Convertisseur de tension sur le microcontrôleur pour alimenter l'appareil de mesure. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Convertisseurs de tension, redresseurs, onduleurs

 Commentaires sur l'article

Le dispositif proposé est un convertisseur DC 3 V vers DC 9 V. Il est réalisé aux dimensions d'une pile Krona neuf volts et est destiné à la remplacer dans les instruments de mesure auto-alimentés. Source de tension primaire - deux cellules galvaniques au sel ou alcalines de taille AAA. Il est possible d'utiliser des batteries Ni-MH de même taille. Efficacité du convertisseur - 66...81 %.

Le circuit convertisseur est représenté sur la fig. 1. Son composant principal est un microcontrôleur ATtiny13A-SU (DD1) cadencé par un oscillateur RC interne. Le convertisseur élévateur de tension est réalisé sur un transistor VT1, une inductance L1, une diode Schottky VD1 et un condensateur C4. Le transistor VT2 déconnecte la charge du convertisseur en mode "veille" du microcontrôleur. La diode Zener VD2 et la résistance R5 protègent les éléments du convertisseur en cas d'interruption (arrêt) de la charge. En fonctionnement normal, il n'y a pas de courant dans le circuit de protection.

Riz. 1. Circuit convertisseur

Le convertisseur est conçu pour fonctionner à charge constante. Sa tension de sortie n'est pas stabilisée et dépend de la tension d'alimentation. Par exemple, il chute à 7,6 V lorsque l'alimentation chute à 2,5 V.

Pour une utilisation plus complète de l'énergie de la source d'alimentation primaire et le maintien de la tension de sortie à un niveau donné, le microcontrôleur DD1, au démarrage du convertisseur, vérifie la tension à sa sortie. Pour ce faire, une partie de la tension de sortie de la résistance ajustable R4 est envoyée à l'entrée PB4 du microcontrôleur, qui fonctionne en mode d'entrée du comparateur de tension intégré.

Tous les composants du transducteur sont placés sur une planche de 48x26 mm en fibre de verre de 1 mm d'épaisseur laminée des deux côtés. Son dessin et la disposition des pièces sont illustrés à la Fig. 2. Sur le côté de la carte, exempt de pièces, quatre contacts pour connecter les batteries sont soudés dans les trous qui leur sont destinés. Les contacts sont découpés dans une tôle de laiton de 0,3 mm d'épaisseur. La hauteur du contact est de 10 mm, la largeur est de 5...8 mm, la longueur du pétale à souder dans le trou est de 2 mm, la largeur est de 1,5 mm.

Riz. 2. Carte convertisseur et placement des éléments dessus

Les condensateurs à oxyde sont de taille D TECAP, les autres condensateurs et résistances sont de taille 1206 pour un montage en surface. Résistance ajustable R4 - SP3-19a-0,5 W, inductance L1 - LQH43CN101K. Le choix de l'inducteur affecte considérablement l'efficacité du convertisseur. Par exemple, le remplacement du starter mentionné ci-dessus par un RLB0712 légèrement plus grand augmente l'efficacité de 3 ... 5%, mais, malheureusement, les dimensions du convertisseur dépassent les dimensions de la batterie Krona. Pour monter cette inductance sur la carte, des plots de contact troués sont prévus, repérés L1'. Il est monté en position "couché". Le remplacement de la diode BAT1 utilisée à l'origine dans l'une des options de convertisseur comme VD41 par un MBR0540 a permis d'augmenter le rendement de 2 %.

Une vue du transducteur assemblé du côté des pièces est illustrée à la fig. 3, et du côté de l'installation des batteries - sur la fig. 4.

Riz. 3. Vue du transducteur assemblé du côté des pièces

Riz. Fig. 4. Vue du convertisseur assemblé du côté où les batteries sont installées

Le programme du microcontrôleur utilise sa minuterie PWM rapide à huit bits et son comparateur analogique. La fréquence de répétition des impulsions avec PWM est choisie égale à 37500 Hz - le maximum possible à une fréquence d'horloge de microcontrôleur de 9,6 MHz. Une source de tension de référence interne est connectée à l'entrée non inverseuse AI N0 du comparateur analogique.

Таблица

1 - non programmé
0 - programmé

La tension de sortie contrôlée fournie à la broche PB4 du microcontrôleur est envoyée à l'entrée inverseuse du comparateur AIN1 via le multiplexeur ADC. L'état de sortie du comparateur ACO est vérifié par le gestionnaire d'interruption de dépassement de temporisateur T0. Lorsque ACO = 1, il y a un incrément de la valeur dans le registre de comparaison des temporisateurs, ce qui augmente le rapport cyclique des impulsions qui commandent le transistor VT1 du convertisseur. Avec ACO=0, cette valeur reste inchangée car la tension de sortie a déjà atteint le 9V réglé.

Le temporisateur d'arrêt du convertisseur est implémenté dans le logiciel et est un compteur décrémenté par les interruptions du temporisateur T0. La valeur initiale écrite dans les registres de ce compteur est calculée par le programme à l'aide de la formule N=T_{de rabais}37500, où T_{de rabais} - la durée requise du convertisseur avant l'arrêt, s ; 37500 - fréquence de répétition des impulsions de commande, Hz. Le programme est donné T_{de rabais}=900 s (15 mn). Passé ce délai, le microcontrôleur "s'endort", passant en mode de consommation de micropuissance POWER DOWN.

Il est possible de contrôler le convertisseur à l'aide du bouton optionnel SB1, dont la connexion est illustrée sur le schéma de la fig. 1 avec des lignes pointillées. Une demande d'interruption externe, générée par l'appui sur ce bouton, remet le microcontrôleur "sleep" en mode de fonctionnement. Et si vous cliquez dessus pendant que le convertisseur est en marche, le microcontrôleur passera du mode de travail au mode "veille", éteignant le convertisseur. Pour faire fonctionner le bouton dans différents modes, le programme génère des retards d'une durée de 0,5 s. En mode "veille" du microcontrôleur, le convertisseur ne consomme que 6 ... 10 μA, donc, s'il y a un bouton dans le commutateur SA1, il n'y a pas besoin et il peut être omis en le remplaçant par un cavalier.

Si le bouton SB1 est manquant, après l'expiration de la minuterie d'arrêt, la mise sous tension du convertisseur avec le commutateur SA1 n'est possible qu'après deux minutes. Pendant ce temps, interrupteur ouvert, le microcontrôleur consomme l'énergie stockée dans le condensateur C2 et est en mode "sommeil".

Le convertisseur est conçu sans être lié à un type spécifique d'appareil de mesure nécessitant une tension d'alimentation de 9 V. La modification d'un tel appareil revient à y installer un interrupteur SA1 ou un bouton SB1. Pour plus de commodité, ils peuvent être connectés au convertisseur à l'aide de connecteurs miniatures. Le remplacement inverse du convertisseur par la batterie Krona ne pose pas de difficultés.

Après avoir monté toutes les pièces sur la carte, à l'exception de l'inductance L1 et vérifié les circuits ouverts et les courts-circuits, réglez le curseur de la résistance R4 sur la position médiane et procédez à la programmation du microcontrôleur. Les codes du fichier CONVERTER-DC2.hex joint à l'article doivent être chargés dans la mémoire programme du microcontrôleur. Sa configuration doit être programmée selon le tableau. Veuillez noter que le bit CKDIV8 programmé par le fabricant du microcontrôleur doit être déprogrammé.

Tous les pads nécessaires à la connexion avec le programmateur sont disponibles sur la carte. Si le programmateur ne fonctionne qu'avec une tension d'alimentation de 5 V, appliquez la même tension sur le circuit d'alimentation du microcontrôleur. Une tension de 3 V devra être fournie à la carte après une programmation réussie.

Mesurez le courant consommé par le compteur avec lequel le convertisseur doit être utilisé et chargez le convertisseur avec une résistance de résistance appropriée. Après avoir installé l'inductance L1 en place, mettez le convertisseur sous tension et ajustez la tension de sortie avec une résistance d'accord R4, ce qui la rend

égal à 9 V. Le déplacement du curseur de la résistance d'ajustement vers sa sortie inférieure en fonction du circuit augmente la tension de sortie et la diminue dans le sens opposé. Veuillez noter que le programme modifie la tension de sortie uniquement lorsque l'alimentation est allumée ou lorsque le microcontrôleur sort du mode veille.

Éteignez l'onduleur, connectez-y une charge réelle et rallumez-le. Si la tension diffère de celle requise, corrigez-la avec une résistance d'ajustement R4. Mesurez ensuite le courant tiré de G1 et G2 et calculez le rendement du convertisseur. Pour l'un des échantillons que j'ai réalisés, il s'est avéré être de 74% à une tension d'alimentation de 3 V et de 64% à 2 V. Avec un convertisseur dans lequel la self RLB0712 est installée, un rendement de 78% et 66%, respectivement , a été obtenu.

Si, avec une tension d'entrée de 3 V et un courant de charge de 6 mA, la tension de sortie est réglée sur 9,2 V, alors avec une tension d'entrée de 2 V, elle diminuera à 8,5 V. Avec une décharge supplémentaire de la batterie d'alimentation, lorsque la tension de sortie chute à 6,5 V, le symbole de pile faible apparaît sur l'indicateur de l'appareil de mesure.

J'ai fait deux copies du convertisseur : une pour alimenter le multimètre DT930F+, et la seconde pour le capacitancemètre et l'inductance MY6243. Ces appareils n'ont pas de minuterie de mise en veille, il n'était donc pas rare de vider complètement leurs batteries en raison d'oublis. Après y avoir installé des convertisseurs, ces problèmes ont cessé.

Le programme du microcontrôleur peut être téléchargé à partir de ftp://ftp.radio.ru/pub/2017/01/conv.zip.

Auteur : N. Salimov

Voir d'autres articles section Convertisseurs de tension, redresseurs, onduleurs.

Lire et écrire utile commentaires sur cet article.

<< Retour

Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :

Cuir artificiel pour émulation tactile 15.04.2024

Dans un monde technologique moderne où la distance devient de plus en plus courante, il est important de maintenir la connexion et un sentiment de proximité. Les récents développements de la peau artificielle réalisés par des scientifiques allemands de l'Université de la Sarre représentent une nouvelle ère dans les interactions virtuelles. Des chercheurs allemands de l'Université de la Sarre ont développé des films ultra-fins capables de transmettre la sensation du toucher à distance. Cette technologie de pointe offre de nouvelles opportunités de communication virtuelle, notamment pour ceux qui se trouvent loin de leurs proches. Les films ultra-fins développés par les chercheurs, d'à peine 50 micromètres d'épaisseur, peuvent être intégrés aux textiles et portés comme une seconde peau. Ces films agissent comme des capteurs qui reconnaissent les signaux tactiles de maman ou papa, et comme des actionneurs qui transmettent ces mouvements au bébé. Les parents touchant le tissu activent des capteurs qui réagissent à la pression et déforment le film ultra-fin. Ce ...>>

Litière pour chat Petgugu Global 15.04.2024

Prendre soin de vos animaux de compagnie peut souvent être un défi, surtout lorsqu'il s'agit de garder votre maison propre. Une nouvelle solution intéressante de la startup Petgugu Global a été présentée, qui facilitera la vie des propriétaires de chats et les aidera à garder leur maison parfaitement propre et bien rangée. La startup Petgugu Global a dévoilé des toilettes pour chats uniques qui peuvent automatiquement chasser les excréments, gardant votre maison propre et fraîche. Cet appareil innovant est équipé de divers capteurs intelligents qui surveillent l'activité des toilettes de votre animal et s'activent pour nettoyer automatiquement après utilisation. L'appareil se connecte au réseau d'égouts et assure une élimination efficace des déchets sans intervention du propriétaire. De plus, les toilettes ont une grande capacité de stockage jetable, ce qui les rend idéales pour les ménages comptant plusieurs chats. La litière pour chat Petgugu est conçue pour être utilisée avec des litières solubles dans l'eau et offre une gamme de ...>>

L’attractivité des hommes attentionnés 14.04.2024

Le stéréotype selon lequel les femmes préfèrent les « mauvais garçons » est répandu depuis longtemps. Cependant, des recherches récentes menées par des scientifiques britanniques de l’Université Monash offrent une nouvelle perspective sur cette question. Ils ont examiné comment les femmes réagissaient à la responsabilité émotionnelle des hommes et à leur volonté d'aider les autres. Les résultats de l’étude pourraient changer notre compréhension de ce qui rend les hommes attrayants aux yeux des femmes. Une étude menée par des scientifiques de l'Université Monash aboutit à de nouvelles découvertes sur l'attractivité des hommes auprès des femmes. Dans le cadre de l'expérience, des femmes ont vu des photographies d'hommes avec de brèves histoires sur leur comportement dans diverses situations, y compris leur réaction face à une rencontre avec une personne sans abri. Certains hommes ont ignoré le sans-abri, tandis que d’autres l’ont aidé, par exemple en lui achetant de la nourriture. Une étude a révélé que les hommes qui faisaient preuve d’empathie et de gentillesse étaient plus attirants pour les femmes que les hommes qui faisaient preuve d’empathie et de gentillesse. ...>>

Nouvelles aléatoires de l'Archive Tablette électronique au lieu de manuels et de cahiers 29.08.2002 La Taiwan Computer Association (TCA) a créé un groupe pour promouvoir la diffusion des cartables électroniques dans le pays - des ordinateurs qui devraient combiner des manuels scolaires, des cahiers, des agendas et tout ce dont un élève a besoin pour étudier. De nombreux experts, et pas seulement à Taïwan, prédisent que ces appareils remplaceront progressivement les livres imprimés traditionnels. Leurs avantages ne résident pas tant dans leur faible poids (une tablette PC de 10 pouces ne pèse qu'un peu plus d'1 kg), mais aussi dans le fait que leur passage créera un nouvel environnement d'apprentissage, avec des possibilités incomparablement plus grandes. Outre le fait que plusieurs dizaines de manuels avec des images peuvent être "stockés" dans un tel ordinateur, les enseignants peuvent vérifier de manière centralisée le travail effectué sur eux et distribuer du matériel et des devoirs ou, à l'aide de tableaux électroniques, transmettre leurs cours. Les "sacs à dos électroniques" sont créés sur la base d'ordinateurs tablettes équipés d'une communication sans fil. L'une des tâches en cours de résolution consiste maintenant à augmenter la durée du travail, car les élèves devront utiliser des sacs à dos tout au long de la journée scolaire.

Autres nouvelles intéressantes :

▪ Mesureur de capacité, d'inductance et de résistance 875B

▪ Console de jeu Microsoft Xbox One X (Projet Scorpio)

▪ champignon à plusieurs niveaux

▪ Les alouettes sont les descendantes des Néandertaliens

▪ Clavier externe pour appareils mobiles

Fil d'actualité de la science et de la technologie, nouvelle électronique

Matériaux intéressants de la bibliothèque technique gratuite :

▪ Rubrique du site de téléphonie. Sélection d'articles

▪ article Le SIDA et sa prévention. Bases de la vie en toute sécurité

▪ article Comment fonctionnait l'ordinateur d'échecs du 18ème siècle ? Réponse détaillée

▪ Article Travail en hauteur. Instruction standard sur la protection du travail

▪ article Capteurs pour alarmes de voiture. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

▪ article Cruche de Lot. Concentrer le secret

Laissez votre commentaire sur cet article :

Toutes les langues de cette page

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

Page principale | bibliothèque | Articles | Plan du site | Avis sur le site

www.diagramme.com.ua
2000-2024