Appareil de mesure pour l'alimentation électrique. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Le dispositif proposé est conçu pour être intégré à une alimentation de laboratoire. Il est assemblé sur un microcontrôleur et des indicateurs LED à sept éléments et est conçu pour mesurer la tension et le courant de sortie.

L'appareil est une version simplifiée d'un appareil similaire dont la description a été publiée dans la revue "Radio", 2007, n° 7, p. 26-28 (Zaets N. « Dispositif de protection numérique avancé avec fonction de mesure »). Par rapport au prototype, un microcontrôleur plus abordable a été utilisé et le circuit a été simplifié en éliminant la protection contre les surintensités et les tensions. On suppose qu'une telle protection est mise en œuvre dans l'alimentation elle-même. À cet égard, le programme de contrôle du microcontrôleur a été repensé. Les intervalles de mesure de tension sont de 0...25.5 V avec une résolution de 0,1 V, le courant - 0... 1,55 A avec une résolution de 0,01 A.

Riz. 1 (cliquez pour agrandir)

Le schéma de l'appareil est illustré sur la figure. La tension mesurée est fournie à la ligne du port RA0 (configurée comme une entrée ADC) du microcontrôleur DD1 via un diviseur résistif R1R5R6. Le signal du capteur de courant - résistance R4 est fourni à l'amplificateur de tension sur l'ampli-op DA2.1 et, après amplification de la sortie du suiveur de tension sur DA2 2 - à la ligne de port RA1, également configurée comme entrée ADC. La fréquence d'horloge du MK est réglée par le résonateur à quartz ZQ1. Comme sa fréquence n'est pas critique, vous pouvez utiliser des résonateurs d'anciens magnétoscopes à des fréquences de 3,57. 4,43 ou 4,5 MHz. L'appareil utilise des indicateurs LED à quatre chiffres et sept éléments avec une cathode commune. Dans ce cas, dans le chiffre le plus à droite de chacun d'eux sont affichés les symboles du paramètre mesuré « U » (HG1) et « I » (HG2).

Le microcontrôleur et l'ampli-op reçoivent une alimentation stabilisée de +5 V du régulateur de tension intégré DA1. Cette tension est également utilisée comme tension de référence pour l'ADC. Le courant consommé par l'appareil est d'environ 100 mA, selon le nombre d'éléments inclus et le type d'indicateurs utilisés. La tension d'alimentation n'est pas stabilisée - 8...25 V, mais à une tension supérieure à 12...15 V, vous devrez installer un stabilisateur DA1 sur un dissipateur thermique d'une superficie de 10...20 cm2 . Le microcontrôleur est installé dans le panneau.

Il convient de noter que le capteur de courant (résistance R4) est connecté en série avec la charge, les lectures du voltmètre seront donc surestimées de la valeur de la chute de tension aux bornes de ce capteur. L'erreur est proportionnelle au courant de charge et à 1A est égal à 0.12 V. Ce défaut de l'appareil peut être éliminé en corrigeant le programme MK.

La plupart des éléments sont montés sur un circuit imprimé de prototypage. Pour le montage en surface, des résistances fixes sont utilisées, à l'exception du R4 - elles sont bobinées 0, 12 Ohm 5 W ou faites maison, les trimmers sont des SPZ-19, les condensateurs à oxyde sont importés, le reste est destiné au montage en surface, par exemple K10-17v. Les indicateurs sont connectés avec des morceaux de fils de montage isolés et après vérification et installation sont montés sur le panneau avant de l'alimentation. Le stabilisateur de tension est installé sur un dissipateur thermique d'une superficie de 15...25 cm2.

Il convient de noter que le programme du microcontrôleur contient un intervalle de courant mesuré de 0...2,55 A. Mais du fait qu'un ampli-op est utilisé, qui ne fournit pas une tension de sortie proche de la tension d'alimentation à des courants supérieurs à 1.5...1,7, 2,55 Et l'erreur de mesure augmente (sous-estimation des valeurs). Si l'alimentation électrique dans laquelle l'appareil est intégré fournit un courant allant jusqu'à 1446 A, vous devez utiliser un ampli opérationnel de la série KR1446, par exemple KR1UD1446A KR2UDXNUMXA.

Tout programmeur disposant du logiciel approprié est adapté à la programmation du MK. L'auteur a utilisé un ExtraPic fait maison avec le shell 1C-Prog. La procédure de programmation a été décrite à plusieurs reprises dans la littérature.

L'appareil assemblé (sans microcontrôleur) est temporairement connecté aux circuits d'alimentation appropriés. La tension aux broches 1 et 20 du panneau MK doit être de +5 V aux broches 6 et 7 de l'ampli opérationnel DA2.2 - proche de zéro.

Coupez la tension d'alimentation et installez le microcontrôleur. Après avoir appliqué la tension d'alimentation, les indicateurs doivent s'allumer. En connectant une charge à la sortie de l'alimentation, vérifiez le fonctionnement de l'appareil. Si la luminosité des indicateurs est faible, elle peut être augmentée en sélectionnant les résistances R8-R15 (vers le bas). Mais leur résistance ne doit pas être inférieure à 33 Ohms pour éviter une surintensité des lignes de port RB0-RB7. En cas de surcharge, l'indication des éléments individuels disparaît de manière aléatoire.

L'appareil est calibré à l'aide d'un voltmètre et d'un ampèremètre numériques. Le premier est connecté à la sortie de l’alimentation, le second en série avec la charge. Après avoir réglé la tension maximale à la sortie de l'alimentation, la résistance (résistance R4) est connectée en série avec la charge, de sorte que les lectures du voltmètre seront surestimées de la valeur de la chute de tension aux bornes de ce capteur. L'erreur est proportionnelle à le courant de charge et à 1A est égal à 0.12 V. Ce défaut de l'appareil peut être éliminé en corrigeant le programme MK.

La plupart des éléments sont montés sur un circuit imprimé de prototypage. Des résistances fixes pour montage en surface sont utilisées, à l'exception du R4 - il est bobiné 0 Ohm 12 W ou fait maison, des trimmers - SPZ-5, des condensateurs à oxyde - importés, le reste - pour montage en surface, par exemple K19-10v.

La résistance R1 égalise les lectures de l'indicateur de tension de l'appareil et du voltmètre. En modifiant la résistance de charge, réglez le courant à environ 1 A et utilisez la résistance R3 pour égaliser les lectures de l'indicateur de courant et de l'ampèremètre. Si les lectures du voltmètre sont instables, installez un condensateur en céramique ou à oxyde en parallèle avec la résistance R4 (borne positive à broche 3 de DA2.1) d'une capacité de 1 ... 4,7 µF

Le programme du microcontrôleur peut être téléchargé depuis ftp://ftp.radio.ru/pub/2012/05/vamper.zip.

Auteur : P. Chubarov

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