Beban Elektronik DC berasaskan Arduino Lanjutan: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Projek ini ditaja oleh JLCPCB.com. Reka projek anda menggunakan perisian dalam talian EasyEda, muatkan fail Gerber (RS274X) yang ada, dan kemudian pesan bahagian anda dari LCSC dan kirimkan keseluruhan projek terus ke pintu anda.

Saya dapat menukar fail KiCad terus ke fail gerber JLCPCB dan memesan papan ini. Saya tidak perlu mengubahnya dengan cara apa pun. Saya menggunakan laman web JLCPCB.com untuk mengesan status papan semasa ia dibina, dan mereka berjaya sampai ke pintu saya dalam masa 6 hari selepas saya menghantar pesanan. Sekarang ini mereka menawarkan penghantaran percuma untuk SEMUA PCB dan PCB hanya $ 2 setiap satu!

Pengenalan: Tonton siri ini di YouTube di "Scullcom Hobby Electronics" sehingga anda dapat memperoleh pemahaman lengkap mengenai reka bentuk dan perisian. Muat turun.zip_file dari Video 7 siri ini.

Saya mencipta dan mengubah "Scullcom Hobby Electronic DC Load". Louis pada asalnya merancang semua susun atur perkakasan dan perisian yang berkaitan dengan projek ini. Pastikan dia mendapat kredit sewajarnya jika anda meniru reka bentuk ini.

Langkah 1: Lihat "The Combat Engineer" di YouTube untuk Perincian Khusus Mengenai Proses Pemesanan PCB

Tonton video ini, yang merupakan video 1 dari siri ini, dan pelajari cara memesan PCB buatan sendiri. Anda boleh mendapat tawaran hebat untuk semua komponen anda dari LCSC.com dan papan dan semua bahagian dihantar bersama. Setelah tiba, periksa mereka dan mulakan pematerian projek.

Ingat bahawa bahagian skrin sutera adalah bahagian atas dan anda harus menolak kaki bahagian-bahagiannya ke bahagian atas dan mematerinya di bahagian bawah. Sekiranya teknik anda bagus, sedikit pateri akan mengalir ke bahagian atas dan rendam di sekitar pangkal bahagian. Semua IC (DAC, ADC, VREF, dll) juga berada di bahagian bawah papan. Pastikan anda tidak terlalu panas bahagian sensitif semasa hujung besi pematerian anda. Anda juga boleh menggunakan teknik "reflow" pada cip SMD kecil. Jaga skema semasa membina unit dan saya mendapati lapisan dan susun aturnya juga sangat berguna. Luangkan masa anda dan pastikan semua perintang berakhir di lubang yang betul. Setelah anda periksa semula bahawa semuanya berada di tempat yang betul, gunakan pemotong sisi kecil untuk memotong lebihan plumbum pada bahagiannya.

Petunjuk: anda boleh menggunakan kaki perintang untuk membuat pautan pelompat untuk jejak isyarat. Oleh kerana semua perintang berada di timur 0.5W, mereka membawa isyarat dengan baik.

Langkah 2: Penentukuran

Garis "SENSE" digunakan untuk membaca voltan pada beban, sementara beban sedang diuji. Ia juga bertanggungjawab untuk bacaan voltan yang anda lihat pada LCD. Anda perlu menentukur garis "SENSE" dengan beban "on" dan "off" pada pelbagai voltan untuk memastikan ketepatan yang terbaik. (ADC mempunyai resolusi 16 bit sehingga anda mendapat bacaan 100mV yang sangat tepat - anda boleh mengubah pembacaan dalam perisian, jika diperlukan).

Output dari DAC dapat disesuaikan dan menetapkan voltan pemacu untuk Gate of the Mosfets. Dalam video tersebut, anda akan melihat saya melewati 0.500V, voltan terbahagi dan saya dapat menghantar semua 4.096V dari VREF ke Gate of the Mosfets. Secara teori akan membenarkan arus hingga 40A mengalir melalui beban. * Anda boleh menyesuaikan voltan pemacu gerbang menggunakan potensiometer 200 -hm 25-putar (RV4).

RV3 menetapkan arus yang anda lihat pada LCD dan arus arus tanpa beban unit. Anda perlu menyesuaikan potensiometer agar bacaannya betul pada LCD, sambil mengekalkan sekerap mungkin "OFF" arus semasa beban. Apa maksudnya anda bertanya? Nah, ini adalah kelemahan kecil kawalan gelung maklum balas ini. Apabila anda menyambungkan beban ke terminal beban unit, "arus kebocoran" kecil akan merembes dari peranti anda (atau bateri) yang sedang diuji dan masuk ke dalam unit. Anda boleh mengurangkannya menjadi 0,000 dengan potnentiometer, tetapi saya dapati bahawa jika anda menetapkannya ke 0,000 daripada bacaan LCD tidak tepat seperti jika anda membiarkan 0,050 menyelinap. Ini adalah "kekurangan" kecil di unit dan sedang ditangani.

* Catatan: Anda perlu menyesuaikan perisian jika anda cuba memintas atau mengubah pembahagi voltan dan ANDA MELAKUKANNYA PADA RISIKO SENDIRI. Kecuali anda mempunyai pengalaman luas dengan elektronik, biarkan unit ditetapkan ke 4A seperti versi asal.

Langkah 3: Menyejukkan

Pastikan anda meletakkan kipas supaya anda mendapat aliran udara maksimum di Mosfets dan heat sink *. Saya akan menggunakan tiga (3) peminat secara keseluruhan. Dua untuk pengatur voltan Mosfet / satu dan satu untuk pengatur voltan LM7805. 7805 menyediakan semua kuasa untuk litar digital dan anda akan merasa ia akan menjadi panas. Sekiranya anda merancang untuk memasukkannya ke dalam casing, pastikan casingnya cukup besar untuk memungkinkan aliran udara yang mencukupi di Fets dan masih beredar ke seluruh ruang. Jangan biarkan kipas meniup udara panas terus ke atas kapasitor, kerana ini akan menekan mereka dan memendekkan jangka hayatnya.

* Catatan: Saya belum meletakkan unit pendingin pada projek ini (semasa penerbitan) tetapi saya AKAN dan ANDA PERLU SATU! Sebaik sahaja saya memutuskan kes (saya akan mencetak casing 3D secara khusus) saya akan memotong pendingin mengikut saiz dan memasangnya.

Langkah 4: Perisian

Projek ini berdasarkan Arduino Nano dan Arduino IDE. Louis menulis ini secara 'modular' yang membolehkan pengguna akhir menyesuaikannya untuk keperluannya. (* 1) Oleh kerana kita menggunakan rujukan voltan 4.096V dan DAC 12-bit, MCP4725A, kita dapat sesuaikan output DAC dengan tepat 1mV per langkah (* 2) dan mengawal voltan pemacu Gerbang ke Mosfets dengan tepat (yang mengawal arus melalui beban). 16-bit MCP3426A ADC, juga didorong dari VREF sehingga kita dapat dengan mudah mendapatkan resolusi 0.000V untuk pembacaan voltan beban. Kod, sebagaimana mestinya, dari.zip akan membolehkan anda menguji muatan hingga 50W atau 4A, mana pun lebih besar, dalam mod 'arus berterusan', 'daya berterusan', atau 'rintangan berterusan'. Unit ini juga mempunyai mod ujian bateri terpasang yang dapat menggunakan arus pelepasan 1A untuk semua kimia bateri utama. Apabila selesai, ia akan menunjukkan jumlah kapasiti setiap sel yang diuji. Unit ini juga mempunyai mod sementara dan ciri-ciri hebat lain, periksa fail. INO_ untuk maklumat lengkap.

Firmware adalah kapur penuh dengan ciri keselamatan juga. Sensor suhu analog membolehkan kawalan kelajuan kipas dan pemotongan automatik jika suhu maksimum dilampaui. Mod bateri mempunyai pemotongan voltan rendah yang telah ditetapkan (boleh disesuaikan) untuk setiap kimia dan seluruh unit akan dimatikan sekiranya penarafan kuasa maksimum melebihi.

(* 1) yang saya lakukan. Saya akan menghantar lebih banyak video dan menambah projek ini semasa ia berjalan.

(* 2) [(12-bit DAC = 4096 langkah) / (4.096Vref)] = 1mV. Oleh kerana tidak ada yang sempurna, ada periuk pemangkas yang dapat mengurangkan kebisingan dan gangguan lain.

Langkah 5: Apa Seterusnya

Saya mengubah suai projek ini, baik perkakasan dan perisian, dengan tujuan menjadikannya stabil pada 300W / 10A. Ini hanya permulaan dari apa yang pasti akan menjadi Penguji Bateri DIY / Beban DC Tujuan Umum. Unit yang setanding dari vendor komersial akan menelan belanja beratus-ratus, jika tidak beribu-ribu dolar, jadi jika anda serius menguji Powerwalls DIY 18650 anda untuk keselamatan dan prestasi maksimum, saya sangat menganjurkan anda untuk membina ini untuk diri anda sendiri.

Nantikan lebih banyak kemas kini:

1) Sarung cetak 3D khas menggunakan OnShape

2) Paparan LCD TFT 3.5"

3) Peningkatan Daya dan perfromace

Jangan ragu untuk mengemukakan sebarang pertanyaan mengenai projek ini. Sekiranya saya meninggalkan sesuatu yang penting, saya akan cuba mendapatkannya dan mengeditnya. Saya mengumpulkan beberapa "kit membina sebahagian" termasuk PCB, perintang, penyambung JST, soket pisang, dioda, kapasitor, Arduino yang diprogramkan, pin pengepala, pengekod putar, suis kuasa selak, butang tekan, dan lain-lain dan akan menyediakannya tidak lama lagi. (Saya tidak akan membuat "kit lengkap" kerana kos pelbagai IC seperti DAC / ADC / Mosfets / dll, tetapi anda akan dapat sekitar 80% bahagian yang siap digunakan, dalam satu kit, dengan PCB profesional).

Terima kasih dan Nikmati.