Přesná elektronická zátěž - Ivo Strašil
Přesná elektronická zátěž - Ivo Strašil
Přesná elektronická zátěž - Ivo Strašil
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
14<br />
Technické parametry<br />
Napájení st.: 230 V, 6 W<br />
(sí ový adaptér 12 V/0,8 A).<br />
Proud testovaným zdrojem:<br />
Rozsahy 0 až 1 A, 0 až 10 A;<br />
omezení ztrátového výkonu<br />
na 250 W krátkodobì,<br />
dlouhodobì podle chlazení.<br />
Napìtí testovaného zdroje:<br />
0,8 až 32 V (rozsah 1 A);<br />
1,6 až 32 V (rozsah 10 A).<br />
Standardní nejistota mìøení napìtí:<br />
0,5 % +2 dgt, aut. volba<br />
rozsahu 10 V/30 V.<br />
Standardní nejistota mìøení proudu:<br />
0,15 % +3 dgt.<br />
Standardní nejistota mìøení<br />
pøíkonu a energie: 0,9 % +2 dgt.<br />
Standardní nejistota mìøení<br />
vnitø. odporu: 1,5 % +5 dgt.<br />
Standardní nejistota<br />
regulace proudu: 0,25 %.<br />
Standardní nejistota<br />
regulace napìtí: 2,3 %.<br />
Standardní nejistota<br />
regulace na konst. R: 2,0 %.<br />
Modulace proudu:<br />
vnitøní, vnìjší 0 až 2,5 V do 20 kHz.<br />
Vnìjší mìøení proudu:<br />
výstup 2,35 V/1 A resp. 3,0 V/10 A.<br />
Provozní teplota:<br />
0 až 50 °C, nejistoty udány pro 25 °C.<br />
Hmotnost: 2,1 kg.<br />
Vnìjší rozmìry: 254 x 178 x 76 mm.<br />
Koncepce<br />
Elektronická zátìž (viz blokové<br />
schéma na obr. 1) je navržena tak,<br />
aby umožnila testování rozlièných<br />
typù zdrojù v rùzných režimech regulace<br />
proudu.<br />
Mìøený zdroj se pøipojuje mezi<br />
svorky Kladný pól a Záporný pól,<br />
svorku Souètová svorka mùžeme využít<br />
pro odebírání èásti proudu, který<br />
by jinak procházel regulaèním tranzistorem.<br />
V režimu konstantního proudu<br />
odebírá zátìž ze zdroje konstantní<br />
proud bez ohledu na napìtí (napìtí<br />
zdroje samozøejmì musí být vyšší<br />
než minimální - uvedené v technických<br />
parametrech). Úbytek napìtí na<br />
mìøicích rezistorech je zesilován blokem<br />
mìøení proudu a stupeò otevøení<br />
Pøesná<br />
<strong>elektronická</strong> zátìž<br />
<strong>Ivo</strong> <strong>Strašil</strong><br />
Elektronická zátìž je jedním ze základních pøístrojù pro mìøení<br />
a kontrolu napájecích zdrojù. Èlánek popisuje konstrukci elektronické<br />
zátìže s digitálním nastavením parametrù, možností vnìjší<br />
modulace proudu a práce v režimu konstantního proudu, odporu<br />
èi napìtí. Rozsah aplikací rozšiøuje i USB komunikace s poèítaèem,<br />
schopnost spoleèného øízení více zátìží a funkce pro mìøení<br />
odebrané energie a vnitøního odporu zkoušeného zdroje.<br />
regulaèního tranzistoru je øízen zesilovaèem<br />
odchylky tak, aby byl skuteèný<br />
proud roven proudu požadovanému,<br />
urèenému napìtím na výstupu<br />
pøevodníku D/A.<br />
Referenèní napìtí pøevodníku D/A<br />
je možné elektronickým pøepínaèem<br />
pøepnout na vnitøní referenèní napìtí<br />
2,5 V, napìtí na vstupu pro externí<br />
modulaci (takto je umožnìna regulace<br />
citlivosti externího vstupu, protože<br />
signál stále prochází pøevodníkem D/A,<br />
který nyní pracuje jako elektronický<br />
potenciometr) nebo na výstup z odporového<br />
dìlièe mìøení napìtí.<br />
Touto volbou pøejde pøístroj do režimu<br />
konstantního odporu, kdy je<br />
proud zátìží pøímo úmìrný napìtí na<br />
zátìži.<br />
Posledním základním režimem práce<br />
je režim regulace napìtí, kdy pøístroj<br />
neodebírá žádný proud, pokud<br />
není napìtí na jeho vstupních svorkách<br />
vyšší než nastavené. Po jeho<br />
dosažené se zaøízení chová podle<br />
nastavení jako v režimu konstantního<br />
proudu nebo odporu. Tuto funkcionalitu<br />
zajiš uje komparátor napìtí, který<br />
pøi nízkém napìtí na svorkách pøístroje<br />
nuluje požadovanou hodnotu<br />
proudu na výstupu z pøevodníku D/A.<br />
Popis zapojení<br />
Øídicí obvody<br />
Srdcem øídicích obvodù pøístroje<br />
(viz schéma na obr. 2) je mikrokont-<br />
Praktická elektronika A Radio - 05/2008<br />
rolér ATMega16 (IC4), bìžící na hodinové<br />
frekvenci 16 MHz.<br />
Mikrokontrolér snímá stav fóliové<br />
maticové klávesnice, pøipojené ke konektoru<br />
SL1, a pøímo øídí podsvícený<br />
displej LCD 16x 2 znakù (LCD1). Kontrast<br />
displeje mùžeme zmìnit zmìnou<br />
odporu rezistoru R28, jas podsvícení<br />
zmìnou odporu rezistoru R20;<br />
uvedené hodnoty jsou vhodné pro<br />
použitý displej MC1602B s èerveným<br />
podsvitem.<br />
Konektor SV1 na desce pøístroje<br />
slouží k programování mikrokontroléru<br />
pomocí rozhraní ISP.<br />
Komunikaèní rozhraní<br />
Spojení mìøièe s okolím zajiš uje<br />
obvod USB rozhraní FT232R (IC8),<br />
což je inovovaná verze známého pøevodníku<br />
USB na asynchronní sériovou<br />
linku FT8U232BM, nyní bez potøeby<br />
vnìjšího krystalu.<br />
Kondenzátory C23, C34 odrušující<br />
USB linku osazujeme jen v pøípadì,<br />
že je komunikace nestabilní.<br />
Obvod USB rozhraní je napájen<br />
z poèítaèe, jeho galvanické oddìlení<br />
od obvodù zátìže zajiš ují optoèleny<br />
OK1, OK2.<br />
Pokud potøebujeme ovládat poèítaèem<br />
více než jednu zátìž, pøípadnì<br />
nastavovat parametry na více zátìžích<br />
souèasnì z panelu jednoho pøístroje,<br />
je možné propojením konektorù<br />
SV2 jednotlivých pøístrojù podle<br />
schématu na obr. 3 propojit øízení na<br />
dvì èi více zaøízení. Každá zátìž má<br />
urèenu adresu v systému v rozsahu<br />
0 až 7; více zátìží mùže mít shodnou<br />
adresu, tyto pøístroje poté pøebírají<br />
Obr. 1. Blokové<br />
schéma zapojení
Obr. 2.<br />
Schéma<br />
zapojení<br />
Praktická elektronika A Radio - 05/2008<br />
15
16<br />
Obr. 3. Propojení pøístrojù<br />
shodné hodnoty nastavení. Pokud je<br />
pøipojeno USB rozhraní a øídicí zátìž<br />
je v REMOTE režimu - dálkovì øízena<br />
z poèítaèe, jsou povely z poèítaèe<br />
pøedávány všem pøístrojùm. Není-li<br />
USB rozhraní pøipojeno nebo je-li øídicí<br />
zátìž v lokálním režimu, jsou nastavení<br />
provádìná z jejího panelu<br />
pøedávána všem zátìžím, které mají<br />
stejnou adresu jako øídicí zátìž a jsou<br />
v režimu REMOTE (pro provoz bez<br />
pøipojeného USB konektoru je nutné<br />
na jedné zátìži spojit vývody 1-2 a 3-4<br />
konektoru pro kaskádování, aby byly<br />
napájeny optoèleny galvanického oddìlení).<br />
Pøi pøipojení USB konektoru a korektním<br />
navázání komunikace svítí<br />
LED USB, pøi pøepnutí pøístroje do<br />
REMOTE režimu navíc i LED REMO-<br />
TE.<br />
Komunikaèní protokol je znakový<br />
a jeho dokumentace je volnì ke stažení.<br />
Mìøicí obvody<br />
Proud z mìøeného zdroje teèe<br />
svorkou Kladný pól (X1) pøes rychlou<br />
tavnou pojistku F1 (10 A) a regulaèní<br />
tranzistor Q4 k souètové svorce (X2)<br />
a dále pøes dvojici sériovì zapojených<br />
rezistorù R15, R16 na svorku<br />
záporného pólu (X3).<br />
Prùchod proudu mezi svorkami<br />
X3 a X1 (resp. X2) vyvolává úbytek<br />
napìtí na rezistorech R15/R16, který<br />
je zesilován operaèním zesilovaèem<br />
IC6, zapojeným jako invertující zesilovaè<br />
s pøepínatelným zesílením. Volba<br />
zesílení urèuje zvolený proudový rozsah<br />
pøístroje a je realizována pøepínáním<br />
záporného vstupu OZ mezi pozicemi<br />
X0 (rozsah 10 A) a X1 (rozsah 1 A)<br />
v odporovém dìlièi R17/R18/R19 bìžným<br />
multiplexerem 74HC4053 (IC5).<br />
Pøi této topologii zapojení není na závadu<br />
vnitøní odpor spínaèù v obvodu<br />
IC5, protože jimi prochází pouze zanedbatelný<br />
vstupní proud operaèního<br />
zesilovaèe.<br />
Kladný vstup OZ je na DPS pøiveden<br />
zvláštním vodièem pøímo k rezistoru<br />
R15 tak, aby úbytky napìtí spoleèné<br />
zemní ploše nevyvolávaly chybu<br />
mìøení.<br />
Mìøicí rezistory R15/R16 Welwyn<br />
OAR5 jsou ve speciálním provedení<br />
pro mìøicí pøístroje s teplotním koeficientem<br />
menším než 20 ppm/°C, jejich<br />
ohøev tedy nevyvolává významnou<br />
pøídavnou chybu mìøení.<br />
Celkový pøevod obvodu mìøení<br />
proudu pro jednotlivé rozsahy urèíme<br />
z úbytku napìtí na rezistorech R15/R16<br />
a zesílení obvodu IC6 jako:<br />
Výstupní napìtí, odpovídající mìøenému<br />
proudu, je pøivedeno vodièem<br />
IMER na vstup pøevodníku A/D mikrokontroléru<br />
a dále pøes oddìlovací<br />
zesilovaè IC1B na výstupní konektor<br />
BNC (SL4) pro pøipojení osciloskopu.<br />
Zem tohoto výstupního konektoru je<br />
pro snazší užití s uzemnìným zdrojem<br />
spojena se svorkou Zápor - výstupní<br />
napìtí na výstupu z OZ IC1B<br />
je tedy navýšeno o úbytek na mìøicích<br />
rezistorech a pøevodní koeficienty<br />
pro tento výstup jsou 2,35 V/A pro<br />
rozsah 1 A, resp. 0,3 V/1 A pro rozsah<br />
10 A.<br />
Zenerova dioda 3,6 V (D5) chrání<br />
pøevodník A/D mikrokontroléru pøed<br />
poškozením v pøípadì, kdy bude na<br />
výstupu OZ IC6 z jakéhokoliv dùvodu<br />
vyšší nebo záporné napìtí, napøíklad<br />
pøi pøepólování vstupních svorek nebo<br />
pøi poruše regulaèních obvodù. Proud<br />
Zenerovou diodou je omezován vnitøní<br />
nadproudovou ochranou IC6.<br />
Napìtí na zátìži se mìøí odporovým<br />
dìlièem R2/R1-R4; výstupní napìtí<br />
na vodièi UMER je vzorkováno<br />
mikrokontrolérem a je pøivedeno do<br />
OZ IC1A pro øízení zátìže v režimu<br />
regulace napìtí. Pøístroj automaticky<br />
volí rozsah otevøením nebo zavøením<br />
tranzistoru Q1 (BSS123). Pøi otevøeném<br />
tranzistoru je rezistor R4 zkratován<br />
zanedbatelným vnitøním odporem<br />
kanálu R DS on Q1 (asi 10 Ω) a je<br />
zvolen rozsah 30 V, pøi zavøeném<br />
tranzistoru je rozsah mìøení 10 V.<br />
Jako hlavní napì ová reference je<br />
užita referenèní dioda TL431C (VR1),<br />
nastavená na napìtí 2,5 V. Toto napìtí<br />
slouží jako referenèní pro pøevodník<br />
A/D mikrokontroléru a jako<br />
referenèní napìtí pøevodníku D/A v režimu<br />
konstantního proudu.<br />
Na tomto místì je vhodné zmínit,<br />
že na žádném místì v pøístroji není<br />
vyžadováno použití pøesných rezistorù,<br />
pouze rezistorù teplotnì stabilních.<br />
Setrvalé chyby hodnot se vykompenzují<br />
pøi softwarové kalibraci<br />
pøístroje, ale nesmí být použity takové<br />
souèástky, které jsou nadmìrnì<br />
tepelnì závislé nebo jinak mìní své<br />
vlastnosti, napøíklad stárnutím.<br />
Požadovaný proud se nastavuje<br />
12bitovým násobícím pøevodníkem<br />
D/A Microchip MCP4921 (IC2). Obvod<br />
je vybaven volitelným dvojnásobným<br />
zesílením výstupního napìtí,<br />
které vlastnì rozšiøuje rozlišení pøevodníku<br />
o tøináctý bit. Vstup referenè-<br />
Praktická elektronika A Radio - 05/2008<br />
ního napìtí vref je ve struktuøe IC2<br />
vybaven oddìlovacím zesilovaèem<br />
a má vysokou vstupní impedanci,<br />
takže bylo možné pro pøipojování jednotlivých<br />
zdrojù referenèního napìtí<br />
(2,5 V z VR1, externí vstup na SL2<br />
a výstup z dìlièe mìøení napìtí - vodiè<br />
UMER) použít zbylé sekce Y a Z<br />
multiplexeru 4053 (IC5). Pomocí pøevodníku<br />
D/A se také uskuteèòují požadované<br />
modulace proudu zátìží.<br />
Výstup pøevodníku D/A je pøes rezistor<br />
R9 pøiveden ke spínaèi s tranzistorem<br />
Q5. Tento obvod slouží<br />
k vypínání zátìže a k realizaci funkce<br />
regulace napìtí.<br />
Celý obvod je ovládán mikrokontrolérem<br />
pomocí vodièe ONOFF:<br />
- Je-li vodiè ONOFF v úrovni L, je<br />
tranzistor Q5 trvale zavøený a pøístroj<br />
je v normálním provozním režimu bez<br />
regulace napìtí.<br />
- Je-li vodiè ONOFF v úrovni H, je<br />
tranzistor Q5 plnì otevøený a zkratuje<br />
výstupní napìtí z pøevodníku D/A.<br />
Proud zátìží je tedy nulový - zátìž je<br />
vypnutá.<br />
- Je-li vodiè ONOFF ve stavu vysoké<br />
impedance, je zvolen režim regulace<br />
napìtí. Gate tranzistoru Q5 je ovládána<br />
výstupem z OZ IC1A, který srovnává<br />
požadované minimální napìtí<br />
na zátìži (vodiè UPOZ) se skuteèným<br />
napìtím (vodiè UMER). Napìtí na vodièi<br />
ONOFF odpovídá stavu otevøení<br />
tranzistoru a je èteno pøevodníkem<br />
A/D mikrokontroléru, který tak mùže<br />
detekovat pøípadné kmitání pøipojeného<br />
zdroje a zobrazit varování.<br />
Jednoduché zapojení obvodu IC1A<br />
neumožòuje v režimu regulace napìtí<br />
kompenzovat chybu, zpùsobenou úbytkem<br />
na rezistorech mìøení proudu<br />
R15/R16, proto je tento režim regulace<br />
oproti ostatním relativnì nepøesný.<br />
V režimu konstantního odporu se<br />
chyba neuplatní, je kompenzována<br />
softwarovým odeètením odporu dvojice<br />
R15/R16 od požadovaného odporu<br />
zátìže.<br />
Napìtí na vodièi UPOZ je generováno<br />
modulací PWM v mikrokontroléru<br />
a filtrováno dvojitým èlánkem RC<br />
R23/C8, R24/C9.<br />
Zesilovaè odchylky s OZ IC3 øídí<br />
proud zátìží tak, aby vyrovnal napìtí,<br />
odpovídající skuteènému proudu (vodiè<br />
IMER), s napìtím, urèujícím požadovaný<br />
proud (drain Q5). Pro pøípad<br />
poruchy øídicích obvodù nebo<br />
pøivedení nadmìrného napìtí na vstup<br />
externí modulace je hodnota požadovaného<br />
proudu omezena pøed vstupem<br />
do zesilovaèe odchylky Zenerovou<br />
diodou D2. D5 musí mít vyšší<br />
stabilizaèní napìtí než D2, aby regulace<br />
fungovala pøi otevøení D2 správnì<br />
a nesepnul se nekontrolovanì regulaèní<br />
tranzistor.<br />
IC3 ovládá pøes jednoduchý budiè<br />
s tranzistory Q3, Q6 regulaèní tranzistor<br />
MOSFET HUF75343G3 (Q4).<br />
Tento typ tranzistoru byl zvolen pro<br />
malý R DSon = 9 mΩ, který umožòuje<br />
provoz zátìže pøi velkých proudech<br />
a malém úbytku napìtí. Pro zlepšení<br />
spolehlivosti je tranzistor znaènì vý-
Obr. 4. Deska s plošnými spoji<br />
konovì pøedimenzovaný (katalogové<br />
údaje pro trvalý provoz 75 A, 55 V,<br />
270 W).<br />
Nabíjecí a vybíjecí proudy parazitní<br />
kapacity C GS Q4 neovlivòují mìøení,<br />
protože neprochází mìøicími rezistory<br />
proudu a vrací se do zemì<br />
pøístroje ihned pøes source Q4.<br />
Nìkteré další mìøicí funkce jsou<br />
realizovány výpoèetnì mikrokontrolérem,<br />
napøíklad mìøení kapacity akumulátorù<br />
nebo mìøení vnitøního odporu<br />
zdroje pøi rùzných proudech zátìží.<br />
Jako operaèní zesilovaèe v pøesných<br />
obvodech mìøení proudu a zesilovaèe<br />
byly zvoleny OZ OP27, které<br />
jsou pro amatérskou stavbu pøístroje<br />
dostateènì dobøe dostupné. Na pozici<br />
IC6 je možné použít i OZ OP37<br />
(dekompenzovaná verze OP27), který<br />
zlepší frekvenèní charakteristiku obvodu<br />
za cenu nutnosti osazení kompenzaèního<br />
kondenzátoru C7 do obvodu<br />
zesilovaèe odchylky. Kapacitu<br />
C7 urèíme experimentálnì jako nejmenší,<br />
pøi které nebude zátìž samovolnì<br />
kmitat (asi 100 pF).<br />
Vlastnosti pøístroje pøi vyšších frekvencích<br />
(nad 1 MHz) mùžeme zlepšit<br />
použitím rychlejších operaèních zesilovaèù<br />
s malým ofsetem a vysokou<br />
rychlostí pøebìhu, napøíklad LT1468.<br />
Tyto OZ jsou však dosti nákladné<br />
a pro bìžná mìøení v oblasti lineárních<br />
a spínaných stejnosmìrných zdrojù<br />
nepøinese jejich užití žádnou mìøitelnou<br />
výhodu.<br />
Typ OZ IC1 - AD8672 s malým<br />
ofsetem a vysokou rychlostí pøebìhu<br />
již není kritický a je možné jej<br />
nahradit bez významné ztráty pøesnosti<br />
standardním obvodem, napøíklad<br />
LM358. V pøípadì kmitání obvodu<br />
regulace napìtí (IC1A) mùžeme<br />
osadit kondenzátor C6 s kapacitou<br />
1 až 100 nF.<br />
Napájecí zdroj<br />
Pøístroj je napájen sí ovým adaptérem<br />
se støídavým výstupem 12 V,<br />
800 mA (MW1208AC). Výstupní vodiè<br />
adaptéru je pøipojen do zásuvky<br />
na zadním panelu pøístroje a odtud<br />
na konektor SL5 na DPS.<br />
Napájecí napìtí je usmìrnìno Graetzovým<br />
mùstkem B1 a vyhlazeno kondenzátorem<br />
C21. Napájení digitální<br />
èásti pøístroje napìtím 5 V je stabilizováno<br />
obvodem IC7, napájecí napìtí<br />
analogové èásti je pouze vyhlazeno<br />
násobièem kapacity s tranzistorem<br />
Q8. Napájení pøevodníku A/D mikrokontroléru<br />
a napì ové reference VR1<br />
je navíc filtrováno filtrem LC L1/C3.<br />
Záporné napájecí napìtí, potøebné<br />
pro korektní funkci použitých operaèních<br />
zesilovaèù v okolí nulových<br />
vstupních a výstupních napìtí, je<br />
získáno násobièem (diody D7, D8)<br />
a stabilizováno obvodem IC9 na -5 V.<br />
Aktivní chlazení pøístroje zajiš uje<br />
ventilátor, spínaný tranzistorem Q7<br />
podle teploty chladièe, která je periodicky<br />
mìøena mikrokontrolérem pomocí<br />
termistoru R25.<br />
Mechanická konstrukce<br />
DPS pøístroje je oboustranná prokovená<br />
s nepájivou maskou (obr. 4<br />
až 6). Mimo DPS je umístìn jen displej,<br />
který pøipojíme plochým kabelem<br />
do konektoru LCD1, a klávesnice.<br />
Samotná fóliová klávesnice je<br />
zakonèena velmi krátkým páskovým<br />
vodièem, ukonèeným konektorem, který<br />
pøilepíme na zadní stranu èelního panelu<br />
pøístroje a spojíme sedmi vodièi<br />
s konektorem SL1 na DPS mìøièe.<br />
Ventilátor pøipojíme do konektoru SL3,<br />
napájecí konektor k SL1 a konektory<br />
fast-on X1 až X3 spojíme lankem<br />
o prùøezu 2,5 mm 2 s dostateènì di-<br />
Praktická elektronika A Radio - 05/2008<br />
menzovanými pøístrojovými zdíøkami,<br />
které umístíme na èelní panel.<br />
Pøístroj je vestavìn v plastové krabièce<br />
typu SP-7771. Èelní panel je<br />
použit plastový, dodávaný s krabièkou,<br />
do kterého vyvrtáme díry pro<br />
zdíøky a vyøežeme otvory pro displej,<br />
pøívodní plochý kabel klávesnice<br />
a konektory, umístìné na DPS. Zadní<br />
panel nese pouze napájecí konektor.<br />
Samotná DPS je pøipevnìna na<br />
distanèních sloupcích ke spodnímu<br />
dílu krabièky.<br />
Na pøedním panelu je nalepen štítek<br />
podle obr. 7, vytištìný poèítaèem<br />
na samolepící fólii a pøelepený prùhlednou<br />
samolepící fólií. Teprve na<br />
tento štítek lepíme fóliovou klávesnici,<br />
kterou pøedem upravíme odstøihnutím<br />
horní èásti, kde nejsou umístìna<br />
tlaèítka, tak, aby se výškovì vešla<br />
na panel.<br />
V zadní èásti krabièky je umístìn<br />
èernìný hliníkový chladiè s tepelným<br />
odporem 1,8 K/W, ke kterému jsou<br />
pøišroubovány tranzistory Q4 a Q8.<br />
Tranzistor Q4 mùžeme montovat bez<br />
izolaèní podložky - jeho chladicí plocha<br />
je vnitønì izolována. Nezapomeneme<br />
na teplovodivou pastu zejména<br />
pod tranzistor Q4! Teplotu chladièe<br />
snímá tepelnì vodivým lepidlem pøipevnìný<br />
termistor R25.<br />
Ovládání pøístroje<br />
Po zapnutí pøístroje se na displeji<br />
krátce objeví identifikace pøístroje,<br />
verze firmware a nastavená adresa.<br />
Poté se zobrazí standardní zobrazení:<br />
I const. 1,000 A<br />
0,998 A 17,56 V<br />
Na prvním øádku displeje je vždy<br />
zobrazen režim funkce a požadovaná<br />
hodnota, druhý øádek zobrazuje skuteèné<br />
napìtí a proud zátìží.<br />
17
18<br />
Obr. 5. Rozmístìní souèástek<br />
Stiskem klávesy Enter zapínáme<br />
a vypínáme zátìž. Tlaèítkem Shift<br />
pøepínáme mezi režimy zobrazení<br />
v druhém øádku, kdy mùžeme volit<br />
i zobrazení odebrané energie (kapacity<br />
pøi použití zátìže k vybíjení baterií)<br />
nebo výkonu.<br />
Klávesa 0 slouží pro vstup do<br />
menu, kde mùžeme nastavit režim<br />
práce pøístroje a vlastnosti komunikace.<br />
Klávesy s kurzorovými šipkami<br />
slouží pro vstup do menu pøístroje;<br />
ostatní klávesy umožòují rychlé pøí-<br />
Obr. 6. Rozmístìní<br />
souèástek SMD<br />
Obr. 8. Obslužný<br />
program<br />
Obr. 7. Pøední<br />
panel<br />
Praktická elektronika A Radio - 05/2008
mé zadání požadovaných hodnot nebo<br />
jejich zmìnu o øád nahoru/dolù.<br />
Kompletní návod k obsluze stejnì<br />
jako návod k obslužnému programu<br />
pro Windows, který umožòuje grafické<br />
zobrazení charakteristik (viz obr. 8)<br />
a kalibraci pøístroje, je z dùvodu znaèného<br />
rozsahu umístìn pouze na www<br />
stránce pøístroje.<br />
Osazení a oživení<br />
Pøi osazování desek s plošnými<br />
spoji postupujeme bìžným zpùsobem.<br />
Napøed osadíme SMD integrované<br />
obvody, které lze jednoduše zapájet<br />
pøi použití kvalitního pájecího<br />
drátu a dostatku tavidla (používám<br />
pájku Stannol Sn60Pb38Cu2 a tavidlo<br />
MTL 468) „pøejetím“ øady nožièek<br />
køížovou pinzetou doèasnì pøichyceného<br />
obvodu horkou pájeèkou s velkou<br />
kulièkou pájky. Pøebyteèný cín<br />
poté odsajeme odsávací licnou, DPS<br />
omyjeme izopropylalkoholem a pod<br />
lupou pájení zkontrolujeme.<br />
Zapojení je relativnì jednoduché<br />
a mìlo by pracovat pøi peèlivé práci<br />
na první zapojení, pouze je vhodné<br />
zkontrolovat osciloskopem prùbìh<br />
výstupního proudu v režimech s modulací<br />
a pøípadné zákmity odstranit<br />
osazením kondenzátoru C7.<br />
Pokud nepracuje øídicí èást zapojení,<br />
ovìøte správnost naprogramování<br />
mikrokontroléru a kmitání krystalu<br />
Q2. Pøi závadì v analogové èásti napøed<br />
ovìøíme funkci obvodù mìøení<br />
napìtí a proudu kontrolou napìtí na<br />
vodièích UMER a IMER, dále podle<br />
charakteru závady ovìøíme v režimu<br />
konstantního proudu napìtí na výstupu<br />
pøevodníku D/A a drainu Q5, které<br />
musí odpovídat požadovanému proudu.<br />
Následnì ovìøíme funkci zesilovaèe<br />
odchylky IC3, budièe s Q3, Q6<br />
a pøípadnì i stav samotného regulaèního<br />
tranzistoru Q4 (pøístup k elektrodì<br />
gate si uvolníme odpájením nulového<br />
rezistoru R11).<br />
Po dokonèení kontroly spojíme<br />
pøístroj pomocí USB rozhraní s poèítaèem,<br />
nastavíme obvod FT232R programem<br />
MProg (soubor s nastavením<br />
je pøístupný na www stránce<br />
pøístroje) a po instalaci a spuštìní<br />
ovládacího programu zátìže uskuteèníme<br />
kalibraci, která spoèívá v pøipojení<br />
zátìže ke zdroji a zadávání údajù<br />
kontrolního ampérmetru a voltmetru<br />
do pøístroje. Jako kontrolní ampérmetr<br />
a voltmetr vyhoví libovolné pøístroje<br />
tøídy pøesnosti 0,1.<br />
Seznam souèástek<br />
R1 18 kΩ, SMD 0805<br />
R2 100 kΩ, SMD 0805<br />
R3, R32 4,7 kΩ, SMD 0805<br />
R4 82 kΩ, SMD 0805<br />
R5, R21,<br />
R34, R36 10 kΩ, SMD 0805<br />
R6, R13, R14,<br />
R27, R35 2,2 kΩ, SMD 0805<br />
R7, R31, R37 1 kΩ, SMD 0805<br />
R8, R12 10 Ω, SMD 0805<br />
R9 22 kΩ, SMD 0805<br />
R10 100 Ω, SMD 0805<br />
R11, R28 0 Ω, SMD 0805<br />
R15, R16 25 mΩ, Welwyn OAR5, 5 W<br />
R17 47 kΩ, SMD 0805<br />
R18, R23, R24 8,2 kΩ, SMD 0805<br />
R19 1,2 kΩ, SMD 0805<br />
R20 22 Ω, SMD 0805<br />
R22 470 Ω, SMD 0805<br />
R25 4,7 kΩ, NTC<br />
R26 47 Ω, SMD 0805<br />
R29, R30, R33 390 Ω, SMD 0805<br />
C1, C2 22 pF, SMD 0805<br />
C3, C4,<br />
C8 až C12, C15,<br />
C17 až C20,<br />
C28, C29 100 nF, SMD 0805 X7R<br />
C5, C13, C30 2,2 µF SMD Tn vel. A<br />
C6, C7 viz text<br />
C14 1 nF, SMD 0805 NPO<br />
C21 1000 µF/35 V<br />
C22, C27, C32 22 µF/35 V<br />
C23, C24 47 pF, SMD 0805<br />
C25 10 nF SMD 0805 X7R<br />
D1 BZX84 5,1 V<br />
D2 BZX84 3,3 V<br />
D3, D4,<br />
D6 až D8 1N4148 MINIMELF<br />
D5 BZX84 3,6 V<br />
B1 B250<br />
IC1 AD8672<br />
IC2 MCP4921<br />
IC3, IC6 OP27<br />
IC4 ATMega16-16PU<br />
IC5 74HC4053<br />
IC7 7805DT (SMD)<br />
IC8 FT232RL<br />
IC9 79L05<br />
L1 TLEC24 0,1 mH<br />
LCD1 MLW16<br />
LED1 až LED3 3 mm, LED<br />
OK1, OK2 6N137<br />
Praktická elektronika A Radio - 05/2008<br />
Q1, Q5 BSS123<br />
Q2 Miniaturní 16 MHz<br />
Q3 BC546B<br />
Q4 HUF75343G3<br />
Q6 BC557B<br />
Q7 BC238<br />
Q8 BD139<br />
SL1 PSH02-08PG<br />
SL2, SL4 BNC-Z 50RW<br />
SL3, SL5 PSH02-02PG<br />
displej LCD 2x 16 znakù<br />
SV1 dut. lišta 6 pinù<br />
SV2 ML06<br />
VR1 TL431C<br />
X1-X3 faston 4,8 mm<br />
X4 PN61729<br />
F1 pojistka 10 A/F vèetnì držáku<br />
Souèástky mimo DPS (znaèení podle<br />
GM Electronic)<br />
krabièka U-SP7771<br />
napájecí konektor 2,5 mm<br />
3 ks pøístrojové zdíøky<br />
fóliová klávesnice STD34-07 (GES<br />
ELECTRONICS)<br />
napájecí zdroj MW1208AC<br />
Závìr<br />
Popisovaná konstrukce umožòuje<br />
s relativnì nízkými náklady doplnit laboratoø<br />
o pøesný a pohodlnì ovladatelný<br />
pøístroj pro všestranné testování<br />
napájecích zdrojù a mìøení kapacity<br />
akumulátorù.<br />
Všechny použité souèástky jsou<br />
bìžnì dostupné, kromì rezistorù R15,<br />
R16 a tranzistoru Q4, které dodává<br />
i v kusových množstvích napøíklad<br />
firma Farnell (www.farnell.com/cz)<br />
pøes své distributory v ÈR.<br />
V pøípadì zájmu ètenáøù je možné<br />
otestovat a zveøejnit i upravenou verzi<br />
zátìže pro støídavá mìøení s FET<br />
usmìròovaèem.<br />
Pokud máte jakékoliv námìty, dotazy<br />
nebo pøipomínky, kontaktujte mì<br />
prosím na e-mailu: ivo@strasil.net<br />
Firmware, software pro PC, štítky,<br />
návod k obsluze, popis komunikaèního<br />
protokolu a pøípadné doplòující informace<br />
jsou dostupné na www.strasil.cz.<br />
Literatura<br />
[1] Krejèiøík, A.: Napájecí zdroje 3.<br />
BEN Praha, 2002. 352 s.<br />
[2] Horowitz, P.; Hill, W.: The Art of<br />
Electronics. Cambridge University<br />
Press, 1989. 1125 s.<br />
19
Change language