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本帖最后由 xiaoyuxinke 于 2022-7-20 22:15 編輯
一直想弄一臺(tái)數(shù)字電子負(fù)載,雖然自己有幾臺(tái)買(mǎi)來(lái)的,但那學(xué)不了技術(shù),最近有些空閑時(shí)間,元件也不缺什么,所以開(kāi)始著手弄這個(gè)(以前不會(huì)寫(xiě)程序,最近花了兩個(gè)月時(shí)間學(xué)了一下C,準(zhǔn)備開(kāi)始搞了)
經(jīng)過(guò)了十天的準(zhǔn)備時(shí)間,看了網(wǎng)上很多的DIY資料和我自己的理解,開(kāi)始畫(huà)原理圖部分
下面是本機(jī)原理圖:
整機(jī)電源部分.png (30.67 KB, 下載次數(shù): 105)
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2022-6-20 00:10 上傳
這個(gè)是整機(jī)供電部分,由一個(gè)雙15V變壓器供電,保險(xiǎn)絲串在機(jī)殼上的電源輸入座子里面,所以板上不再畫(huà)保險(xiǎn)絲座子,由于儀器設(shè)備對(duì)電源要求很高,所以不再采用開(kāi)關(guān)電源,以免高頻干擾運(yùn)放和單片機(jī).電路部分采用了經(jīng)典的全國(guó)聯(lián)合設(shè)計(jì)的串聯(lián)式穩(wěn)壓電源,后面的8V和5V部分也改成了7805和7808供電,原理圖這樣畫(huà)是以備后用,這個(gè)電源板以后還準(zhǔn)備干別的使用.
整機(jī)電源分三部分:+12V/這個(gè)是給風(fēng)扇使用的,因?yàn)槌S玫腄C風(fēng)扇12V的較多便宜
+8V /這個(gè)是給運(yùn)放使用的,電壓太低后面的MOS陣列功率做不上去,這個(gè)也做為2.5V標(biāo)準(zhǔn)電壓源供電使用.
+5V /這個(gè)給單片機(jī)和圖騰柱部分供電,圖騰住由單路12位PWM,然后轉(zhuǎn)成8路DAC輸出分別驅(qū)動(dòng)8個(gè)MOS管
下面是八管MOS陣列圖:
MOS管陣列和CPU處理部分.png (141.62 KB, 下載次數(shù): 120)
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2022-6-20 00:09 上傳
這部分由八個(gè)MOS管子及相關(guān)附屬電路組成,單片機(jī)生成的12位DAC控制圖騰柱驅(qū)動(dòng)8個(gè)APC芯片,把PWM轉(zhuǎn)成8路0-5V電壓值.
再由0-5V電壓經(jīng)過(guò)運(yùn)放控制8個(gè)MOS管工作.
8個(gè)MOS管工作的同時(shí),由5路低壓軌至軌運(yùn)放(圖中畫(huà)的是LM358和324,因?yàn)槲規(guī)炖镉羞@個(gè),懶的改,但實(shí)際用的是RS624P的低壓軌至軌運(yùn)放)
把被測(cè)電源的電壓和電流值放大后送至單片機(jī)的ADC輸入部分進(jìn)入單片機(jī)處理.
雖然此板上畫(huà)出了LCD12864顯示屏部分,但并不打算用這個(gè)做顯示.
最近手上有STC的32位單片機(jī)和全動(dòng)的3.5寸彩屏,打算再做個(gè)顯示面板,在面板上做顯示和按鍵部分,雙單片機(jī)之間UART通訊.
以下是雜散處理電路部分:
各零散部分.png (30.68 KB, 下載次數(shù): 117)
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2022-6-20 00:10 上傳
此部分為風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)/DS18B20溫度傳感器/圖騰柱驅(qū)動(dòng)/UART狀態(tài)指示等組成
相關(guān)原理不再細(xì)述,望大家理解.
此設(shè)計(jì)PCB部分仍未畫(huà)好,等畫(huà)好后再上圖,另此機(jī)所有ADC采樣處理以及MOS管控制都已經(jīng)過(guò)了實(shí)際焊板測(cè)試,做到了心中有數(shù).
下面見(jiàn)實(shí)際焊出來(lái)的板子實(shí)物圖:
手焊板前面.jpg (211.68 KB, 下載次數(shù): 109)
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2022-6-20 00:09 上傳
手焊板背面.jpg (334.62 KB, 下載次數(shù): 118)
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2022-6-20 00:09 上傳
雖然此板并未完全按原理圖上的功率大小和實(shí)際元件參數(shù)焊接,但功能完整,足以得出測(cè)試結(jié)果,后面的實(shí)物MOS管取樣電阻換為康銅絲電阻.此機(jī)采用STC12C5A60S2單片機(jī)做數(shù)據(jù)處理,事實(shí)上ADC處理速度足夠,因?yàn)轱@示屏上,1秒顯示10次電壓值都足夠了,而STC12C5A60S2,除了處理其它任務(wù)外,每秒刷幾百幾千次這個(gè)還不是問(wèn)題,畢竟是1T的片子.
再說(shuō)一下顯示電壓電流和功率值問(wèn)題,一般電壓和電流以及功率值,以整數(shù)位后面兩位小數(shù)為準(zhǔn),第三位就算是顯示出來(lái)也是沒(méi)任何意義的,因?yàn)槟莻(gè)電壓值會(huì)不斷的跳動(dòng),不可能穩(wěn)定下來(lái),你就是用再好的電源,給運(yùn)放絕對(duì)穩(wěn)定的供電,它也不可能穩(wěn)定,因?yàn)橛绊懙谌伙@示的因素很多,比如本機(jī)供電是否穩(wěn)定,被測(cè)負(fù)載電壓是否穩(wěn)定,運(yùn)放芯片熱穩(wěn)定性等等,這個(gè)不用懷疑,因?yàn)楸救嗽诤芏喔呔葦?shù)字電子負(fù)載上見(jiàn)過(guò),大廠做的電子負(fù)載,第三位顯示一樣是不停亂跳的.所以在此決定,我們的電壓電流和功率顯示,只做到整數(shù)后兩位小數(shù).精度足夠用就好.
至于CC和CV模式在這里簡(jiǎn)單說(shuō)一下,CC模式(恒壓模式)就是調(diào)電流的,一般用于測(cè)試各種恒壓開(kāi)關(guān)電源,線性電源等,在此模式下,電子負(fù)載改變的是負(fù)載電流,PWM0-PWM100只改變負(fù)載電流大小,電子負(fù)載只采集被測(cè)電源的電壓信息做顯示,但并不改變被測(cè)電源輸出電壓.有些網(wǎng)友發(fā)貼問(wèn)我為什么電子負(fù)載調(diào)電流的時(shí)候,被測(cè)電源電壓也下降了呢,我在這里統(tǒng)一回復(fù)一下,當(dāng)電子負(fù)載的調(diào)電流使被測(cè)電源電流增大的時(shí)候,被測(cè)電源電壓下降,這個(gè)和被測(cè)電源的帶載能力和調(diào)整能力相關(guān),一般好的開(kāi)關(guān)電源,電流增大減小,在額定的范圍內(nèi),不應(yīng)該出顯明顯的電壓下降現(xiàn)象,比如12V5A開(kāi)關(guān)電源,若達(dá)到輸出12V5A時(shí)電壓下降明顯,說(shuō)明帶載能力不行(滿載輸出能力不行)
CV模式和CC模式剛好相反,CV模式下就是調(diào)整被測(cè)電源輸出電壓的,因?yàn)镃V模式為恒流模式,一般用于測(cè)試恒流電源(LED驅(qū)動(dòng)方面用的較多,有些其它設(shè)備也用恒流電源,只是相對(duì)較少)拿實(shí)例來(lái)說(shuō),比如我們測(cè)一個(gè)300MA的LED驅(qū)動(dòng)電源,這個(gè)被測(cè)電源的電流是固定死的,它只能輸出300MA,電流過(guò)小會(huì)進(jìn)入開(kāi)路保護(hù),電流過(guò)大會(huì)進(jìn)入過(guò)載保護(hù),我們能改變的只有他的電壓值.
電子負(fù)載在CC模式時(shí),PWM從0到額定值調(diào)整,沒(méi)有輸出的狀態(tài)PWM為0或者說(shuō)為低電平.在CV模式時(shí),PWM從最大值或者說(shuō)高電平向下調(diào)整到合適值(PWM越高被測(cè)電源輸出電壓越低,PWM越低被測(cè)電源輸出電壓越高),
本機(jī)設(shè)計(jì)CC和CV模式由軟件控制硬件來(lái)切換,不需要繼電器,因?yàn)槔^電器有觸點(diǎn),這個(gè)觸點(diǎn)是個(gè)很煩人的東西,它的壽命很難估算,而且工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花.
至于程序部分,使用匯編和C都可以,我自己可以搞定,只是時(shí)間上可能要拖很久,畢竟我也是上班族,大家理解啊....
感謝管理員同志,此貼仍要不斷修改,DIY未結(jié)束就可能一直修改,希望管理員同志幫下忙先不要關(guān)閉編輯功能.謝謝!!!
今天沒(méi)上班,又畫(huà)了一下控制面板圖,這個(gè)控制面板采用STC的32位51單片機(jī),因?yàn)楹拖挛粰C(jī)采用串口通信,除了可以做電子負(fù)載面板,也可以做其它控制面板,下面上圖.
控制面板正面圖.png (355.14 KB, 下載次數(shù): 124)
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2022-6-28 17:35 上傳
這個(gè)是顯示和控制面板的正面圖,可以使用SPI接口控制3.5寸彩屏,也可以使用STC32G自帶的LCD模塊控制LCD12864之類(lèi)的顯示屏.
控制面板背面圖.png (351.95 KB, 下載次數(shù): 103)
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2022-6-28 17:35 上傳
這個(gè)是控制面板的背面,由于單片機(jī)接口較多,把單片機(jī)的四路對(duì)稱(chēng)PWM接口用排針引出,另把兩路CAN總線用排針引出,
由于此單片機(jī)自帶高精度時(shí)鐘功能,無(wú)需DS1302等芯片也可以顯示時(shí)間.另單片機(jī)內(nèi)部集成高速SPI模塊,不必?fù)?dān)心驅(qū)動(dòng)TFT彩屏速度不夠. 此控制板有板載8M FLASH閃存芯片,可以存儲(chǔ)一些不常用的圖片代碼(比如啟動(dòng)背景圖片等),或記錄數(shù)據(jù)(如電壓電流矢量信息等) 除做為一些設(shè)備控制板外,此板也可做為一款實(shí)用的STC開(kāi)發(fā)板使用,所需要的接口基本上都已外接.
今天發(fā)去打樣的電子負(fù)載控制面板PCB收到了,先發(fā)個(gè)圖大家看一下.
51hei圖片_20220630210916.jpg (357.09 KB, 下載次數(shù): 106)
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2022-6-30 21:12 上傳
這個(gè)是在佳立創(chuàng)打的,每個(gè)月有五款免費(fèi)的.
今天有點(diǎn)累,不想焊板了,明天焊,焊完再上效果
今天放半天假,于是把這個(gè)面板部分焊接完成了,并做了個(gè)小程序試了一下,效果還不錯(cuò)
正面圖.jpg (303.08 KB, 下載次數(shù): 109)
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2022-7-2 14:09 上傳
這個(gè)是控制板的正面圖,板載三星的8M/FLASH閃存芯片,支持雙串口功能,支持單獨(dú)按鍵中斷功能(任意端口都可中斷)
支持3.5寸TFT顯示屏和LCD12864兩種屏顯示(排母還沒(méi)到,所以屏無(wú)法插到板上,這塊等排母到了再插上屏并開(kāi)始寫(xiě)顯示程序),支持四路對(duì)稱(chēng)互補(bǔ)帶死區(qū)PWM,板載兩組CAN總線接口.這個(gè)板的功能做的很實(shí)用,做為本電子負(fù)載的顯示控制面板,應(yīng)該說(shuō)是完全夠用了,由于使用了STC32G12K128的51核32位單片機(jī),功能強(qiáng)大性能強(qiáng)勁,以后也可以做為其它設(shè)備(比如T12焊臺(tái)/數(shù)字電橋/示波器/數(shù)字程控電源)等的控制面板,只要修改程序就可以了,廢話不多說(shuō),我們這個(gè)電子負(fù)載的面板部分PCB暫定就這樣了,足夠用足夠強(qiáng)大.就算是名牌電子負(fù)載用這個(gè)板子做顯示也不掉價(jià).
背面圖.jpg (191.76 KB, 下載次數(shù): 106)
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2022-7-2 14:09 上傳
這個(gè)是板子的背面,雖然STC的這個(gè)單片機(jī)自帶晶振,還是使用了外部晶振,外部晶振畢竟比內(nèi)部的可靠些.
晶振外殼和邊上的開(kāi)窗GND連接,增加屏蔽效果,使晶振和單片機(jī)工作更穩(wěn)定.
本板兼容3.3V和5V兩種供電,除PWM和CAN總線接口外的其它所有接口都有斷/通VCC控制.
兩組串口通訊各有兩個(gè)LED指示數(shù)據(jù)狀態(tài).
以上為本電子負(fù)載的單片機(jī)和顯示面板控制部分,雖然說(shuō)不上完美,至少也足夠用了,MOS陣列部分(8個(gè)MOS管子)
由下位單片機(jī)控制,具體電路原理圖正在等各位大神指點(diǎn),然后再畫(huà)PCB.
本DIY以實(shí)用強(qiáng)大,初學(xué)者容易理解上手為主導(dǎo)思想.做成模塊化的東東,所以分成了三個(gè)部分,電源供電部分(此部分單獨(dú)一塊PCB,提供12V[散熱風(fēng)扇供電]/8V[運(yùn)放部分供電]/5V[單片機(jī)和LCD顯示屏/TFT顯示屏等供電]),顯示面板一塊PCB,此顯示面板除可以提供足夠強(qiáng)大的顯示功能,還可做為以后DIY其它設(shè)備的顯示板,一板多用,因?yàn)槭褂昧穗p串口,除了可以ISP下載,還提供電腦端上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)通訊功能(電腦端上位機(jī)以后有時(shí)間再做,實(shí)在沒(méi)太多精力,這個(gè)望大家理解).
目前此電子負(fù)載主要的部分(MOS管陣列控制部分[運(yùn)放電壓電流采樣/放大,PWM和DAC控制MOS管,溫度采樣/風(fēng)扇 控制部分])雖然已經(jīng)前期做過(guò)了實(shí)物測(cè)試,還是希望各位大神給點(diǎn)寶貴意見(jiàn)和指導(dǎo).在此謝謝各位的參與和建議了.....
今晚有空又寫(xiě)了一下這個(gè)顯示面板的LCD12864顯示程序,我的屏放了十幾年了,還能將就用.
下面是圖片
51hei圖片_20220704002540.jpg (231.6 KB, 下載次數(shù): 104)
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2022-7-4 00:31 上傳
51hei圖片_20220704002549.jpg (267.06 KB, 下載次數(shù): 103)
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2022-7-4 00:31 上傳
夜太深了,TFT彩屏的程序改天再寫(xiě),大家有什么問(wèn)題可以回貼,看到一定回復(fù).謝謝各位支持!
供電板也做好了,現(xiàn)在三大塊做好兩塊了,MOS管陣列部分還期待大家多提寶貴意見(jiàn),
下面是電源供電板的圖片
供電板前面圖2.jpg (167.78 KB, 下載次數(shù): 102)
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2022-7-5 18:21 上傳
這個(gè)是變壓器和供電板前視圖,運(yùn)放溫控風(fēng)扇還沒(méi)焊,但這塊不會(huì)有問(wèn)題,這個(gè)電路很成熟.
供電板前面圖.jpg (183.58 KB, 下載次數(shù): 106)
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2022-7-5 18:21 上傳
這個(gè)是供電板正面視圖,手機(jī)拍出來(lái)的顏色有些不正常,紅色不太紅
供電板側(cè)面圖.jpg (228.12 KB, 下載次數(shù): 92)
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2022-7-5 18:21 上傳
這個(gè)是供電板側(cè)面圖,由于沒(méi)買(mǎi)電解電容,用的都是以前的存貨.
供電板背面圖.jpg (222.59 KB, 下載次數(shù): 121)
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2022-7-5 18:21 上傳
散熱片是某個(gè)寶上淘來(lái)的,看著實(shí)在,散熱效果也很好,
這個(gè)電源板子除了給電子負(fù)載供電,也可以做以為后各種DIY的供電板,比如數(shù)字電橋之類(lèi)的.
板子設(shè)計(jì)三組輸出分別為12V/8V/5V
實(shí)測(cè)三組輸出分別為12.2V/8.05V.5.01V
變壓器用的從我以前的家庭影院上面拆的,雙14V/17V兩組,單17V暫時(shí)沒(méi)用,只用了雙14V的三根線.
今天第三塊板子的PCB來(lái)了
51hei圖片_20220720221205.jpg (233.62 KB, 下載次數(shù): 104)
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2022-7-20 22:13 上傳
只焊了幾個(gè)元件,太晚了看不清楚,明天再焊
51hei圖片_20220720221216.jpg (277.75 KB, 下載次數(shù): 115)
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2022-7-20 22:13 上傳
等這塊板子焊完了就只剩下寫(xiě)程序了,希望一切順利吧,也希望大家多支持和幫助多發(fā)言,我會(huì)一一回復(fù),在此再次感謝各位的關(guān)心。
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