Цена от:

от 33,25₽

Многоканальный амперметр с изолированными датчиками тока

Закончилась еще одна разработка электроники, в результате которой родился многоканальный амперметр, обеспечивающий вывод результатов измерений тока на экран компьютера или планшета с помощью соответствующих программ (приложений). Амперметр содержит 25 датчиков тока ACS712 с пределом измерения до 20А, 8 датчиков CSLA2EJ с измеряемым током до 200А, 6 датчиков CSLA2EL с пределом измерения тока до 500А, допускает измерение постоянного и переменного тока. Все датчики имеют гальваническую развязку от измеряемых цепей. Подключение к компьютеру или планшету происходит через последовательный порт USB, для чего используются стандартные драйверы последовательных портов, образующие виртуальный COM-порт. В результате программа может работать с таким портом, как с обычным последовательным COM-портом.

Разработка электроники проведена с использованием микроконтроллера ATxmega128A3-AU, имеющего интегрированный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с разрядностью 12-бит, что позволило обеспечить требуемую высокую точность измерения в широком диапазоне измеряемых токов. Результаты измерений усредняются на основе многократно повторенных замеров тока для исключения влияния внутренних и внешних помех, но поскольку такие обработки происходят на высокой скорости, амперметр практически не имеет ощутимого запаздывания в регистрации и отображении быстрых изменений тока через нагрузки.

Принципиальная схема многоканального амперметра

Для связи с USB-портом планшета, смартфона или компьютера используется микросхема USB-моста FT232RL, на которую доступны надежные и бесплатные для коммерческого применения драйверы на различные операционные системы, включая Microsoft Windows и Android.

Смонтированная печатная плата амперметра (вид сверху)

Питание схем токовых датчиков обеспечивают два импульсных преобразователя напряжения на микросхемах LM2575S-5.0, питание микроконтроллера и USB-моста обеспечивает импульсный преобразователь LM2576S-5.0. Формирование питающего напряжения 3,3V для микроконтроллера выполняется экономичным линейным стабилизатором LP2985AIM5-3.3.

Собранная печатная плата амперметра (вид снизу)

Поскольку микроконтроллер ATxmega128A3-AU имеет ограниченное, небольшое число каналов аналого-цифрового преобразователя, то для получения возможности измерения тока по 39 каналам (25+8+6=39 каналов) применены аналоговые быстродействующие мультиплексоры MAX4617ESE+, обеспечивающие быструю коммутацию выходных напряжений многочисленных датчиков тока с входами АЦП микроконтроллера.

Схема подключения датчика тока ACD712ELCTR

Каждая микросхема MAX4617ESE+ позволяет попеременно подключать 8 выходов датчиков тока на один вход микроконтроллера. Мультиплексоры MAX4617ESE+ имеют очень малый ток потребления и рассчитаны на применение в системах с батарейным питанием.

Схема подключения датчиков тока CSLA2EJ и CSLA2EL

Для мощных датчиков тока предусмотрен отдельный преобразователь питания питания с выходным напряжением 6V. К амперметру можно подключить 8 датчиков CSLA2EJ для измерения тока до 200А и 6 датчиков CSLA2EL для измерения тока до 500А. Можно подключать датчики CSLA2EL и для каналов с пределом 200А, если не важна стоимость устройства.

Печатная плата с датчиком тока CSLA2EL

Все входы амперметра, предназначенные для подключения датчиков тока, имеют защиту от превышения напряжения, импульсов повышенного напряжения и статического электричества. В качестве датчиков тока с пределом измерения в 20А можно использовать специальные микросхемы изолированных датчиков ACD712ELCTR-20A или ACD712ELCTR-30A.

Печатная плата с датчиком тока ACD712ELCTR

Все цепи питания микросхем защищены тремя параллельно включенными стабилитронами с целью обеспечения надежной, долговременной и безотказной работы этого электронного устройства в условиях нестабильного питания, имеющего выбросы напряжения, искрения контактов с созданием радиопомех в питающих цепях, высокие пусковые токи и прочие факторы, вызывающие повреждения в незащищенных электронных схемах и сбои в работе таких устройств. С той же целью входное питающие напряжение на многоканальный амперметр подается через встроенный LC-фильтр для подавления импульсных помех по питанию и радиопомех.

Проект N44. Разработка электроники для электронного измерительного прибора «многоканальный амперметр» выполнена Александром Петровичем Протопоповым, г. Москва, сайт автора: https://razrabotka.pro.

Регулятор, понижающее переключение, регулируемое выходное напряжение, 1,0 А

%PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > транслировать приложение/pdf

LM2575 Простые импульсные регуляторы напряжения

Рис. 1 Стационарный 5-вольтовый стабилизатор LM7525T. Они могут быть сложными и трудоемкими в сборке. Здесь я рассмотрю простые импульсные стабилизаторы напряжения на основе 5-выводных LM25XX серии, выпускаемых рядом компаний. Они бывают как с фиксированным, так и с переменным напряжением. LM2575T рассчитан на 1 ампер. в то время как LM2596T рассчитан на 3 ампера.

На рис. 1 показан стационарный 5-вольтовый стабилизатор LM2575-5. Он состоит всего из 4 внешних компонентов с диапазоном входного напряжения до 60 вольт. Все это понижающие стабилизаторы напряжения.

Внутренняя блок-схема состоит из генератора 52 кГц, прецизионного источника опорного напряжения 1,23 В, усилителя ошибки, защиты от перегрева и ограничения тока. И фиксированная, и регулируемая версии одинаковы, за исключением двух внутренних и/или внешних резисторов.

С _в — входной байпасный конденсатор с низким ESR, используемый для обхода пиков и шумов, чтобы предотвратить их влияние на выход. L1 и C _из образуют схемы «резервуара» фильтра и накопителя энергии, выходное напряжение которых определяется рабочим циклом широтно-импульсно-модулированного выхода LM25XX. Обратная связь с выхода на контакт 4 регулирует рабочий цикл для поддержания фиксированного выходного напряжения.

D1 обозначается как «улавливающий» диод, который передает энергию от L1 во время выключения ШИМ к C _из . Этот диод должен быть быстродействующим диодом типа Шоттки. А 1N4001 и др. выпрямительные диоды не подойдут. Номинальные ток и напряжение D1 зависят от выходного напряжения и тока.

Для минимизации помех при переключении и скачков напряжения во всех импульсных источниках питания необходимы короткие провода и толстый заземляющий слой. Также помогает использование качественных конденсаторов с низким ESR. Я обнаружил, что конденсаторы с большими значениями работают нормально.

Рис. 2 LM75XX Блокировка при падении напряжения.

Дополнительная функция заключается в том, что контакт 5 может использоваться микроконтроллером для включения или выключения устройства. Нулевое напряжение или цифровой НИЗКИЙ уровень включают устройство и в противном случае часто связаны с землей. На рис. 2 показана базовая схема блокировки при пониженном напряжении.

Рис. 3 ШИМ-модуль LM2575 в зависимости от выходного напряжения.

См. Управление мощностью с широтно-импульсной модуляцией.

Все импульсные регуляторы имеют два основных режима работы: непрерывный и прерывистый. Разница между двумя типами связана с током индуктора, независимо от того, протекает ли он непрерывно или падает до нуля в течение определенного периода времени в нормальном цикле переключения. Каждый режим имеет совершенно разные рабочие характеристики, которые могут повлиять на работу и требования регулятора.

LM2575 (или любой другой из семейства Simple Switcher) можно использовать как в непрерывном, так и в прерывистом режимах работы. При относительно больших токах нагрузки схема работает в непрерывном режиме (ток индуктора течет постоянно), но при малых нагрузках схема будет вынуждена работать в прерывистом режиме (ток индуктора на некоторое время падает до нуля). Такой прерывистый режим работы вполне приемлем. Для малых нагрузок (примерно менее 200 мА) может оказаться желательным использовать регулятор в прерывистом режиме, прежде всего из-за более низких значений индуктивности, необходимых для прерывистого режима.

Рис. 4 Регулятор напряжения LM2575-ADJ.