بار الکترونیکی DC مبتنی بر آردوینو پیشرفته: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

این پروژه توسط JLCPCB.com حمایت می شود. پروژه های خود را با استفاده از نرم افزار آنلاین EasyEda طراحی کنید ، فایلهای Gerber (RS274X) موجود خود را بارگیری کنید و سپس قطعات خود را از LCSC سفارش دهید و کل پروژه را مستقیماً به درب منزل ارسال کنید.

من توانستم فایل های KiCad را مستقیماً به فایل های gerber JLCPCB تبدیل کنم و این بردها را سفارش دهم. من مجبور نبودم آنها را به هیچ وجه تغییر دهم. من از وب سایت JLCPCB.com برای پیگیری وضعیت هیئت مدیره هنگام ساخت آن استفاده می کنم ، و آنها ظرف 6 روز پس از ارسال سفارش به من رسیدند. در حال حاضر آنها حمل و نقل رایگان را برای همه PCB ها ارائه می دهند و PCB ها هر کدام فقط 2 دلار است!

مقدمه: این مجموعه را در YouTube در "Scullcom Hobby Electronics" تماشا کنید تا بتوانید درک کاملی در مورد طراحی و نرم افزار داشته باشید. فایل.zip_file را از ویدئوی 7 این مجموعه بارگیری کنید.

در حال بازسازی و اصلاح "بار الکترونیکی DC سرگرمی Scullcom" هستم. آقای لوئیس در ابتدا تمام طرح بندی سخت افزار و نرم افزارهای مربوط به این پروژه را طراحی کرد. لطفاً در صورت تکرار این طرح ، اطمینان حاصل کنید که اعتبار لازم را دریافت می کند.

مرحله 1: "The Combat Engineer" را در YouTube برای جزئیات بیشتر در مورد مراحل سفارش PCB بررسی کنید

این ویدیو را مشاهده کنید ، که فیلم 1 از این سری است و نحوه سفارش PCB های سفارشی خود را بیاموزید. شما می توانید از LCSC.com برای همه اجزای خود معاملات فوق العاده ای دریافت کنید و تخته ها و تمام قطعات را با هم ارسال کنید. به محض ورود آنها را بازرسی کرده و شروع به لحیم کاری پروژه کنید.

به یاد داشته باشید که قسمت صفحه ابریشم در قسمت بالا قرار دارد و شما باید پاهای قطعات را از بالا فشار داده و آنها را در قسمت پایین لحیم کنید. اگر تکنیک شما خوب است ، کمی لحیم کاری به طرف بالا جریان می یابد و در اطراف پایه قطعه خیس می شود. همه IC ها (DAC ، ADC ، VREF ، و غیره) نیز در قسمت پایینی برد قرار دارند. اطمینان حاصل کنید که قسمت های حساس را در حین نوک آهن لحیم کاری خود بیش از حد گرم نکنید. می توانید از تکنیک "reflow" در تراشه های کوچک SMD نیز استفاده کنید. هنگام ساخت واحد ، شماتیک را در دست داشته باشید و به نظرم پوشش و طرح آن نیز بسیار مفید است. وقت بگذارید و مطمئن شوید که همه مقاومت ها به سوراخ های صحیح ختم می شوند. هنگامی که دوبار بررسی کردید که همه چیز در جای مناسب است ، از برش های جانبی کوچک برای جدا کردن سرهای اضافی قطعات استفاده کنید.

نکته: می توانید از پایه های مقاومت برای ایجاد پیوندهای جهشی برای آثار سیگنال استفاده کنید. از آنجا که همه مقاومتها در شرق 0.5 وات هستند ، آنها سیگنال را به خوبی حمل می کنند.

مرحله 2: کالیبراسیون

خط "SENSE" برای خواندن ولتاژ در بار ، در حالی که بار در حال آزمایش است ، استفاده می شود. همچنین مسئول خواندن ولتاژهایی است که روی LCD می بینید. برای اطمینان از بیشترین دقت ، باید خط "SENSE" را با بار "روشن" و "خاموش" در ولتاژهای مختلف کالیبره کنید. (ADC دارای وضوح 16 بیتی است ، بنابراین شما یک بازخوانی بسیار دقیق 100mV دریافت می کنید- در صورت نیاز می توانید بازخوانی را در نرم افزار تغییر دهید).

خروجی از DAC قابل تنظیم است و ولتاژ درایو را برای Gate of Mosfets تنظیم می کند. در ویدئو ، خواهید دید که من 0.500V را دور زده ام ، ولتاژ تقسیم شده است و من می توانم تمام 4.096V را از VREF به دروازه Mosfets ارسال کنم. از نظر تئوری اجازه می دهد تا 40A جریان از طریق بار عبور کند.* شما می توانید ولتاژ درایو دروازه را با استفاده از پتانسیومتر 25 دور 200Ohm (RV4) تنظیم کنید.

RV3 جریانی را که روی LCD می بینید و جریان بدون بار دستگاه را تنظیم می کند. شما باید پتانسیومتر را طوری تنظیم کنید که بازخوانی روی LCD صحیح باشد ، در حالی که تا حد ممکن جریان کم "OFF" را روی بار حفظ می کنید. می پرسید این یعنی چه؟ خوب ، این یک اشکال کوچک در کنترل حلقه بازخورد است. هنگامی که یک بار را به پایانه های بار دستگاه وصل می کنید ، "جریان نشتی" کوچکی از دستگاه (یا باتری) تحت آزمایش به داخل دستگاه نفوذ می کند. با پتانسیومتر می توانید این مقدار را تا 0.000 کاهش دهید ، اما من متوجه شده ام که اگر آن را روی 0.000 تنظیم کنید ، خواندن LCD آنقدر دقیق نیست که اگر بخواهید 0.050 به طور مخفیانه وارد شود. این یک "نقص" کوچک در واحد است و در حال برطرف شدن است.

*توجه: در صورت تلاش برای دور زدن یا تغییر تقسیم کننده ولتاژ و انجام این کار با ریسک خود ، باید نرم افزار را تنظیم کنید. مگر اینکه تجربه زیادی در زمینه لوازم الکترونیکی داشته باشید ، دستگاه را مانند نسخه اصلی روی 4A بگذارید.

مرحله 3: خنک کردن

مطمئن شوید که فن را طوری قرار داده اید که حداکثر جریان هوا را از طریق Mosfets و هیت سینک*دریافت کنید. من در کل از سه (3) فن استفاده می کنم. دو مورد برای Mosfet/سینک حرارتی و یکی برای تنظیم کننده ولتاژ LM7805. 7805 تمام قدرت مدارهای دیجیتال را تأمین می کند و می بینید که گرم می شود. اگر قصد دارید این مورد را در یک کیف قرار دهید ، مطمئن شوید که قاب به اندازه کافی بزرگ است تا جریان هوای کافی بر روی Fets امکان پذیر باشد و همچنان در بقیه فضا در گردش است. اجازه ندهید فن مستقیماً هوای گرم را از روی خازن ها بکشد ، زیرا این کار به آنها استرس می دهد و طول عمر آنها را کوتاه می کند.

*توجه: من هنوز هیت سینک را روی این پروژه (در زمان انتشار) قرار نداده ام اما باید و شما به یکی احتیاج دارید! پس از تصمیم گیری در مورد یک مورد (من قصد دارم یک قاب سفارشی را چاپ کنم) ، هیت سینک ها را به اندازه برش می دهم و آنها را نصب می کنم.

مرحله 4: نرم افزار

این پروژه بر اساس Arduino Nano و Arduino IDE طراحی شده است. آقای لوئیس این را به شیوه ای "مدولار" نوشت که به کاربر نهایی اجازه می دهد آن را برای نیازهای خود سفارشی کند. (*1) از آنجا که ما از یک منبع ولتاژ 4.096V و یک DAC 12 بیتی ، MCP4725A استفاده می کنیم ، می توانیم خروجی DAC را دقیقاً به 1mV در هر مرحله (*2) تنظیم کنید و ولتاژ درایو Gate را به Mosfets (که جریان را از طریق بار کنترل می کند) دقیق کنترل کنید. 16 بیتی MCP3426A ADC ، همچنین از VREF هدایت می شود ، بنابراین ما می توانیم به راحتی رزولوشن 0.000V را برای قرائت ولتاژ بارها دریافت کنیم. کد ، همانطور که از.zip به شما امکان می دهد بارها را تا 50W یا 4A ، هر کدام در حالتهای "جریان ثابت" ، "قدرت ثابت" یا "مقاومت ثابت" بیشتر است. این واحد همچنین دارای یک حالت تست باتری داخلی است که می تواند جریان تخلیه 1A را برای همه مواد شیمیایی اصلی باتری اعمال کند. پس از اتمام کار ، ظرفیت کل سلول آزمایش شده را نشان می دهد. این واحد همچنین دارای حالت گذرا و سایر ویژگی های عالی است. برای جزئیات کامل فایل. INO_ را بررسی کنید.

سیستم عامل نیز دارای گچ است و دارای ویژگی های ایمنی نیز می باشد. سنسورهای دما آنالوگ امکان کنترل سرعت فن و در صورت فراتر رفتن از حداکثر دما را فراهم می کند. حالت باتری دارای پیش فرض (قابل تنظیم) قطع ولتاژ پایین برای هر ماده شیمیایی است و در صورت فراتر رفتن از حداکثر توان ، کل واحد خاموش می شود.

(*1) که من انجام می دهم. من ویدیوهای بیشتری ارسال خواهم کرد و با پیشرفت آن به این پروژه اضافه می کنم.

(*2) [(DAC 12-bit = 4096 مرحله) / (4.096Vref)] = 1mV. از آنجا که هیچ چیز بی نقص نیست ، یک گلدان تزئینی برای سروصدا و سایر تداخل ها وجود دارد.

مرحله 5: بعدی

من این پروژه را ، هم از نظر سخت افزاری و هم از نظر نرم افزاری ، با هدف ایجاد ثبات در 300W/ 10A اصلاح می کنم. این فقط آغاز چیزی است که مطمئناً به یک تستر باتری DIY/ بار عمومی DC عمومی تبدیل می شود. یک واحد قابل مقایسه از یک فروشنده تجاری صدها یا هزاران دلار برای شما هزینه خواهد داشت ، بنابراین اگر در آزمایش بیشتر DIY 18650 Powerwall برای حداکثر ایمنی و عملکرد جدی هستید ، به شما توصیه می کنم که این را برای خودتان بسازید.

با ما همراه باشید برای مطالب بیشتر:

1) مورد سفارشی چاپ سه بعدی با استفاده از OnShape

2) صفحه نمایش 3.5 اینچی TFT LCD

3) افزایش قدرت و پرفروماس

با خیال راحت هر سوالی در مورد این پروژه دارید بپرسید. اگر چیز مهمی را کنار گذاشته باشم ، سعی می کنم برگردم و آن را ویرایش کنم. من چند مجموعه "تا حدی ساخت" شامل PCB ، مقاومت ، اتصالات JST ، جک موز ، دیودها ، خازن ها ، Arduino برنامه ریزی شده را جمع آوری می کنم. ، پین هدر ، رمزگذار چرخشی ، کلید قدرت قفل ، دکمه فشاری و غیره و به زودی در دسترس قرار خواهند گرفت. (به دلیل هزینه IC های مختلف مانند DAC/ADC/Mosfets/etc ، من "کیت کامل" نمی سازم ، اما شما قادر خواهید بود حدود 80 of از قطعات را آماده استفاده کنید ، در یک کیت ، با PCB حرفه ای).

ممنون و لذت ببرید.