Panneau de contrôle pour l’atelier (2 / 8 étapes)

Étape 2: Unités de mesure

C’est le module, qui me donne une rétroaction sur les courants, qui passent par la charge. La méthode que j’avais l’habitude de faire de ces mesures est le plus facile : ajout d’une résistance de shunt en série, et mesurer la tension à travers elle. Il y a beaucoup de circuits sur mesure du courant sur internet, j’ai pris cela, parce que je pensais, en ajoutant que certains fantaisie capteur ne ferait qu’ajouter complexité à ce projet. Cependant, maintenant qu’il est prêt, et je vois ce qu’il mesure, je dois dire, je pourrais être plus satisfait. Évolution aux meilleurs composants (rail à rail ampli-op, par exemple) serait probablement augmenter la précision. J’ai fait quelques photos avec une mesure de l’essai, la différence est assez significative, 38 mA.

Au cœur de la mesure il est le LM324 quadruple amplificateur opérationnel. Les amplificateurs dedans (l’intention) échelle la tension lue sur les résistances à la tension qui peut être lu par le CDA de mon processeur. Autrement dit, un module d’amplification doit être ajouté.

Tout d’abord, nous avons besoin de connaître quelques détails sur notre alimentation, comme le courant à une production donnée de sortie maximale. Heureusement, le PSU-s que je possède, a cela imprimé sur l’enveloppe : 12V @ 2,5 A et 5V @ 15 a. Qu’elle s’est installée, les courants maximum étaient réputées être 2,5 a et 15 a, respectivement. J’ai eu quelques 20W, 0.1R résistances traîner, j’ai décidé de les utiliser.

Nous allons voir les calculs pour la partie détection courant de 5V :
UOUT = 5V ; IMAX = 15 a ; RS = 0.1R ;

Le courant maximal, qui pourrait jamais passer par cette résistance, est 2. 5 a. Conformément à la Loi d’Ohm, la tension maximale à ce sujet seront les 15 * 0,1 = 1.5V. Maintenant, il faut que l’échelle à 5V pour obtenir la meilleure résolution, donc nous allons amplifier par 5 / 1,5 = 3,33.
On cherche la formule de gain de l’amplificateur opérationnel (shunt voltage est sur l’entrée non inverseuse de l’ampli-op), qui est :
VO = Vs * (1 + (Rf / Ri))

Donc, si nous recherchons une amplification de 3,33, notre résistance de rétroaction / ratio de résistance d’entrée doit être 2.33. En d’autres termes, Rf doit être Ri * 2.33. J’ai utilisé un 22K et une résistance de 10K pour ce travail. Selon ces calculs, le maximum jamais mesuré sur l’ADC d’entrée sera 1,5 * 3.2 = 4.8V. Nous avons donc, à 4.8V sur l’ADC, coulant de 15 a.
Nous allons calculer la résolution de notre module ADC :
5 / 1024 = 0.004882 ;
Cela nous donne 983 étapes entre 0 et 4.8V.
15 a / 983 = 15,25 mA, c’est le courant minimal, nous pouvons mesurer avec notre installation. Les mesures actuelles seront multiples de cela.

Maintenant, nous allons faire la même chose pour le 12V sortie :
UOUT = 12V ; IMAX = 2. 5 a ; RS = 0.1R ;

Le courant maximal traversant Rs est 2. 5 a. La tension maximale à ce sujet sera 2.5 * 0,1 = 0, 25V. Si nous voulons mettre à l’échelle à 5V (tension maximale de processeur), nous devons amplifier par: 5 / 0,25 = 20.
Nouveau : Vo = Vs * (1 + (Rf / Ri)), de sorte que notre résistance de rétroaction doit être 19 fois plus grande, que la résistance d’entrée. Une résistance de rétroaction de 51k et une résistance d’entrée de 2,7 k me donnent un gain 18.88 assez proche. Il y a probablement une meilleure correspondance pour cela, j’ai juste couru les numéros sur certaines valeurs de résistance plus communs.
L’ADC maximale pour cette sortie sera 18.88 * 0,25 = 4, 72V. Dans ce cas la résolution sera mieux : 2,5 a / 966 = 2,58 mA.

Je n’a pas mis les modules de mesure pour les voies d’approvisionnement de puissance négative, j’ai simplement n’a pas eu toute les amplificateurs à gauche. Ajoutez ceux qui plus tard est simple, j’ai calculer les résistances et prendre soin de mettre la shunt de tension sur la broche d’entrée inversible.
Un schéma de base du shunt de la façon dont on doit être raccordé au circuit, est montré sur mon dessin.

Dès que nous aurons les schémas faits, nous devons faire une conception de circuits imprimés. J’ai utilisé Altium designer, qui est celle que je connais le mieux, car le schéma est assez simple, que j’ai terminé en environ une demi-heure. L’amplificateur opérationnel et les résistances de boucle de rétroaction sont des dispositifs de montage en surface, les bornes à vis et les résistances de puissance sont à travers-trou. Assurez-vous que vous mettez l’ampli-op sur le dessus, donc vous n’obtenez pas un PCB en miroir à la fin.
Altium peut exporter au format pdf, via un fichier « Sortie Job ». J’ai mis la mise à l’échelle 1:1, je décolle de la mécanique, sérigraphie et garder des couches et fait de l’exportation. Vous devez vous assurer, vous sélectionnez le « dialogue d’installation Page » mise à l’échelle d’option, lorsque vous cliquez sur générer.

Juste une brève présentation de comment fabrique-t-on le PCB :
-imprimer l’oeuvre sur papier brillant (habituellement, j’ai déchirer ces hors magazines) ou de la feuille de transfert
-nettoyer le circuit imprimé (et coupez-le, mais cela peut être fait une fois la gravure terminée)
-mettre l’oeuvre sur le PCB et faire fondre le toner sur à la carte avec un fer à repasser ou une plastifieuse
-laver le papier à l’eau tiède
-mettre le jury dans le gel de mordançage et attendez que le cuivre d’être rongé

Monter les composants sur la carte, en commençant par celui qui a le profil le plus bas. Tester le jury en mesurant la tension sur les sorties de l’ampli-op alors que les courants sont traversant les résistances shunt.