Лабораторный блок питания на ардуино своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

В этой части соберем лабораторный блок питания на 24 вольта и 12 ампер тока, из китайских комплектующих в корпусе от привода компьютера. Такой блок отлично подходит для питания светодиодов (LED), зарядки аккумуляторов, питания всевозможных схем и устройств, где нужна точность параметров. Процесс сборки блока питания очень простой, пошаговый и можно все сделать своими руками соединив элементы схемы и не производя дополнительных настроек.

Комплектующие

Комплектующие попроще

Инструмент

Предыстория создания ЛБП

Мне приспичило собрать лабораторный блок питания, потому как задолбался изобретать велосипед придумывая, где взять нужные вольты с амперами под конкретную самоделку или для проверки работы очередного мотка проводов называемого гордо Схема!

Сначала решил посмотреть предложения на Алиэкспресс, хотя это было скучно и деньги было в лом тратить. Не долгие поиски привели к понимаю того, что там ЛБП в основном размером с системник от компа и не вписываются в мои желания. Сами можете посмотреть.

К ЛБП у меня были свои требования:

Напряжение более 20 вольт;
Ток более 4 ампер;
Раздельная плавная регулировка по току и напряжению;
Минимальные габариты, места у меня, как в метро в час пик.

Блок питания должен был мне заменить по сути 3 устройства:

Зарядник для литиевых аккумуляторов и прочих свинцовых батарей;
Драйвер светодиодов;
Универсальный источник питания.

Чесание в затылке в поиске решения

Естественно за хорошими идеями я отправился на просторы ютуба. Ютуб не подвел. Наткнулся на несколько прикольных вариантов, после выпуска видео на ютубе, кое кто из ребят даже одобрил мое творение, лайк им взаимный!

Короче я смог определиться со всеми комплектующими для сборки, естественно это не предел и можно расширить функционал и увеличить надежность текущей версии, но нужно было быстро и просто.

Я не компьютерный маньяк хранящий горы железа, но тем не менее у меня завалялось пара старых CD приводов, корпус одного из них и пошел в дело. Пожалуй, выбор корпуса тут самое геморройное занятие и зависит от доступности материалов, кто-то из дюралевых листов собирает стильный корпус, а у кого то уже есть 3D принтер и человек просто его печатает. Но мы не гордые запилим и в корпусе CD привода, пленочкой затянем, красочкой покрасим, ленточками подсветим ЛБП будет просто мёд!

Проще говоря при наличии всех комплектующих и нужного инструмента сделать его можно за пару часов, ура понеслась! Бежим на Алиэкспресс, ищем все деталюхи: блок питания на 24 вольта, мощный понижающий модуль на нцать ампер, прецизионные потенциометры, вольтамперметр с точностью до 0,001А, разъем бананас, прочую мелочевку если нет и заказываем все это дело, не забывая про кешбэк. Дальше ложимся спать, потому как время часа 3 – 4 ночи. На утро несемся смотреть статус заказов и громко материмся если заказ еще не отправили, идем завтракать!

Сборка блока питания в корпус

Будем считать, что заказ вы получили быстро и никто нигде не накосячил.

Теперь надо полазить по полкам и шкафчикам в поиске нужного инструмента. Набор инструментов для сборки прост: небольшие отвертки, пассатижи, паяльник, набор сверл, желательно шуруповерт или дрель, напильник, удобный термофен. Дальше на ваше усмотрение, вдруг завалялся ЧПУ фрезер или 3D принтер.

Появляется вопрос – С чего начать?

Начните с примерки всех комплектующих к вашему корпусу и их компоновки с учетом естественного или принудительного охлаждения и перспективы расширения функционала в виде модулей тепловых реле, дополнительных DC конвертеров для повышения или понижения напряжения, плат стабилизации питания для мощных usb выходов. Потому как пословица семь раз отмерь потом отрежь не работает, поэтому пользуемся другой. Делаем с минимальными потерями и, если что легко переделываем, потому что хорошая мысля всегда приходит опосля.

В случае с приводом от компа разбираем его и оставляем только металлический корпус, остальное вряд ли пригодиться в этом проекте, но не выкидываем и оставляем на запчасти! По сути ключевыми являются только 2 основных модуля, это плата питания и DC-DC понижающий модуль с возможностью раздельной регулировки по току и напряжению. Закидываем их в корпус и смотрим как их удобней разместить, учитывая охлаждение и удобство размещения проводки до остальных элементов ЛБП. Делаем нужную разметку и сверлим, пилим, точим, дырявим зависит от возможностей каждого. Крепить платы можно с помощью пластиковых или металлических стоек, ну или как я сделать трубочки-проставки от чупа-чупсов и длинные винты, чтобы контакты на нижней части плат не коротили о корпус.

Перед установкой понижающего модуля не забудьте выпаять потенциометры и на их контакты припаять провода для подсоединения к новым многооборотным, точным синим потенциометрам. Иначе откручивать все придется:)

В задней части корпуса нужно закрепить сетевой разъем, например от БП компа или попроще как в видео про лабораторный блок питания, но можно этого и не делать, если у вас он будет стоять все время на столе или просто не зудит кое где, желание его сделать

Передняя панель ЛБП

В моем варианте передняя панель оказалась самой трудоемкой деталью, поэтому если нет желания пыхтеть с напильником и прочими надфилями, надо найти вариант попроще. Подойдет листовой пластик от канцелярских лотков, контейнеров для еды и подобных вещей.

При разметке, чтобы не накосячить как я, перенесите размеры всех деталей, точнее проекции их самых широких частей) на будущую переднюю панель. Чтоб было где рисовать и не испортить панель, приклеиваем малярный скотч, ну или обычную бумагу обычным скотчем. Погнали!

Дальше просто размечаем и горячим лезвием скальпеля прорезаем все нужные дырочки и отверстия. Для эстетики я затянул морду пленкой, вы можете сделать то же самое разными самоклейками из хозмага или автозапчастей, на крайняк красим перманентным маркером.

Не забываем придумать крепление панели к корпусу, я засверлился в выступы корпуса для крепления родной панели загнув их перпендикулярно широкой части корпуса. Вариантов масса: припаять гайки к корпусу, сделать маленькие уголки, приклеить пластиковые трубки к корпусу на клей, экпоксидку, термоклей, в которые и будут вкручиваться маленькие саморезы. Короче решите сами исходя из своих возможностей и уровня озабоченности крутостью исполнения задуманного.

Первые два не понравились шумами ШИМ-а на выходе. Третий не понравился архаичным управленим. Буду скрещивать ужа с ежем - линейник номер три и немного магии.

Сердцем будет Arduino Nano v3.0 на чипе FTDI. В место ШИМ-а два 12-bit ADC MCP4725. Так же в ролях участвуют: энкодер, термистор для котроля температуры радиатора и вентилятора, клон четырехстрочного ЖКИ экрана на HD44780 и пару операционников.

Код будет модульным - каждый узел будет в отдельном файле. Большинство людей с "ардуино головного мозга" пихают весь фунционал в один огромный скеч, образуя "спагетти" код, в котором трудно разобраться.

Сегодня расскажу как обстоят дела с первыми двумя модулями "adc.h" и "voltmeter.h". Встроенный АЦП Atmega328 имеет разрядность 10 бит. Существует програмный способ разогнать АЦП до любого заряда с помощью оверсемплинга. Подробнее об этом написанно здесь. Согласно таблице из документа, оптимальный вариант - 14 бит. 10 железных + 4 програмных. При этом сохраняется баланс между точностью (см. шестую колонку в таблице) и "скростью" (третья колонка). Скрость взята в кавычки не случайно, четыре програмных бита стоят нам лишних 256-и измерений.

Можно пойти еще дальше и аппаратно разногнать частоту измерения. За ее увеличение/уменьшение отвечает делитель называемый prescale. Он показывает во сколько раз тактовая частота АЦП меньше системной частоты. Prescale изменяется двумя битами ADPS2/ADPS2 в регистре ADCSRA. Например у Arduino Nano 5v тактовая частота 16 МГц. Если мы выставим prescale равный 128, то скорость АЦП будет равна 16000кГц / 128 = 125кГц. Именно на такой частоте работает АЦП в Arduino IDE.

У этого метода есть одна неприятная особенность - с ростом частоты снижается эффективая разрешающая способность АЦП. Это хорошо видно на графике.

Atmel не рекомендует увеличивать частоту выше 200кГц. Я заметил искажения результатов только после 250кГц, prescale = 64.

У Atmega328 одно измерение занимает 13 тактов или 250 / 13 = 19 мкс. На 14 бит мы тратим 256 * 19 = 4864мкс = 0.0049сек. Это значит, что максимальная частота измеряемого сигнала не должна превышать ~200Гц.

Второй важный элемент любого АЦП - это источник опорного напряжения. Чем лучше его стабильность тем выше точность наших измерений. Типичная ошибка новичков - использовать в качестве ИОН-а обычный регулятор типа LM7805, LM1117 с точностью 5%. В Atmega328 есть встроенный опорник на 1.1 вольт. Если он активирован, то нельзя подавать на AREF напряжение выше встроеннго ИОН-а.

К сожелнию встроенного опорника мне не хватило. Термистор подключен к 5в по стандартной схеме делителя в качестве R1. Сопротивление R2 выбранно 100кОм. Так как проводимость моего термистра при 25С равна 100кОм, то на выходе будет 2.5в, что за гранью добра. Пока в качестве "опорника" взял встроенный в FTDI стабилизатор на 3.3в. Качество стабилизации овно. Выдает 3.4в и плавает вслед за входным. Для отладки проекта сойдет, потом заменю на правильный - REF02. Выбрал его из-за дешевизны, на ebay просят $2.5 за две штуки.

Сравнил 10 и 14 бит. Предел измерений 0..40 вольт. Подал на вход 4.95в. Результат на фотографии. Справа количество отсчетов АЦП. Вывод - если нужен один знак после запятой то 10 бит вполне подойдут, если два то только 14 бит. Третьему знаку после запятой верить не стоит и в финальной версии блока я его уберу. В следующей части раскажу о "thermistor.h".

Пока тестил код словил интересный глюк - сумашедшие значения. Теперь все переменные объявляю не просто int x, а только так int x = 0.

Линейный от (0 до 20) Вольт, Ток от (0 до 8) Ампер Лаболаторный блок питания на Arduino и IGBT транзисторе.

Сегодня сделаем компактную версию лабораторного блока питания (блок питания с регулируемым напряжением и .

БЛОК ПИТАНИЯ СРЗА станция разрядно - зарядная аккумуляторная (БП на 28V, 8А) на Ардуино Nano. Часть 2. В этой .

Друзья кому нужны платы обращайтесь (отдам по вкусной цене), только по Украине. Instagram , следи за мной .

Иду по нехоженой тропе разработки лабораторного источника питания с силовой частью на мощном операционном .

Друзья кому нужны платы обращайтесь (отдам по вкусной цене), только по Украине. Instagram , следи за мной .

Лабораторный блок питания на ардуино V2 Arduino nano ali.pub/2myycu Arduino uno ali.pub/35yebw Дисплей .

Лабораторный Блок Питания на 30V 20A Силовая чясть стандартный полумостовой преобразователь на базе ШИМ .

Для применения компьютерного блока питания в лабораторных целях к каждому выходу блока подключена защита от .

Заказать скетч или готовый проект на ардуино можно по контактам ВК id496163402 Скайп vip-stalker777 .

На сегодняшний день могу предложить вашему вниманию несколько направлений в которых мы с вами будем .

Сегодня покажу вам, как я доработал свой миниатюрный лабораторный блок питания! ☆ Антирадар Стрелка для Android: .

Собираем наборчик из магазина gearbest, набор, конструктор, полуфабрикат для лабораторного блока питания с .

Переделка компьютерного АТХ-250 в лабораторный блок питания 0-35 В 500 Вт. Схема yadi.sk/i/VIM1i3rM3K9L5U .

В этом видео я расскажу, как запитать Arduino Nano и Arduino Uno что можно безопасно к ним подключать, а также .

Смотрим сигналы на схеме лабораторного блока питания начиная от ШИМ сиглана. Оказалось все не так просто ;) Файлы .

Линейный от (0 до 20) Вольт, Ток от (0 до 8) Ампер Лаболаторный блок питания на Arduino и IGBT транзисторе.

Лабораторный блок питания на ардуино V2 Arduino nano ali.pub/2myycu Arduino uno ali.pub/35yebw Дисплей .

Иду по нехоженой тропе разработки лабораторного источника питания с силовой частью на мощном операционном .

БЛОК ПИТАНИЯ СРЗА станция разрядно - зарядная аккумуляторная (БП на 28V, 8А) на Ардуино Nano. Часть 2. В этой .

Лабораторный Блок Питания на 30V 20A Силовая чясть стандартный полумостовой преобразователь на базе ШИМ .

Друзья кому нужны платы обращайтесь (отдам по вкусной цене), только по Украине. Instagram , следи за мной .

Это Ампервольтметр для ЛБП и других источников тока, сварочных аппаратов на основе INA226, Nano V3.0 ATmega328 и .

Дневник разработчика: Цифровой Лабораторный Блок Питания, Вырезаны отверстия для LCD и органов управления, .

Индикация аналогична что и на 500 Вольт 200 Ампер, отличие только в шунте, делителе напряжения и коррекции .

Всем привет! В этом видео я показал сборку простого и нормально работающего линейного лабораторного блока .

На этот раз собрал многофункциональную, комбинированную станцию. ▻ Комплектующие для сборки: - Паяльный фен: .

Друзья кому нужны платы обращайтесь (отдам по вкусной цене), только по Украине. Instagram , следи за мной .

Сорри за минус уши, я не удержался :) Наконец-то доделал монтаж ролика про самую важную вещь для DIY канала - про .

Сборка не сложная, все номиналы радиоэлементов подписаны на плате, так же имеется инструкция. Справится любой .

Читайте также: