Elektronika
Zasilacz laboratoryjny 0-30V 5A - PCB i mikroprocesor do projektu AVT 5585
- Regulowany zasilacz laboratoryjny 0–30 V / 5 A ze sterowaniem mikroprocesorowym, LCD, ograniczeniem prądowym i chłodzeniem. Wersja A+ zawiera PCB oraz zaprogramowany mikrokontroler.
Zasilacz laboratoryjny 0–30 V 5 A – zasilacz mikroprocesorowy AVT5585
Układ pozwala zbudować liniowy zasilacz laboratoryjny z regulacją napięcia 0…30 V i ograniczeniem prądowym do 5 A.
Zasilacz warsztatowy z kontrolą mikroprocesorową
AVT5585 pozwala zbudować rozbudowany zasilacz laboratoryjny do uruchamiania i testowania układów elektronicznych. Konstrukcja pracuje jako liniowy stabilizator szeregowy z regulowanym napięciem wyjściowym 0…30 V oraz nastawianym ograniczeniem prądu w zakresie od 100 mA do 5 A.
Mikrokontroler nadzoruje pomiar napięcia, prądu i temperatury radiatora, steruje przełączaniem uzwojeń transformatora, obsługuje wyświetlacz LCD, sygnalizację LED, buzzer, wentylator oraz stany przeciążenia i przegrzania. Dzięki temu projekt sprawdza się jako solidna podstawa do budowy własnego zasilacza warsztatowego dużej mocy.
Karta techniczna
AVT5585
Mikroprocesorowy zasilacz laboratoryjny 0…30 V / 5 A z liniowym regulatorem szeregowym, pomiarem napięcia i prądu, wyświetlaczem LCD 2×16, chłodzeniem wentylatorowym oraz zabezpieczeniem przeciążeniowym i termicznym.
| Wersja | A+ – płytka PCB + zaprogramowany mikrokontroler |
| Typ projektu | liniowy zasilacz laboratoryjny ze sterowaniem mikroprocesorowym |
| Zakres napięcia wyjściowego | 0…30 V DC |
| Zakres ograniczenia prądowego | 100 mA…5 A |
| Moc wyjściowa | do około 150 W |
| Regulacja napięcia | dwa potencjometry: 0…25 V oraz 0…5 V |
| Regulacja prądu | dwa potencjometry: 0…4 A oraz 0…1 A |
| Typ stabilizatora | liniowy stabilizator szeregowy z tranzystorami w konfiguracji Darlingtona |
| Element wykonawczy mocy | BD139-16 + 2SC5200 |
| Pomiar prądu | rezystor pomiarowy 0,1 Ω / 5 W i wzmacniacz pomiarowy |
| Mostek prostowniczy | KBU8M lub podobny, montowany z uwzględnieniem chłodzenia |
| Transformator | sieciowy z dzielonym uzwojeniem wtórnym, np. TST 200/006 |
| Przełączanie uzwojeń | przekaźnik HFKA-012-2ZST sterowany z mikrokontrolera |
| Zasilanie logiki | stabilizatory 7812 i 7805 |
| Dodatkowe napięcie sterujące | około +20 V z układem LM317L |
| Mikrokontroler | ATmega16, zaprogramowany w wersji A+ |
| Taktowanie mikrokontrolera | rezonator kwarcowy 16 MHz |
| Oprogramowanie | Bascom AVR |
| Wyświetlacz | LCD 2×16 znaków |
| Tryby wyświetlania | BASIC i SERVICE |
| Parametry w trybie BASIC | napięcie wyjściowe, prąd wyjściowy, limit prądowy i temperatura radiatora |
| Parametry w trybie SERVICE | napięcie zasilania stabilizatora, napięcie sterujące, napięcie wyjściowe, limit prądowy, prąd, straty cieplne i temperatura |
| Sterowanie menu | przyciski OPT, SET, up/+ i down/– |
| Sygnalizacja LED | WORKING, COOLING, OVERLOAD, OVERHEATING |
| Sygnalizacja akustyczna | buzzer 5 V, opcjonalny i konfigurowalny |
| Pomiar temperatury | czujnik MCP9700AE przy radiatorze |
| Chłodzenie | wentylator 12 V, przy większym obciążeniu możliwe zastosowanie dwóch wentylatorów |
| Zabezpieczenie przeciążeniowe | redukcja napięcia sterującego po przekroczeniu limitu prądowego |
| Zabezpieczenie termiczne | automatyczne chłodzenie i awaryjne wstrzymanie pracy po przekroczeniu progu temperatury |
| Programowalne parametry | Vref, progi temperatury, progi przełączania uzwojeń i czas reakcji ograniczenia prądowego |
| Radiator | około 102×70×50 mm lub podobny |
| Obudowa | KRADEX Z15 lub podobna |
| Wymiary płytki PCB | 230×75 mm |
| Wymiary panelu przedniego | 245×82 mm |
Wersja A+ – płytka PCB i zaprogramowany mikrokontroler
AVT5585 A+ zawiera płytkę PCB oraz zaprogramowany mikrokontroler ATmega16 przygotowany do pracy w tym projekcie. Pozostałe elementy elektroniczne z poniższego wykazu trzeba skompletować osobno.
Wykaz elementów
Najważniejsze elementy półprzewodnikowe i układy scalone:
- U6: ATmega16, DIP-40, zaprogramowany
- U7: wyświetlacz LCD 2×16 znaków
- U1: LM7812, TO-220
- U2: LM7805, TO-220
- U3: LM317L, TO-92
- U4: MCP6004, DIP-14 + podstawka
- U5: LM358, DIP-8 + podstawka
- U8: MCP9700AE, czujnik temperatury radiatora
- Q2: BD139-16
- Q3: 2SC5200
- Q11: IRF510
- Q1, Q8-Q10: 2N7000
- Q4, Q5: BC546B
- Q6, Q7: BC556C
- Q12-Q14: BC547B
- D4: KBU8M lub podobny mostek prostowniczy
- D11-D14: diody LED 3 mm: zielona, niebieska, czerwona i żółta
Elementy mocy, zasilania i chłodzenia:
- Transformator sieciowy TST 200/006 lub podobny
- K1: przekaźnik HFKA-012-2ZST
- R9: 0,1 Ω / 5 W, rezystor pomiarowy prądu
- C8, C9: 4700 µF / 63 V
- Radiator żeberkowy około 102×70×50 mm lub podobny
- M1: wentylator 12 V, np. RDH6025S
- SP1: buzzer 5 V, opcjonalny
- Obudowa KRADEX Z15 lub podobna
- Gniazdo, włącznik i bezpiecznik po stronie 230 VAC
- Gniazda wyjściowe zasilacza oraz przewody o odpowiednim przekroju
Sterowanie i regulacja:
- POT1-POT4: 10 kΩ/A, liniowe potencjometry obrotowe 16 mm
- PR1: 500 Ω, potencjometr montażowy RM-063
- PR2-PR4: 200 Ω, potencjometry montażowe RM-063
- PR5: 10 kΩ, potencjometr montażowy RM-063
- PR6, PR7: 500 kΩ, potencjometry montażowe RM-063
- SW1-SW4: przyciski tact-switch 6×6×19 mm
- CON1: złącze ISP IDC10
- X1: rezonator kwarcowy 16 MHz, HC49S
Elementy bierne:
- Rezystory R1-R37 według dokumentacji, w tym rezystory 1%, elementy mocy 1 W i bocznik 5 W
- Kondensatory C1-C45 według dokumentacji, w tym kondensatory filtrujące 4700 µF / 63 V
- Dławik L1 10 µH
- Diody 1N4007, 1N4148, BAT48 oraz diody Zenera 15 V i 4,7 V
- Podstawki pod układy scalone, złącza, srebrzanka, śruby, tulejki, podkładki izolacyjne i elementy montażowe radiatora
Notes
Wersja A+ zawiera mikrokontroler z wgranym programem, dlatego nie trzeba samodzielnie programować ATmega16 do podstawowego uruchomienia zasilacza.
Układ wymaga starannej regulacji po montażu. Trzeba ustawić między innymi napięcie odniesienia Vref, kontrast LCD, pomiar napięcia, pomiar prądu, zerowanie napięcia wyjściowego oraz parametry temperaturowe i przeciążeniowe zapisane w EEPROM.
Konstrukcja pracuje z dużą mocą strat, dlatego radiator, podkładki izolacyjne, pasta termoprzewodząca, wentylator, otwory wentylacyjne i prowadzenie przewodów mają bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo oraz stabilność pracy zasilacza.
Uwaga: w układzie występuje napięcie sieciowe 230 VAC groźne dla życia.
Nieprawidłowy montaż lub dotknięcie elementów pod napięciem mogą doprowadzić do śmiertelnego porażenia.
Najczęściej zadawane pytania
Wersja A+ zawiera płytkę PCB oraz zaprogramowany mikrokontroler ATmega16. Pozostałe elementy trzeba skompletować osobno.
Zakres napięcia wyjściowego wynosi 0…30 V DC, a ograniczenie prądowe można ustawiać od 100 mA do 5 A.
Regulacja jest podzielona na dwa zakresy dla każdego parametru. Napięcie ustawia się potencjometrami 0…25 V i 0…5 V, a limit prądu potencjometrami 0…4 A i 0…1 A.
W trybie podstawowym LCD pokazuje napięcie wyjściowe, prąd wyjściowy, ustawiony limit prądowy oraz temperaturę radiatora. Tryb serwisowy pokazuje dodatkowe parametry diagnostyczne.
Tak. Po przekroczeniu ustawionego limitu prądowego mikrokontroler redukuje napięcie sterujące, a stan przeciążenia może być sygnalizowany diodą LED i buzzerem.
Tak. Projekt wymaga radiatora i wentylatora, a przy długiej pracy z dużym obciążeniem może być potrzebne zastosowanie dwóch wentylatorów oraz odpowiednich otworów wentylacyjnych w obudowie.
Nie. To rozbudowana konstrukcja dużej mocy, z transformatorem sieciowym, napięciem 230 VAC, dużymi prądami i koniecznością precyzyjnej regulacji po montażu.
Nie. To wersja A+, czyli płytka PCB i zaprogramowany mikrokontroler. Transformator, LCD, radiator, wentylator, elementy mocy, układy scalone, obudowę, panel przedni, potencjometry, przyciski, złącza i pozostałe podzespoły trzeba dobrać osobno według wykazu.
