00023V/pas.

Din butoanele de pe D4 si D5 se regleaza tensiunea de iesire pas cu pas. La pas de 1 dureaza exagerat de mult sa parcurgi cei 65535 pasi.

Apoi am testat varianta clasica pe 8 biti adica 255 pasi. Aceasta ofera o rezolutie de 20mV/pas iar la iesirea di AO cu amplificare de 3 rezulta 60mV/pas. Aici s-a scurtat considerabil timpul de parcurgere pas cu pas de la 0 la 255.

Spre  final am ramas la aceasta veriune pe 8 biti care este un reglaj usor, iar precizia de 60mV/pas mi s-a parut deocamdata acceptabila.

Eu am folosit un Arduino micro alimentat la 5V, si un BA741 alimentat la +24V si -5V ( tensiune maxima de 30V pentru AO). Din semireglabilul de 4k7 se regleaza reactia.( la pasul 255 vom avea 5V pe intrarea cu + a AO, la iesire trebuie sa avem 15V. La pasul 127 com avea 2,5V deci iesirea trebuie sa fie 7,5V.

La teste  am crescut reactia negativa astfel incit la pasul 255 sa am la iesire 20V, pentru asta mi-au trebuit 28V pe colectorul tranzistorului regulator. Pasii se pot monitoriza cu serial monitorul lui Arduino IDE.

Valorile pasilor sint memorate imediat ce se efectueaza un reglaj din butoanele + sau -..

Ca senzor de tensiune/curent am folosit un modul chinezesc cu MAX471, care are o tensiune maxima de 25V si curent de 3A, asa ca rezistenta de limitare am ales-o la 0,33Ohm (asta am gasit intr-o cutie) ceea ce inseamna un curent de maxim 2A.

Se poate masura si adaptind varianta lui Nicu Florica  descrisa la el pe blog.

Urmeaza sa inlocuiesc butoanele cu un encoder, si sa-i fac un preset la tensiune si curent. In aceasta faza daca se doreste reglarea curentului maxim se poate pune in paralel cu rezistenta de 0,33Ohm cu potentiometru de 500Ohm conform schemei suplimentare din coltul din dreapta sus.

Codul de pina acum este pe github.

 La cit am apucat sa testez s-a comportat super bine. La teste am folosit 4 surse de tensiune 28V/5A,24V/1A, -5V/1A, 5V/1A. Spre final pentru AO este nesesara o sursa bine stabilizata care sa nu fie influentata de consumul total. La scurt pe iesire sau limitare la 2A cu 12V reglati, pe bara  de 28V curentul este de 3,7A.

In faza de teste arata cam asa:

Sursa 0-20/3A, cu LCD16x2, MAX471, termostat cu LM35

Sursa 0-20/3A, cu LCD16x2, MAX471, termostat cu LM35

Am luat de pe aliexpress un kit de sursa ca cel de mai jos:

Dupa lipire si teste s-a prajit rezistenta R2 180 ohm, Am inlocuit-o cu una de 1W care tot se incalzeste dar nu mai scoate fum, condensatorul C1 l-am inlocuit cu unul de 10mii/50V deoarece aveam un riplu pe iesire de cca 100mV la un consum de 3A. 

In rest nimic senzational, totul a fost OK.

Tranzistorul Q4 necesita racire serioasa mai ales daca sursa va fi folosita la tensiuni de iesire mici si curent mare.

La teste am folosit un transformator 220/24/63W

Imagini din faza de testare:

Dupa ceva timp l-am incasetat si a trebuit sa fac ceva adaptari functie de cutia ce o aveam la indemina. Asa ca am folosit un transformator recuperat de la o sursa UPS care scotea in secundar 2x7Vsi ca marime s-a potrivit la mm cu cutia. Racirea tranzistorului am facut-o cu un cooler de AMD deorece are suprafata de contact mai generoasa..

A trebuit sa-i fac si un sistem de afisare si termostat la cooler. In acest scop am folosit un Arduino cu un LCD 20x2 recuperat si acesta. Avind un senzor cu MAX471 care are un domeniu de masura 3-25V 0-3A, m-am hotarit sa-l folosesc pe acesta. 

Pentru teste m-am folosit de informatiile de aici.

Insa valorile afisate oscilau fiind greu de citit, mai ales daca vrei sa setezi o anumita valoare pentru tensiunea de iesire. Problema a fost rezolvata de Nicu Florica , asa ca m-am folosit de solutia gasita de el. Nu dau detalii pentru ca Nicu a dat suficiente la el pe blog

Avind acum toate informatiile am trecut la scrierea codului si am afisat tensiunea, curentul, temperatura, si starea normal sau scurt.

Pentru masurarea temperaturii am folosit un LM35 care este suficient de bun pentru a afisa temperatura cooler-ului. Ventilatorul pleaca la 40 grade. Am setat aceasta valoare pentru ca la teste am observat ca timpul de racire este mai mic, desi ventlatorul porneste un pic mai des. Daca setez 45grade timpul de racire este destul de mare si implicit si zgomotul facut. Valorile sint setate direct in cod care se gaseste aici.  Schema de conectare reiese din cod.

La montaj LCD-ul 20x2 a cedat, si l-am inlocuit cu 16x2.

Imagini cu ce a iesit sint mai jos.

Initializare

 Valoarea maxima a tensiunii de iesire

 Scurt pe iesire sau tensiune < 0,3V

 Functionare cu sarcina bec auto