Edistynyt Arduino-pohjainen DC-elektroninen lataus: 5 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Tätä projektia sponsoroi JLCPCB.com. Suunnittele projektisi EasyEda -online -ohjelmiston avulla, lataa olemassa olevat Gerber (RS274X) -tiedostot ja tilaa osat LCSC: ltä ja toimita koko projekti suoraan kotiovellesi.

Pystyin muuttamaan KiCad -tiedostot suoraan JLCPCB -gerber -tiedostoiksi ja tilaamaan nämä levyt. Minun ei tarvinnut muuttaa niitä millään tavalla. Käytän JLCPCB.com -verkkosivustoa kartongin tilan seuraamiseen sen rakentamisen aikana, ja he pääsivät ovelleni 6 päivän kuluessa tilauksen lähettämisestä. Juuri nyt he tarjoavat ilmaisen toimituksen KAIKILLE piirilevyille ja piirilevyt ovat vain 2 dollaria!

Johdanto: Katso tämä sarja YouTubessa Scullcom Hobby Electronics -sivustolla, jotta saat täydellisen käsityksen suunnittelusta ja ohjelmistosta. Lataa.zip_file sarjan videosta 7.

Olen luomassa ja muokkaamassa Scullcom Hobby Electronic DC Load -kuormaa. Louis suunnitteli alun perin kaikki tähän projektiin liittyvät laitteistot ja ohjelmistot. Varmista, että hän saa kunnian, jos toistat tämän mallin.

Vaihe 1: Tarkista YouTubesta The Combat Engineer, jos haluat lisätietoja PCB -tilausprosessista

Katso tämä video, joka on sarjan video 1, ja opi tilaamaan räätälöidyt piirilevyt. Saat hyviä tarjouksia kaikista komponenteistasi LCSC.com -sivustolta, ja levyt ja kaikki osat toimitetaan yhdessä. Kun he saapuvat, tarkista ne ja aloita juottaminen.

Muista, että silkkipainopuoli on yläosa ja sinun on työnnettävä osien jalat yläosan läpi ja juotettava ne alapuolelle. Jos tekniikka on hyvä, pieni osa juotosta virtaa yläpuolelle ja imeytyy osan pohjan ympärille. Kaikki IC: t (DAC, ADC, VREF jne.) Ovat myös levyn pohjalla. Varmista, ettet ylikuumenna herkkiä osia juotosraudan kärkien aikana. Voit käyttää "reflow" -tekniikkaa myös pienissä SMD -siruissa. Pidä kaavio käsillä laitetta rakennettaessa, ja löysin myös peittokuvan ja asettelun erittäin hyödyllisinä. Ota aikaa ja varmista, että kaikki vastukset päätyvät oikeisiin reikiin. Kun olet tarkistanut kaksinkertaisesti, että kaikki on oikeassa paikassa, käytä pieniä sivuleikkureita irrottaaksesi ylimääräiset johtimet osista.

Vinkki: voit käyttää vastuksen jalkoja luodaksesi hyppylenkit signaalin jälkiä varten. Koska kaikki vastukset ovat itään 0,5 W, ne kuljettavat signaalin hienosti.

Vaihe 2: Kalibrointi

"SENSE" -riviä käytetään kuorman jännitteen lukemiseen kuorman ollessa testissä. Se on myös vastuussa nestekidenäytössä näkyvästä jännitteen lukemasta. Sinun on kalibroitava "SENSE" -linja kuormalla "päällä" ja "pois" eri jännitteillä parhaan mahdollisen tarkkuuden varmistamiseksi. (ADC: llä on 16-bittinen resoluutio, joten saat erittäin tarkan 100 mV: n lukeman- voit tarvittaessa muuttaa ohjelmiston lukemaa).

DAC: n lähtöä voidaan säätää ja asettaa käyttöjännitteen Mosfetsin portille. Videolla näet ohittaneeni 0,500V, jännite jaettu, ja voin lähettää kaikki 4,096V VREF: stä Mosfetsin portille. Teoriassa kuorman läpi voi virrata jopa 40 A.

RV3 asettaa nestekidenäytössä näkyvän virran ja yksikön kuormittamattoman virran. Sinun on säädettävä potentiometri siten, että LCD -näytön lukema on oikea, säilyttäen kuitenkin mahdollisimman vähän "OFF" -virtaa kuormassa. Mitä tämä tarkoittaa, että kysyt? No, tämä on pieni virhe tässä palautesilmukan ohjauksessa. Kun liität kuorman yksikön kuormaliittimiin, pieni "vuotovirta" valuu testattavasta laitteesta (tai akusta) läpi laitteeseen. Voit leikata tämän potentiometrillä arvoon 0,000, mutta olen huomannut, että jos asetat sen arvoon 0,000, nestekidenäytön lukemat eivät ole yhtä tarkkoja kuin jos annat 0,050 hiipiä läpi. Se on pieni "vika" yksikössä ja sitä korjataan.

*Huomautus: Sinun on säädettävä ohjelmistoa, jos yrität ohittaa tai muuttaa jännitteenjakajaa, ja teet niin omalla vastuullasi. Ellei sinulla ole laajaa kokemusta elektroniikasta, jätä yksikkö 4A -asentoon alkuperäisen version tapaan.

Vaihe 3: Jäähdytys

Varmista, että asetat tuulettimen niin, että saat maksimaalisen ilmavirran Mosfetsin ja jäähdytyselementin*yli. Käytän yhteensä kolme (3) tuuletinta. Kaksi Mosfet/jäähdytyselementille ja yksi LM7805 -jännitesäätimelle. 7805 tarjoaa kaiken virran digitaalipiirille ja huomaat, että se lämpenee hiljaa. Jos aiot laittaa tämän koteloon, varmista, että kotelo on riittävän suuri, jotta Fetsin yli virtaa riittävästi ilmaa ja että se kiertää edelleen muun tilan läpi. Älä myöskään anna tuulettimen puhaltaa kuumaa ilmaa suoraan kondensaattoreiden päälle, koska se rasittaa niitä ja lyhentää niiden käyttöikää.

*Huomautus: En ole laittanut jäähdytyselementtiä tähän projektiin vielä (julkaisuhetkellä), mutta MINÄ JA SINÄ TARVIT YHDEN! Kun olen päättänyt kotelosta (aion tulostaa 3D -kotelon), leikkaan jäähdytyselementit sopivan kokoisiksi ja asennan ne.

Vaihe 4: Ohjelmisto

Tämä projekti perustuu Arduino Nanoon ja Arduino IDE: hen. Louis kirjoitti tämän modulaarisesti, jolloin loppukäyttäjä voi muokata sitä tarpeidensa mukaan. (*1) Koska käytämme 4,096 V: n jänniteviitettä ja 12-bittistä DAC: tä, säädä DAC: n lähtö tarkalleen 1 mV: ksi askelta kohden (*2) ja säädä portin käyttöjännite tarkasti Mosfetsiin (joka ohjaa kuorman kautta kulkevaa virtaa). 16-bittinen MCP3426A ADC on myös ajettu VREF: stä, joten voimme helposti saada 0,000V-resoluution kuormitusjännitteen lukemiin. Zip-koodin avulla voit testata kuormia jopa 50 W tai 4 A, kumpi tahansa on suurempi, joko "vakiovirta", "vakioteho" tai "vakiovastus". Laitteessa on myös sisäänrakennettu akun testaustila, joka voi käyttää 1A: n purkausvirtaa kaikkiin tärkeimpiin akkukemioihin. Kun se on valmis, se näyttää kunkin testatun solun kokonaiskapasiteetin. Yksikössä on myös ohimenevä tila ja muita hienoja ominaisuuksia. Katso lisätietoja. INO_file -tiedostosta.

Laiteohjelmisto on liitu täynnä myös turvaominaisuuksia. Analogiset lämpötila-anturit mahdollistavat puhaltimen nopeuden säätämisen ja automaattisen katkaisun, jos maksimilämpötila ylittyy. Akkutilassa on esiasetetut (säädettävät) pienjännitekatkaisut kullekin kemialle ja koko yksikkö sammuu, jos maksimiteho ylittyy.

(*1) mitä teen. Julkaisen lisää videoita ja lisään tähän projektiin sen edetessä.

(*2) [(12-bittinen DAC = 4096 askelta) / (4.096Vref)] = 1 mV. Koska mikään ei ole täydellistä, on koristelupotti melun ja muiden häiriöiden huomioon ottamiseksi.

Vaihe 5: Mitä seuraavaksi

Olen muuttamassa tätä projektia, sekä laitteistoa että ohjelmistoa, tavoitteena tehdä siitä vakaa 300 W/ 10A. Tämä on vasta alkua sille, josta tulee varmasti erinomainen DIY -akkutesteri/ yleiskäyttöinen tasavirtakuorma. Vertailukelpoinen yksikkö kaupalliselta toimittajalta maksaisi sinulle satoja, ellei tuhansia dollareita, joten jos olet tosissasi testaamassa itse tekemäsi 18650 -tehomuurit parhaan turvallisuuden ja suorituskyvyn saavuttamiseksi, kehotan sinua rakentamaan tämän itse.

Pysy kuulolla, niin saat lisää päivityksiä:

1) Mukautettu 3D -tulostettu kotelo OnShapea käyttäen

2) 3,5 TFT LCD -näyttö

3) Lisääntynyt teho ja perfromace

Voit vapaasti esittää kysymyksiä tästä projektista. Jos olen jättänyt jotain merkittävää pois, yritän palauttaa sen ja muokata sitä. Kokoonpan pari "osittain rakennettua sarjaa", mukaan lukien piirilevy, vastukset, JST-liittimet, banaaniliittimet, diodit, kondensaattorit, ohjelmoitu Arduino, otsikkotapit, kiertokooderi, salpaava virtakytkin, painike jne. ja tuovat ne pian saataville. (En aio tehdä "täydellisiä sarjoja" erilaisten IC -laitteiden, kuten DAC/ADC/Mosfets/jne. Kustannusten vuoksi, mutta voit saada noin 80% osista valmiiksi yhdessä paketissa, ammattimaisen PCB: n kanssa).

Kiitos ja nauti.