منبع تغذیه ۰-۴۲ ولت ۵ آمپر دیجیتال

دانلود پروژه منبع تغذیه ۰-۴۲ ولت ۵ آمپر دیجیتال

مقدمه:

این پروژه یک منبع تغذیه ۰ تا ۴۲ ولت ۵ آمپر دیجیتال است، دقت عمل این منبع تغذیه زیاد می باشد با کنترل هم زمان ولتاژ و جریان توسط اطلاعات وارد شده بوسیله کاربر و کی پد این مدار یک منبع تغذیه آزمایشگاهی می باشد که از ویژگی های آن می شود به کنترل ولتاژ از ۰ تا ۴۲ ولت، کنترل جریان خروجی از ۰ تا ۵ آمپر، دارای نمایشگر دیجیتال ولتاژ و جریان بصورت نمایشگر سون سگمنت و LCD ، مدار جلوگیری از افزایش جریان و ولتاژ و ….. را نام برد. بخش کنترل این پروژه به زبان Assemblyنوشته شده است. بخش آنالوگ این پروژه دارای کارائی فوق العاده جالب و هزینه نسبتاً کم و دقت عمل بسیار زیاد و قدرت جریان دهی بالا و حقیقی می باشد. این مدار در مقابل اتصال کوتاه کاملاً محافظت شده و توسط سنسورهای (حس گر) گزارش عملکرد مدار به بخش کنترل داده می شود و تصمیم گیری های لازم برای کنترل مدار آنالوگ توسط بخش کنترل انجام می شود.

بلوک دیگرام مدار:

1. کنترل ولتاژ از ۰ تا ۴۲ ولت

2. کنترل جریان خروجی از ۰ تا ۵ آمپر

3. دارای نمایشگر دیجیتال جریان و لتاژ

4. مدار جلوگیری از افزایش جریان و ولتاژ

5. مناسب برای کارگاه ها و آزمایشگاه های الکترونیک و رباتیک

6. دارای خروجی مجزا ولتاژ ثابت ۵ ولت ۳ آمپر کنترل شده در مقابل اتصال کوتاه و کاملاً صاف برای مدارات دیجیتال

7. دارای خروجی مجزا تغذیه متقارن کنترل شونده از ۱٫۲ تا ۱۷ ولت ۱٫۵ آمپر

8. فن خنک کننده با حالت ثابت و PWM کنترل شده با ولتاژ توسط بخش کنترل برای دماهای کاری مختلف توسط سنسور های نصب شده بر روی بدنه و گراماگیر ترانزیستور های قدرت.

9. آلارم اخطار دهنده برای وضعیت های مختلف کاری، اخطار اتصال کوتاه، اخطار اضافه ولتاژ، اخطار افزایش درجه حرارت دمای داخل پنل اصلی دستگاه و …..

10. تنظیم ولتاژ و جریان بوسیله کی پد ۴*۴ توسط کاربر و همچنین سایر تنظیم های سخت افزاری ازجمله رله خروجی و فن FAN و ….

11. رله قطع شونده ولتاژ خروجی همراه با تایمر ۹۰ ثانیه و آلارم و نشانگر LED اتصال کوتاه یا اضافه جریان خروجی

12. فیوز های محافظت کننده از مدار اصلی و ترانسهای کاهنده جریان بالا

13. ولتمتر و آمپرمتر دیجیتال با گذرگاه ارتباط دو سیمه SPI با بخش کنترل مدار

منبع تغذیه با دقت عمل بالا:

مدار دارای خروجی تثبیت شده از صفر تا ۴۲ ولت و قابل ارتقاع و همچنین قابلیت کنترل (تنظیم و تغییر) از صفر ولت تا ماکزیمم به همراه قابلیت کنترل و محدود کننده جریان از صفر تا مقدار ماکزیمم و صعود تدریجی ولتاژ از صفر تا ماکزیمم ولتاژ دلخواه در هر بار روشن و خاموش کردن دستگاه میباشد. همانطور که در نقشه علمی خلاصه شده دستگاه ملاحظه می کنید دستگاه دارای دو ترانس کاهنده مستقل از هم است. تغذیه اصلی مدار خروجی توسط ترانسفورمر ۶ آمپری که یک ترانس قوی و قدرتمند است تأمین می گردد تا بتواند توان خروجی را در اختیار ما قرار دهد. تنها عامل محدود کننده حداکثر جریان خروجی مقدار تحمل ولتاژ کلکتور – امیتر ترانزیستورهای قدرت خروجی بود که ترانزیستور ۲N3055 برابر با ۶۰ ولت است که جهت اخذ جریان بیشتر از تعداد بیشتر از این نوع ترانزیستور که ارزان و در دسترس می باشد استفاده شده است که می توان برای افزایش جریان تعداد بیشتری از همین نوع ترانزیستور به مدار افزود. باید توجه داشت که بخاطر حرارت زیاد تولید شده در جریانهای کاری بالا، باید حتماً این ترانزیستورها را بر روی رادیاتور بزرگ آلومینیومی U شکل قرار داد. در عمل این رادیاتور نیز برای دفع حرارت بهتر به جعبه فلزی خود دستگاه متصل شده، من برای کنترل دمای این رادیاتور از یک سنسور دما که متصل شده به رادیاتور اصلی دستگاه استفاده نمودم که توسط برنامه نوشته شده دمای رادیاتور با دمای داخل و خارج دستگاه مقایسه شده در هنگام افزایش این دما فن تعبیه شده برروی پنل اصلی دستگاه بصورت کنترل PWM شروع به کار نموده و دمای رادیاتور را کنترل می کند به عبارتی دیگر در صورت هر ۱ درجه افزایش دمای داخل پنل دستگاه ۲% به سرعت فن دستگاه اضافه شده این روند تا ۱۰۰% سرعت فن ادامه خواهد داشت. اگر دمای رادیاتور یا به عبارتی دمای ترانزیستور های قدرت توسط فن پایین آمد که هیچ اگرنه به مدار ۹۰ ثانیه فرصت داده می شود که دمای خود را پایین آورد این ۹۰ ثانیه همراه با پخش آلارم می باشد در صورت اضافه جریان اگر دما پایین نیاید سیستم کنترل مدار این بار رله خروجی را قطع نموده و در این صورت هیچ ولتاژ و جریانی به خروجی مدار اعمال نمی شود فن خونک کننده نیز با تمام سرعت خود ۱۰۰% شروع به چرخش نموده تا دمای بدنه و رادیاتور دستگاه پایین بیاید این کاهش دما همراه با کاهش ۲% سرعت چرخش فن می باشد در صورت نرمال شدن دما اکنون رله مدار وصل شده و دستگاه بصورت نرمال به کار خود ادامه می دهد لازم بذکر است که این عمل در بخش کنترل تراشهAVR و توسط وقفه Interrupt کنترل شده و در هر لحظه قابلیت فعال شدن و کنترل مجدد دستگاه را دارد.

تولید موج PWM:

شکل زیر نحوه ایجاد یک موج PWM را نشان می دهد یک موج مثلثی با فرکانس ثابت دوره تناوبT که به یک سطح DC تلاقی دارد نتیجه تولید پالس PWM مطابق شکل است، دوره تناوب پالس PWM تولید شده ثابت و برابر با دوره تناوب موج مثلثی T است. برای تولید پالس PWM می توان از یک OpAMP در حالت مقایسه کننده استفاده کرد، البته می توان غیر از موج مثلثی از موج دندانه اره ای یا حتی موج سینوسی نیز بهره گرفت. آنچه که تاکنون گفته شد در واقع نوعی PWM آنالوگ محسوب می شود، البته روش دیگری برای تولید pwmوجود دارد که می توان آن را توسط میکروکنترلرها پیاده سازی کرد. اساس کار این روش زمان سنجی و استفاده از تایمر هاست. در این روش موج مثلثی یا دندانه اره ای با استفاده از شمارش تایمرها تولید می شود و مقدار DC عددی است که لحظه به لحظه با مقدار موجود در تایمر مقایسه می شود و درصورت برابر شدن دو مقدار مذکور، حالت منطقی یکی از پایه های میکروکنترلر تغییر خواهد کرد و به عبارتی دیگر موج PWM تولید می شود. در این روش با توجه به ماهیت دیجیتال میکروکنترلر ها، سیگنال PWM تولید شده در حوزه زمان کسسته خواهد بود؛ به این معنی که برای یک سیگنال PWM که توسط یک تایمر ۸ بیتی تولید می شود، تنها ۲۵۶ سطح بین کمترین و بیشترین مقدار قابل دسترسی است. به همین ترتیب، در مورد یک تایمر ۱۰ بیتی متوان ۱۰۲۴ سطح مختلف برای سیگنال تولید شده به دست آورد. بعنوان مثال فرض کنید که تایمری ۸ بیتی داریم که با فرکانس ۵۰KHZ شمارش می کند، تایمر ابتدا از ۰۰ HEX تا FF Hex به صورت صعودی افزایش می یابد و به محض رسیدن به FF Hex به صورت نزولی تا ۰۰ Hex کاهش پیدا می کند و این عمل به طور متوالی انجام می شود. با توجه به فرکانس کاری تایمر در هر ۰٫۰۲ ms مقدار آن یک واحد اضافه می شود.

نحوه برنامه نویسی حداکثر و حداقل دمای قابل تحمل ترانزیستور های قدرت دستگاه:

برای کنترل دور فن خنک کننده و حداکثر دمای قابل تحمل ترانزیستور های قدرت که باعث سوختن آنها می شود باید از اطلاعات موجود در دیتاشت Data Sheet 2N3055 آنها استفاده نمود برای برنامه نویسی و تنظیم درصد چرخش فن باید دو سطح کاری دما را برای رادیاتور دستگاه مشخص نمائیم البته باید در نظر داشت که قطعات دیگری ازجمله ترانزیستورهای قدرت و مقاومت های وات بالا، ترانزیستور مربوط به تغذیه مجزا ولتاژ ثابت ۵ ولت ۳ آمپر و مقاومت های آجری ۵WAT را هم بر روی رادیاتور نصب نمودایم یک حد نرمالی بین آنها پیدا نموده در هنگام برنامه نویسی توسط آزمایش عملی دستگاه سرعت یا درصد چرخش فن را کنترل نمائیم تا دمای داخل پنل دستگاه و رادیاتور آلومینیومی در سطح نرمال قرار گیرد در صورت افزایش بیش از حد دما سیستم کنترل دستور دیگری را به اجراء درآورد.برای آزمایش باید حداکثر جریان را از خروجی مدار بگیریم برای این کار می توان از یک لامپ رشته ای که در ولتاژ ۱۲ ولت ۴٫۵ آمپر جریان دریافت می کند را ابتدا به خروجی وصل کنیم سپس یک سنسور دمای دیجیتال مانند سنسور دمای موجود در برخی از ولتمتر ها را به بدنه رادیاتور متصل کنیم دمای کاری را با در نظر گرفتن زمان افزایش یادداشت نمائیم، پس از متصل کردن بار موردنظر لحظه به لحظه دمای رادیاتور افزایش خواهدیافت این دما بر روی نمایشگر دماسنج نیز تغییر خواهد نمود همانطور که ذکر شد چون قطعات دیگری نیز بر روی رادیاتور اصلی نصب می باشد و نمی شود دقیقاً مشخص نمود که چه زمان فن شروع به چرخش و افزایش ۲ تا ۱۰۰% داشته باشد یک میانگین برای START فن خنک کننده مشخص می کنیم در این پروژه دمای اتاق ۲۵ درجه سانتیگراد درنظر گرفته شد حال هر یک درجه افزایش دمای داخل پنل اصلی دستگاه بشود ۲۶ درجه فن با سرعت PWM 2% شروع به چرش نموده با هر در جه افزایش دما باز سرعت چرخش افزایش یافته تا به دمای ۵۰ C درجه سانتیگراد برسد در این حال فن در سرعت ۱۰۰% درحال چرخش می باشد که این دما دمای حداکثر میانگین قطعات نصب شده برروی رادیاتور می باشد البته برای احتیاط دمای کمتر از میانگین را انتخاب نمودیم

دریافت فایل :

 دانلود پروژه منبع تغذیه ۰-۴۲ ولت ۵ آمپر دیجیتال

حجم فایل :۲ مگابایت

تعداد صفحه : ۱۸۶ صفحه

فرمت فایل : PDF

نویسنده : طاهر صدر

توجه:

رمز فایل : www.gselectronic.ir