Module đo lường và bảo vệ nguồn điện. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Power Supplies

 Bình luận bài viết

Mô-đun được đề xuất có thể được sử dụng cùng với nguồn điện trong phòng thí nghiệm để bảo vệ tải của chúng khỏi điện áp và dòng điện vượt quá giới hạn đã thiết lập.

Mô tả về các thiết bị như vậy đã được xuất bản nhiều lần, một ví dụ là bài báo "Thiết bị bảo vệ kỹ thuật số tiên tiến có chức năng đo lường" ("Radio", 2007, Số 7, trang 26-28, tác giả N. Zaets), mô tả một thiết bị như vậy. thiết bị cho mục đích này trên vi điều khiển PIC16F873 với chỉ báo LED bảy ​​phần tử gồm hai chữ số. Ngược lại, mô-đun được đề xuất dựa trên bộ vi điều khiển ATmega8535L-8PU và màn hình LCD chứa bốn dòng, mỗi dòng 16 ký tự.

Ban đầu, tôi định sử dụng đầu vào vi sai của ADC của vi điều khiển có bộ tiền khuếch đại tích hợp để đo dòng điện. Tuy nhiên, thử nghiệm cho thấy sự không ổn định của phép đo như vậy. Việc sử dụng op-amp trong đơn vị đo lường hiện tại cũng được cho là không phù hợp vì lý do tương tự. Một tùy chọn thỏa hiệp đã được chọn để đo dòng điện với hai kênh ADC có điện trở tương đối cao của các điện trở cảm biến dòng điện.

Kênh đầu tiên, sử dụng cảm biến dòng điện có điện trở 0,5 Ohm, đo dòng điện lên đến 1 A với độ phân giải 10 mA. Kênh thứ hai có khả năng đo dòng điện lên đến 5 A với độ phân giải 0,1 A sử dụng cảm biến dòng điện có điện trở 0,05 Ohm. Thiết bị đo điện áp với độ phân giải 0,1 V.

Thời gian đáp ứng bảo vệ chủ yếu phụ thuộc vào tần số xung nhịp ADC (125 kHz). Được tính toán và xác nhận với sự trợ giúp của máy hiện sóng, thời lượng của quá trình chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số là 110 µs. Bộ vi điều khiển dành 220 μs cộng với tổng thời lượng thực hiện các lệnh chuyển đổi để đo cả điện áp và dòng điện. Với tần số xung nhịp của vi điều khiển là 8 MHz, chúng được hoàn thành trong 3,7 µs.

Các quy trình hiển thị thông tin trên chỉ báo có thể góp phần tăng thời gian phản hồi bảo vệ. Chương trình truy cập nó cứ sau 0,28 giây (được chỉ định bởi hằng số TimeDisp). Phải mất 4 ms để xuất thông tin (được đo bằng máy hiện sóng). Thời gian được tính bằng hai bộ đếm, bộ đếm đầu tiên được chương trình tăng dần trong mỗi chu kỳ đo và bộ đếm thứ hai đếm số lần tràn của bộ đếm đầu tiên. Khi nội dung của bộ đếm thứ hai đạt đến giá trị của hằng số trên, thông tin sẽ được hiển thị trên chỉ báo.

Xác suất xảy ra sự kiện khẩn cấp trong thời gian phục vụ của chỉ báo giảm khi thời gian gọi đến chỉ báo tăng lên. Nếu yêu cầu độ trễ phản hồi tối thiểu, chương trình sẽ bị cấm truy cập vào chỉ báo. Một chế độ như vậy được cung cấp.

Thiết bị được điều khiển bằng bảy nút, công tắc và bộ mã hóa bằng nút. Việc sử dụng bộ mã hóa giúp đơn giản hóa việc nhập thông tin vào vi điều khiển. Chỉ báo cho 64 mức độ quen thuộc làm tăng đáng kể khả năng thông báo cho người dùng về trạng thái của thiết bị.

Khối lượng tương đối lớn của chương trình là do có nhiều văn bản thông báo được hiển thị trên chỉ báo trong đó. Ngoài việc hiển thị thông tin trực quan, còn có tín hiệu âm thanh về hoạt động bảo vệ.

Hai phiên bản của chương trình được đính kèm với bài viết. Cái đầu tiên (văn bản nguồn Modul-P&M4.asm, tệp khởi động Modul-P&M4.hex) không cung cấp khả năng lưu các giá trị đã đặt của ngưỡng hoạt động bảo vệ trong bộ nhớ cố định của vi điều khiển. Sau khi bật nguồn hoặc vi điều khiển buộc phải đặt lại, chương trình này sẽ ghi các giá trị tối đa cho phép vào các thanh ghi so sánh.

Trong biến thể thứ hai của chương trình (mã nguồn Modul-P&M-EP.asm, tệp khởi động Modul-P&M-EP.hex), các giá trị ngưỡng đã đặt được lưu trữ trong EEPROM khi tắt nguồn. Lần tới khi bạn bật nó lên, chương trình sẽ khôi phục chúng.

Sơ đồ mô-đun được hiển thị trong hình. 1. Kênh đo dòng điện đầu tiên được hình thành bởi các cảm biến dòng điện trở R12, R14, điện trở bộ chỉnh R16 và đầu vào không đối xứng của ADC ADC1, kênh đo dòng thứ hai là các điện trở R11, R13, điện trở bộ chỉnh R15 và đầu vào không đối xứng của ADC ADC3. Tải của kênh đầu tiên được kết nối giữa cực dương của nguồn được bảo vệ và đầu cuối "-out," và tải của kênh thứ hai được kết nối giữa cùng một cực nguồn và đầu cuối "-out.2". Một phần của điện áp nguồn từ đầu cuối "+U" thông qua bộ chia điện áp được hình thành bởi điện trở không đổi R18 và điện trở tông đơ R17 được cấp để đo tới đầu vào không cân bằng của ADC ADC4.

Cơm. 1. Sơ đồ mô-đun (bấm để phóng to)

Điện trở tông đơ R15-R17 được sử dụng khi thiết lập để đặt giá trị điện áp và dòng điện trên chỉ báo HG1 bằng các thiết bị tiêu chuẩn. Mỗi công tắc bóng bán dẫn, nếu cần, ngắt kết nối tải và nguồn được điều khiển, bao gồm một bóng bán dẫn hiệu ứng trường mạnh và một bóng bán dẫn lưỡng cực điều khiển nó. Các bóng bán dẫn hiệu ứng trường có điện áp ngưỡng 2 ... 5 V có thể được sử dụng ở đây.

Đèn LED HL1 nhấp nháy trong thời gian ngắn khi bật nguồn (cài đặt về trạng thái ban đầu) là do sau đó, các đầu ra của vi điều khiển ở trạng thái trở kháng cao trong một thời gian. Kết quả là, một xung dòng điện chạy qua mạch nguồn cộng - đèn LED HL1 - điện trở R2, R7 - điểm nối bộ phát VT4 - diode VD3 - dây chung (đối với kênh 1). Vì lý do tương tự, đèn LED HL2 cũng nhấp nháy.

Khi mô-đun hoạt động, đèn LED tương ứng sẽ sáng đồng thời với kênh được bật: kênh 1 - HL1, kênh 2 - HL2.

Bộ mã hóa S1 được sử dụng để đặt ngưỡng bảo vệ dòng điện và điện áp. Tín hiệu âm thanh của hoạt động bảo vệ bằng điện áp hoặc dòng điện được cung cấp. Đối với điều này, một nút từ bộ khuếch đại dựa trên bóng bán dẫn VT5 và bộ phát âm thanh điện từ HA1 phục vụ.

LCD HG1 hoạt động với một bus dữ liệu tám bit được hình thành bởi các đường của cổng B của bộ vi điều khiển. Trên màn hình của nó, chương trình hiển thị thông tin về các giá trị đo được của điện áp và dòng điện, các chế độ hoạt động của thiết bị.

Sau khi bật nguồn hoặc đặt lại bộ vi điều khiển, mô-đun sẽ chuyển sang chế độ chờ. Cả hai kênh đều đóng, điện áp và dòng điện không được đo. Kết nối nguồn điện áp quy định với các cực "+U" và "-izh" và tải - với các cực "+U" và "-out1". Sau khi chọn kênh đầu tiên bằng cách nhấn nút SB3, hãy sử dụng các điện trở tông đơ R16 và R17 để khớp với số đọc của mô-đun và ampe kế và vôn kế tham chiếu. Bằng cách nhấn nút SB2, trở về chế độ chờ.

Sau đó kết nối tải với kênh 2 (các đầu nối "+U" và "-out.2"), chọn kênh thứ hai bằng cách nhấn nút SB4 và điều chỉnh điện trở tông đơ R15 để khớp với số đọc của màn hình LCD và ampe kế tham chiếu.

Bằng cách nhấn nút mã hóa, hãy chọn nó để đặt ngưỡng bảo vệ điện áp và dòng điện. Đặt ngưỡng hiện tại mong muốn ở một trong các kênh bằng cách xoay bộ mã hóa và nhấn nút SB6 (kênh 1) hoặc SB7 (kênh 2) ghi giá trị này vào thanh ghi so sánh của vi điều khiển. Chương trình cấm đặt ngưỡng bảo vệ trên 1 A trong kênh 1 và khi bạn cố gắng thực hiện việc này, nó sẽ hiển thị cảnh báo tương ứng trên màn hình LCD. Nhấn nút SB5 ghi ngưỡng bảo vệ quá áp vào thanh ghi so sánh.

Sau khi ghi lại tất cả các ngưỡng, bằng cách nhấn nút SB2, đưa mô-đun trở lại chế độ chờ. Kiểm tra hoạt động của bảo vệ bằng cách vượt quá ngưỡng cài đặt cho điện áp và dòng điện. Khi nó được kích hoạt, tín hiệu âm thanh sẽ được phát ra và thông tin về sự kiện sẽ được hiển thị trên màn hình LCD. Đồng thời, đèn LED của kênh xảy ra kích hoạt sẽ tắt.

Sau khi bảo vệ được kích hoạt, có thể có hai tùy chọn cho các hành động tiếp theo: bằng cách nhấn nút SB2, quay lại chế độ chờ hoặc bằng cách nhấn nút bộ mã hóa, vào chế độ cài đặt ngưỡng. Trong trường hợp thứ hai, các giá trị hiện tại từ các thanh ghi so sánh sẽ được sao chép vào các thanh ghi được sử dụng trong quy trình dịch vụ bộ mã hóa, điều này sẽ tăng tốc độ cài đặt các giá trị mới.

Trong chế độ hoạt động của mô-đun, bằng cách nhấn các nút SB5-SB7, bạn có thể ghi vào thanh ghi so sánh các giá trị hiện tại của điện áp hoặc dòng điện của kênh được bật, tăng thêm hai đơn vị của chữ số có nghĩa nhỏ nhất.

Bật công tắc bảo vệ tốc độ cao SA1, đặt trước các giá trị cần thiết của điện áp, dòng điện và ngưỡng. Các thông tin liên quan được hiển thị trên màn hình LCD.

Bảng mạch in của mô-đun được hiển thị trong hình. 2, sự sắp xếp các phần tử trên đó - trong hình. 3. Tất cả các miếng đệm để kết nối các nút, bộ mã hóa, đèn LED, màn hình LCD và nguồn điện đều được bố trí với khoảng cách 2,54 mm ở các cạnh của bảng. Nếu muốn, bạn có thể kết nối các thành phần bên ngoài và cấp nguồn thông qua các đầu nối nhiều chân đực. Do mức tiêu thụ dòng điện lớn (lên đến 220 mA), đèn nền chỉ báo được cấp nguồn trực tiếp từ nguồn điện thông qua công tắc SA2. Tốt hơn là đặt điện trở điều chỉnh độ tương phản R20 trên một trong các bức tường của vỏ máy. Các phần của dây dẫn in, qua đó dòng tải của kênh thứ hai chạy qua, phải được tăng cường bằng dây hàn có đường kính 1 mm trên chúng.

Cơm. 2. Bảng mạch mô-đun

Cơm. 3. Vị trí của các phần tử trên bảng

Có đủ không gian trên bo mạch để lắp đặt, nếu cần, tản nhiệt cho bóng bán dẫn VT1 và VT2. Bộ vi điều khiển ATmega8535L-8PU có thể được thay thế bằng ATmega8535-16PU hoặc một trong cùng họ với các chỉ số PI và màn hình LCD DV-16400S1F-BLY-H/R có thể được thay thế bằng WH-1604A-YGH-CT hoặc một loại khác của Nga bốn dòng với bộ điều khiển tương thích với KS0066U. Thay vì bộ phát âm thanh điện từ HC0905F, HCM1212A sẽ làm. Điốt GS1A (VD2 và VD3) được chỉ ra trong sơ đồ là các chất tương tự của điốt 1N4001 trong phiên bản gắn trên bề mặt.

Điện trở tông đơ R15-R17 - nhập khẩu nhiều vòng 3266W với điện trở từ 100 đến 500 ohms (R15, R16) và ít nhất 500 ohms (R17). Có thể thay thế các điện trở điều chỉnh bằng các bộ chia từ hai điện trở cố định, được chọn trong quá trình vận hành.

Điện trở R12, R14 - MOH-0,5, có thể thay thế bằng CF-50 hoặc CF-100 nhập khẩu. Điện trở R11, R13 - SQP với công suất 3 watt. Giới hạn dòng điện 5A là do các điện trở này nóng lên quá nhiều ở dòng điện cao hơn. Bằng cách thay thế chúng bằng những cái mạnh hơn, chẳng hạn như KNP-500 hoặc KNP-600 quấn dây, có thể đo dòng điện lên đến 9,9 A mà không cần thay đổi chương trình.

Để cấp nguồn cho mô-đun, tác giả đã sử dụng nguồn điện biến áp từ trình phát video. Điện áp + 12 V được loại bỏ khỏi đầu vào của bộ điều chỉnh điện áp tích hợp +5 V.

Mô-đun được lắp ráp trong hộp từ bộ cấp nguồn máy tính 300 W. Tất cả nội dung cũ của hộp đã được gỡ bỏ, bức tường phía sau đã được cắt bỏ. Phần còn lại của nó tạo thành một khung mà mặt trước bằng nhựa mới của mô-đun được gắn bằng vít M3. Chế độ xem của nó từ bảng điều khiển này được hiển thị trong Hình. 4.

Cơm. 4. Hình thức của mô-đun

Chương trình vi điều khiển được tạo trong môi trường phát triển AVR Studio 4. Cấu hình của vi điều khiển ATmega8535L để hoạt động với bộ tạo RC bên trong ở tần số 8 MHz phải tương ứng với bảng.

bàn

Tôi sử dụng nguồn điện có thể điều chỉnh được sản xuất từ ​​những năm 80 trong công việc của mình và có trường hợp bóng bán dẫn điều chỉnh P210 quá nóng, kéo theo đó là sự gia tăng điện áp đầu ra. Điều này cũng xảy ra khi làm việc cùng với mô-đun bảo vệ được mô tả. Mô-đun hoạt động như mong đợi, tắt điện áp, phát tín hiệu âm thanh và ánh sáng, hiển thị thông tin liên quan trên màn hình LCD.

Các chương trình vi điều khiển có thể được tải xuống từ ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/10/modul.zip.

Tác giả: N. Salimov

Xem các bài viết khác razdela Power Supplies.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng 15.04.2024

Trong thế giới công nghệ hiện đại, nơi khoảng cách ngày càng trở nên phổ biến, việc duy trì sự kết nối và cảm giác gần gũi là điều quan trọng. Những phát triển gần đây về da nhân tạo của các nhà khoa học Đức từ Đại học Saarland đại diện cho một kỷ nguyên mới trong tương tác ảo. Các nhà nghiên cứu Đức từ Đại học Saarland đã phát triển những tấm màng siêu mỏng có thể truyền cảm giác chạm vào từ xa. Công nghệ tiên tiến này mang đến những cơ hội mới cho giao tiếp ảo, đặc biệt đối với những người đang ở xa người thân. Các màng siêu mỏng do các nhà nghiên cứu phát triển, chỉ dày 50 micromet, có thể được tích hợp vào vật liệu dệt và được mặc như lớp da thứ hai. Những tấm phim này hoạt động như những cảm biến nhận biết tín hiệu xúc giác từ bố hoặc mẹ và đóng vai trò là cơ cấu truyền động truyền những chuyển động này đến em bé. Việc cha mẹ chạm vào vải sẽ kích hoạt các cảm biến phản ứng với áp lực và làm biến dạng màng siêu mỏng. Cái này ... >>

Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global 15.04.2024

Chăm sóc thú cưng thường có thể là một thách thức, đặc biệt là khi bạn phải giữ nhà cửa sạch sẽ. Một giải pháp thú vị mới từ công ty khởi nghiệp Petgugu Global đã được trình bày, giải pháp này sẽ giúp cuộc sống của những người nuôi mèo trở nên dễ dàng hơn và giúp họ giữ cho ngôi nhà của mình hoàn toàn sạch sẽ và ngăn nắp. Startup Petgugu Global đã trình làng một loại bồn cầu độc đáo dành cho mèo có thể tự động xả phân, giữ cho ngôi nhà của bạn luôn sạch sẽ và trong lành. Thiết bị cải tiến này được trang bị nhiều cảm biến thông minh khác nhau để theo dõi hoạt động đi vệ sinh của thú cưng và kích hoạt để tự động làm sạch sau khi sử dụng. Thiết bị kết nối với hệ thống thoát nước và đảm bảo loại bỏ chất thải hiệu quả mà không cần sự can thiệp của chủ sở hữu. Ngoài ra, bồn cầu có dung lượng lưu trữ lớn có thể xả nước, lý tưởng cho các hộ gia đình có nhiều mèo. Bát vệ sinh cho mèo Petgugu được thiết kế để sử dụng với chất độn chuồng hòa tan trong nước và cung cấp nhiều lựa chọn bổ sung. ... >>

Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm 14.04.2024

Định kiến ​​phụ nữ thích “trai hư” đã phổ biến từ lâu. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi các nhà khoa học Anh từ Đại học Monash đã đưa ra một góc nhìn mới về vấn đề này. Họ xem xét cách phụ nữ phản ứng trước trách nhiệm tinh thần và sự sẵn sàng giúp đỡ người khác của nam giới. Những phát hiện của nghiên cứu có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về điều gì khiến đàn ông hấp dẫn phụ nữ. Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Monash dẫn đến những phát hiện mới về sức hấp dẫn của đàn ông đối với phụ nữ. Trong thí nghiệm, phụ nữ được cho xem những bức ảnh của đàn ông với những câu chuyện ngắn gọn về hành vi của họ trong nhiều tình huống khác nhau, bao gồm cả phản ứng của họ khi gặp một người đàn ông vô gia cư. Một số người đàn ông phớt lờ người đàn ông vô gia cư, trong khi những người khác giúp đỡ anh ta, chẳng hạn như mua đồ ăn cho anh ta. Một nghiên cứu cho thấy những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế sẽ hấp dẫn phụ nữ hơn so với những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ In 3D món tráng miệng sô cô la 19.12.2019 Các nhà khoa học từ Đại học Công nghệ và Thiết kế Singapore đã phát triển một hợp chất đặc biệt để tráng miệng bằng sô cô la in 3D ở nhiệt độ phòng. Đây không phải là lần đầu tiên máy in 3D được sử dụng để làm món tráng miệng với sô cô la, nhưng quá trình in trong trường hợp này được thực hiện bằng cách đùn khối sô cô la nóng chảy, mà chế phẩm phải được làm nóng đến 31-36 độ. Mặc dù quá trình này tương đối đơn giản, nó đòi hỏi phải duy trì nhiệt độ cao và kiểm soát chính xác. Đùn lạnh dễ dàng hơn, nhưng phương pháp này yêu cầu các thành phần lỏng và nhớt, do đó cần thêm các thành phần làm thay đổi đặc tính của sô cô la. Chỉ đến bây giờ, người ta mới có thể tìm thấy các kết hợp phù hợp hoạt động ở nhiệt độ phòng. Các nhà khoa học Singapore đã sử dụng các sản phẩm sô cô la bán sẵn trên thị trường bằng cách trộn các loại bột nhão và xi-rô khác nhau với 10-15% bột ca cao. Thành phần cuối cùng được gọi là Ci3DP (Mực in 3D-dựa trên sô cô la) hóa ra bị nhão: trong các phiên bản khác nhau, độ nhớt động của nó dao động từ 100 đến 10000 Pas. Vật liệu có các đặc tính lưu biến như vậy thích hợp để đùn nguội ở nhiệt độ phòng. Các món tráng miệng thuộc các dạng phức tạp nhất đã được in ra từ nó, bao gồm cả những món có lớp cứng và lớp mềm, cũng như với chất lỏng. Trong tương lai, một phương pháp tương tự có thể được ứng dụng để in 3D các món ăn khác từ các thành phần nhạy cảm với nhiệt độ khác nhau.

Tin tức thú vị khác:

▪ Microsoft sẽ phát hành một điện thoại thông minh mang tính cách mạng

▪ Nhạc nền cản trở quá trình sáng tạo

▪ Nam châm ngăn bạn nói dối

▪ Bộ vi xử lý 7nm Ryzen Pro 4000 dành cho máy tính xách tay doanh nhân

▪ Năng lượng xanh sẽ gây ra khủng hoảng kim loại hiếm

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần trang web Những khám phá khoa học quan trọng nhất. Lựa chọn bài viết

▪ bài báo Bạn là một người đàn ông tốt ... Nhưng không phải là một con đại bàng! biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Lưỡng cư là gì? đáp án chi tiết

▪ bài viết Đăng quảng cáo. Mô tả công việc

▪ bài báo Phiên bản đa băng tần của ăng ten vòng. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Ổn áp cực mạnh cho máy phát điện gió. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024