Изготовление электронной нагрузки постоянного тока и мощности на arduino

Содержание

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Электронная нагрузка на Arduino своими руками

Если вы когда-либо работали с аккумуляторами или другими цепями электропитания, то часто случалось, что вам приходилось проверять источник питания, нагружая его, чтобы проверить его работу в различных условиях нагрузки. Устройство, которое обычно используется для выполнения этого типа теста, называется нагрузкой постоянного тока, которая позволяет нам регулировать выходной ток вашего источника питания, а затем поддерживать его постоянным до тех пор, пока он не будет отрегулирован снова.

В этом уроке мы узнаем, как собрать нашу собственную регулируемую электронную нагрузку, используя Arduino, которая может принимать максимальное входное напряжение 24 В и иметь ток до 5 А.

Схема состоит из трех частей. Первая часть представляет собой секцию управления с Arduino Nano, вторая часть представляет собой цифроаналоговый преобразователь, а третья часть представляет собой чисто аналоговую схему, в которой используется двойной операционный усилитель в одном корпусе, который будет управлять секцией нагрузки.

Далее приведена принципиальная схема электронной нагрузки. На этой схеме операционный усилитель имеет две секции. Одна управляет МОП-транзистором, а другая реализует усиление измеряемого тока. Первая секция имеет сопротивления R12, R13 и полевой МОП-транзистор MOSFET. R12 используется для уменьшения влияния нагрузки на секцию обратной связи, а R13 используется в качестве резистора затвора MOSFET.

Дополнительные два резистора R8 и R9 используются для определения напряжения питания источника питания, которое будет испытывать нагрузку от этой фиктивной нагрузки. Согласно правилу делителя напряжения, эти два резистора поддерживают максимум 24 В. Более 24 В будут создавать напряжение, которое не подходит для выводов Arduino. Поэтому будьте осторожны, чтобы не подключать источник питания с выходным напряжением более 24 В.

Резистор R7 здесь является фактическим нагрузочным резистором. Это резистор 0,1 Ом мощностью 5 Вт. Он будет поддерживать максимум 7А, но для безопасности целесообразнее ограничить максимум тока нагрузки 5А. Следовательно, в настоящее время максимальная нагрузка 24 В, 5 А может быть установлена этой фиктивной нагрузкой.

Другая часть усилителя предназначена для усиления. Она обеспечивает 6-кратное усиление. Во время протекания тока будет падение напряжения. Например, когда через резистор протекает ток 5 А, падение напряжения на шунтирующем резисторе сопротивлением 0,1 Ом (V = I x R) будет составлять 0,5 В в соответствии с законом Ома. Неинвертирующий усилитель усилит его до x6, поэтому 3 В будет выходным напряжением второй части усилителя. Этот выход будет подан на аналоговый входной контакт Arduino Nano, в котором будет рассчитан ток.

MCP4921 – это цифро-аналоговый преобразователь. ЦАП использует протокол связи SPI для получения цифровых данных от любого микроконтроллерного блока и обеспечения аналогового выходного напряжения в зависимости от него. Это напряжение является входом операционного усилителя.

С другой стороны, имеется Arduino Nano, который будет передавать цифровые данные в ЦАП по протоколу SPI и контролировать нагрузку, а также отображать данные на 16-символьном дисплее. Здесь также используются два дополнительных элемента: кнопка уменьшения и увеличения. Вместо подключения к цифровому выводу они подключаются к аналоговым выводам. Также, изменяя код, можно предоставить необработанные аналоговые данные для управления нагрузкой.

Наконец, увеличивая нагрузку, Arduino nano будет передавать данные о нагрузке на ЦАП в цифровом формате, ЦАП будет передавать аналоговые данные на операционный усилитель, а операционный усилитель будет управлять полевым МОП-транзистором в соответствии с входным напряжением операционного усилителя. Наконец, в зависимости от тока нагрузки, протекающего через шунтирующий резистор, появится падение напряжения, которое будет дополнительно усиливаться вторым каналом LM358 и получаться от Arduino Nano. Это будет отображаться на дисплее. То же самое произойдет, когда пользователь нажимает кнопку уменьшения.

Собранная схема электронной нагрузки может выглядеть следующим образом.

Код программы электронной нагрузки довольно прост и приведен далее.

Итак, цифровая цепь нагрузки запаяна и запитана от источника питания 12 В. В данном случае на стороне источника питания использовалась литиевая батарея 7,4 В, и был подключен токоизмерительный прибор, чтобы проверить, как работает схема. Как вы можете видеть, когда установленный ток составляет 300 мА, схема потребляет 300 мА от батареи, которая также измеряется токоизмерительным прибором как 310 мА.

Изготовление электронной нагрузки постоянного тока и мощности на Arduino

Одной из характеристик большого количества промышленных электронных нагрузок является способность рассеивать постоянную мощность. Постоянная мощность может быть полезной при измерении емкости батарей (Вт/час) или тестировании источников электропитания. Для выполнения данных задач я решил использовать микроконтроллер Arduino (ATmega328p).

На рисунке ниже показана схема электронной нагрузки. Чтобы сильно не перегружать схему лишними элементами, я намеренно решил не использовать фильтрующие и развязывающие конденсаторы. Я также не показал на схеме цепи микроконтроллера, поскольку все выполняется стандартным способом. Все соединения к стандартной плате Arduino четко обозначены для удобного подключения. Исходный код программы для Arduino можно загрузить по сноске в конце статьи.

Для управления нагрузкой используется 6 транзисторов IRFP150N. Данные 6 MOSFET-ов разделяются на три группы: каждая группа состоит из двух MOSFET-транзисторов, которые размещаются параллельно друг другу с отдельными управляющими резисторами на затворе. Далее эти три группы управляются независимо с помощью трех операционных усилителей. Подобное схемное решение гарантирует равномерное распределение тока в нагрузке среди этих трех групп MOSFET-транзисторов. В данной конфигурации максимальная мощность электронной нагрузки может рассеивать, по скромной оценке, около 200 Ватт.

На представленной схеме усилитель IC1A образует повторитель напряжения, который буферизирует выход ЦАП и входы трех управляющих операционных усилителей. Усилитель LM324 используется здесь для трех операционных усилителей. Разумеется, выбор операционного усилителя не является критическим моментом, и вы можете заменить его на любой другой усилитель общего назначения. В схеме используется ЦАП MCP4921 от компании Microchip. MCP4921 сходен по характеристикам с MCP4821. Главная разница в том, что MCP4921 использует внешний источник опорного напряжения, в то время как MCP4821 имеет встроенный источник напряжением 2.048В. Это главная причина, почему использовался ЦАП MCP4921. При изменении внешнего опорного напряжения мы можем нарушить баланс между максимальным током, допустимым электронной нагрузкой, и разрешением регулировки тока.

В данном проекте опорное напряжение подается на ЦАП через резисторный делитель от источника опорного напряжения IC TL431. Внешний источник опорного напряжения для ЦАП сконфигурирован как буферизированный вход для высокого импеданса так, что вход опорного сигнала ЦАП не влияет на точность источника опорного напряжения, устанавливаемого резисторным делителем. Когда внешний источник опорного напряжения установлен в значение 0.5В, ток нагрузки может регулироваться до 15A (0.5 В / 0.1 Oм * 3). Выходное напряжение ЦАП MCP4921 может быть отрегулировано как 1 x Vref либо как 2 x Vref; таким образом, диапазон тока может быть удвоен через программную команду без необходимости изменения опорного напряжения. Если вам не нужен такой широкий диапазон тока, тогда вы можете понизить опорное напряжение. Это обеспечит наилучшее разрешение тока (Vref / 4096 на один шаг регулировки).

Читайте также:  Датчик влажности воздуха или почвы

Для регулировки тока используется энкодер. По умолчанию, ток может быть отрегулирован с разрешением приблизительно 1мA/шаг. При нажатии кнопки энкодера, данное разрешение может быть изменено до 10мA/шаг и 100мA/шаг соответственно. Это позволит выполнить грубую регулировку.

Режим постоянной мощности достигается путем вычисления желаемого установленного значения тока через измеренное напряжение нагрузки.

На фотографиях ниже показана конструкция электронной нагрузки. В качестве радиатора используется большой алюминиевый блок. Размер радиатора действительно впечатляет, однако обеспечивает надежность работы устройства без использования принудительного воздушного охлаждения.

Вся схема собрана на макетной плате. Я использовал плату Arduino, изготовленную ранее, и разъемы для соединения с основной платой.

На фото ниже показана законченная плата контроллера:

Как упоминалось ранее, радиатор имеет огромный размер, на фото он отображается в перспективном виде:

На данной фотографии показана работа электронной нагрузки в режиме постоянной мощности, поглощая более 200 Ватт при напряжении более 60 вольт.

Поскольку в схеме использовался микроконтроллер, мы можем легко добавить новые функции. Все что не было добавлено в микропрограммный код, вы можете легко дополнить самостоятельно, например режим постоянного сопротивления. Также вы можете обеспечить регистрацию данных, путем записи значений тока и напряжения в определенные интервалы времени.

Видео ниже демонстрирует вкратце функциональные возможности электронной нагрузки

Источник тока управляемый Arduino

В данной публикации я расскажу о разработке программируемого источника тока. Данное устройство можно использовать как эквивалент нагрузки для тестирования и исследования химических источников тока (аккумуляторов, гальванических элементов и батарей на их основе), блоков питания напряжением до 18 вольт и током до 5 ампер. Кроме того, при подключении внешнего источника питания возможна зарядка аккумуляторных батарей и снятие вольт-амперных характеристик различных электронных компонентов, например выпрямительных диодов. Так как источник тока программируемый, то можно задавать любые алгоритмы работы с получением необходимых данных, что очень удобно при проведении различных прикладных исследований и экспериментов (например снятие разрядных и зарядных характеристик аккумуляторов с построением графиков). Да и само по себе устройство предоставляет широкое поле для экспериментов. О примерах применения устройства я расскажу в следующих публикациях, а сейчас остановлюсь на его описании.

1. Характеристики программируемого источника тока

  • два независимых канала стабильного тока (условно канал А и канал В);
  • общий радиатор охлаждения выходных транзисторов;
  • программно-управляемый (по температуре радиатора) вентилятор охлаждения;
  • закрепленный на радиаторе датчик температуры DS18B20;
  • возможность программного переключения тестируемого аккумулятора из режима разряда в режим заряда (только для канала А)
  • возможность подключения внешнего источника напряжения для реализации алгоритмов зарядки аккумуляторов (только для канала А);
  • два программно-управляемых светодиода для реализации необходимой индикации;
  • программно-управляемый зуммер для реализации звуковых оповещений;
  • возможность подключения встраиваемых ампервольтметров для оперативной индикации напряжения и тока;
  • возможность питания всего устройства от порта USB;
  • возможность подключения внешнего питания от 7 до 12 Вольт (рекомендуется для повышения точности измерений и лучшего охлаждения).
Наименование параметраЗначение параметра
Максимальное напряжение тестируемых устройств, ВНе более 18
Максимальная долговременная суммарная (по двум каналам) рассеиваемая мощность с использованием принудительного охлаждения, Вт*Не более 30
Диапазон устанавливаемого тока, АОт 0,1 до 5
Время установки выходного тока, мсНе более 2
Минимальное напряжение тестируемого устройства при входном токе 1.0 А, при котором обеспечивается стабильность тока, ВНе более 0.2
Минимальное напряжение тестируемого устройства при входном токе 4.7 А, при котором обеспечивается стабильность тока, ВНе более 1

* что бы не превысить максимально-допустимую рассеиваемую мощность необходимо контролировать ток, напряжение и температуру радиатора. Например, при напряжении тестируемого устройства 10 вольт ток не может превышать 3 ампер, при условии, что второй канал не используется. Кроме того, при рассеиваемой мощности более 20 Вт необходимо использовать внешнее питание для увеличения производительности вентилятора охлаждения.

2. Описание принципиальной электрической схемы источника тока

Принципиальная электрическая схема устройства приведена ниже.

Принципиальная электрическая схема программируемого источника тока

Схему устройства можно условно разделить на две части: программируемое устройство управления из семейства Arduino и, непосредственно, разработанная схема, состоящая из силовой части, цепей измерения, коммутации и сигнализации.

2.1. Программируемая управляющая часть на базе Arduino

В качестве устройства управления была выбрана плата Arduino Nano. Выбор платы Arduino Nano обусловлен следующим: на плате установлен микроконтроллер ATmega328 со всей необходимой «обвязкой», имеется стабилизатор напряжения на 5 вольт и током нагрузки до 800 мА, что позволяет питать все устройство в целом от не стабилизированного источника питания напряжением до 12 вольт, имеется разъем USB и установлена микросхема-преобразователь USB-UART, что позволяет программировать и управлять устройством по одному USB кабелю, легкое и понятное программирование устройства с помощью Arduino IDE и наличие большого количества готовых библиотек. Кроме того, плата Arduino Nano имеет минимальные размеры, в некотором смысле ее можно считать даже гибридной микросхемой. Производительности данной платы с учетом используемого языка программирования для разрабатываемого устройства более чем достаточно. Забегая вперед скажу, что конструктивно на плате устройства предусмотрена установка платы Arduino Nano, но это не мешает подключать отдельными проводниками другие платы Arduino, подходящие по функционалу и имеющие достаточное количество необходимых выводов. Учитывая то, что конструктивно силовая и управляющая части устройства разделены и плата Arduino Nano устанавливается на плату источника тока как отдельное устройство, то можно исполнительную силовую часть представлять как некий шилд для платформы Arduino под названием «Управляемый источник тока для Arduino«.

2.2. Силовая часть источника тока

Силовая исполнительная часть устройства двухканальная (по сути мы имеем на одной плате два независимых источника стабильного тока — канал А и канал В) и выполнена на мощных полевых транзисторах IRL2203N, которые регулируют необходимый ток в выходной цепи. Тестируемое устройство, например аккумулятор, подключается к клеммам +Ubat и -Ubat. Стабильность тока при изменении напряжения на стоке достигается за счет использования операционного усилителя (ОУ) DA1. Рассмотрим канал А, регулирующим элементом тока в котором выступает транзистор VT4. На неинвертирующий вход (3) ОУ подается регулируемое напряжение Uрег, посредством которого устанавливается необходимый ток в выходной цепи источника тока. Установленное напряжение сравнивается операционным усилителем с напряжением на инвертирующем входе (2) ОУ, которое снимается с резистора R27. Резистор R27 является «датчиком» тока, протекающим через транзистор VT4 . При этом если падение напряжения на резисторе R27 превысит напряжение на неинвертирующем входе ОУ, то на выходе ОУ напряжение будет понижаться, что приведет к закрыванию транзистора VT4 и уменьшению тока через резистор R27 до тех пор, пока напряжение на резисторе не станет равным напряжению на неинвертирующем входе ОУ. Далее ОУ непрерывно будет изменять напряжение на затворе транзистора VT4 таким образом, что бы напряжение на резисторе R27 оставалось неизменным, что в свою очередь приведет к стабилизации тока через транзистор. Необходимый нам ток в выходной цепи устройства будет определяться следующим выражением: Iвых=Uрег/R27. Напряжение Uрег формируется микроконтроллером на плате Arduino Nano программным способом и корректируется цепями R13C3R15R16. Так как данный микроконтроллер не имеет аналоговых выходов, то изменение напряжения достигается за счет изменения скважности импульсов на выходе D10 платы и последующим выделением постоянной составляющей напряжения с помощью цепи R13C3. Путем изменения скважности импульсов с помощью соответствующей библиотеки для Arduino Nano можно получить и зменение напряжения на конденсаторе C3 от нуля и практически до уровня напряжения питания микроконтроллера (будем считать, что оно равно ровно 5 вольт). При этом, если подать на вход (3) ОУ напряжение 5 вольт, то получим ток в выходной цепи Iвых=Uрег/R27 =5/0,1= 50 ампер , что не входит в наши планы. Предельный ток устройства планировалось ограничить 5 амперами, значит максимальное напряжение на неинвертирующем входе ОУ и, соответственно, на резисторе R27 не должно превышать 0,5 вольт. Для этих целей используется резистивный делитель R15R16. Подстроечным резистором R16 производится калибровка выходного тока, т.е. с его помощью выставляется ток в выходной цепи в 5 ампер при максимальном напряжении, получаемом программно на конденсаторе C3. Благодаря использованию низкоомного резистора R27 и транзистора с низким сопротивлением Сток-Исток удалось достигнуть высокой стабильности тока при минимальном входном напряжении (см. характеристики выше). Резисторы R20,R22 и конденсатор C6 предотвращают самовозбуждение ОУ на высоких частотах. Несколько слов о типах элементов. Силовой транзистор выбран с низким управляемым напряжением из серии IRL так как вся схема питается напряжением 5 вольт. ОУ LMV358ID типа rail-to-rail, то-есть позволяет получить на выходе напряжение практически от нуля до напряжения питания, что в данном случае важно для управления полевым транзистором. Конденсатор C3 выбирался с достаточно стабильным диэлектриком X7R, так как изменение его емкости в больших пределах при различных дестабилизирующих факторах (нагрев, изменение постоянного напряжения) не желательно. Кстати, неплохая статья по этому поводу. Это все, что касается управляемой силовой части устройства.

2.3. Цепи измерения, коммутации и сигнализации

Реле К1 предназначено для переключения тестируемого аккумулятора из режима разрядки в режим зарядки (используется только в канале А). Реле управляется с вывода D12 платы Arduino Nano посредством транзистора VT3. Светодиод HL3 сигнализирует о включении реле. При использовании режима зарядки необходимо подключить внешний источник питания к клеммам +U и -U с напряжением, превышающим максимальное зарядное напряжение аккумулятора минимум на 1 вольт.

Вентилятор охлаждения управляется с вывода D6 платы Arduino Nano посредством транзистора VT2. При этом если устройство питается от внешнего источника питания, то на вентилятор подается именно это напряжение для увеличения скорости вращения, что позволяет рассеивать максимальную мощность, указанную в характеристиках устройства.

Так же на плате расположены два светодиода (HL1, HL2) и зуммер (HA1), которые могут использоваться на усмотрение пользователя для индикации различных режимов работы источника тока.

Цифровой датчик температуры DS18B20 закреплен на радиаторе и позволяет контролировать температуру последнего и программно задавать алгоритм включения вентилятора охлаждения.

Для измерения напряжения используются аналоговые входы A0, A1, A2 платы Arduino Nano. Так как предусмотрено измерение напряжения до 18 вольт, то для уменьшения напряжения используются соответствующие резистивные делители — R7R8, R9R10, R11R12.

Конденсаторы C1 и C2 обеспечивают устойчивость работы встроенного в плату Arduino Nano интегрального стабилизатора напряжения. Диод VD4 защищает устройство от случайной переполюсовки внешнего источника питания.

В конструкции источника тока предусмотрено подключение встраиваемых ампервольтметров. Подключаются они к клеммным колодкам XS2 и XS4 (для каждого канала свой отдельный прибор). На Али их продается великое множество. Я использовал такой:

На схеме на контактных колодках XS2 и XS4 обозначены цвета проводников указанного ампервольтметра. При использовании других приборов необходимо их подключать в соответствии с инструкцией.

3. Конструкция устройства

Для установки электронных компонентов источника тока была разработана печатная плата размерами 100х78 мм. Плата была разведена в программе Sprint Layout 5.0. Ниже на фото показана плата с установленными компонентами. Часть компонентов схемы установлено со стороны печатных проводников с обратной стороны платы. Транзисторы установлены на общем радиаторе через теплопроводящие прокладки НОМАКОН. Транзисторы находятся под радиатором в горизонтальном положении. Там же под радиатором закреплен датчик температуры DS18B20. Скачать файл платы в формате Sprint Layout 5.0 можно в конце статьи.

Подключение транзистора к Ардуино

Подключение полевого транзистора ► рассмотрим самый простой способ подключения мотора к Arduino – использование транзистора для управления двигателем.

Подключение полевого / биполярного транзистора к Arduino — рассмотрим на этом занятии устройство и применение транзисторов в электронной автоматике. Запрограммируем работу мотора постоянного тока в зависимости от показаний датчика влаги или фоторезистора. Вспомним использование операторов if, else и рассмотрим тип данных — unsigned int, который часто используется в языке C++.

Устройство и принцип работы транзистора

Транзистором называется полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления и генерирования электрических колебаний. Транзисторы являются ключами (кнопками) в сетях с постоянным током. Биполярные транзисторы могут управлять электрической цепью до 50 В, полевые транзисторы могут управлять приборами до 100 В (при напряжении на затворе 5 В). В сетях с переменным током использую реле.

Фото. Устройство полевого и биполярного транзистора

При отсутствии напряжения на базе или затворе транзистора, эмиттерный и коллекторный переход находятся в равновесия, токи через них не проходят и равны нулю. Таким образом, подавая на базу биполярного транзистора напряжение в 5 В, мы можем включать электрические цепи до 50 Вольт. Сегодня этот полупроводниковый элемент встречается почти в любом устройстве (в телефоне, компьютере и т.д.).

Транзисторы являются основой для построения микросхем логики, памяти и микропроцессоров компьютеров. Транзистор — это электронный элемент из полупроводникового материала, обычно с тремя выводами, позволяющий с помощью входного сигнала управлять током высокого напряжения. Использование транзистора — это наиболее простой способ подключения к Ардуино мотора постоянного тока.

Как подключить транзистор к Ардуино

Подключить мотор постоянного тока напрямую к цифровым или аналоговым портам Arduino не получится. Это обусловлено тем, что пины на плате Ардуино не способны выдавать ток более 40 мА. При этом мотору постоянного тока, в зависимости от нагрузки, необходимо сотни миллиампер. Потому и возникает потребность управления электрической цепью высокого напряжения транзистором или Motor Shield L293D.

Для занятия нам понадобятся следующие детали:

  • плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
  • макетная плата;
  • 1 биполярный транзистор;
  • 1 мотор постоянного тока;
  • 2 резистора от 1 до 10 кОм;
  • провода «папа-папа» и «папа-мама».

Схема подключения мотора постоянного тока к Ардуино

Соберите электрическую цепь, как на рисунке выше. Если присмотреться к сборке на макетной плате, то вы заметите, что транзистор играет роль кнопки. Если кнопка замыкает электрическую цепь при нажатии на толкатель, то транзистор начинает пропускать ток при подаче напряжения на базу. Таким образом, мы можем сделать автоматическое или полуавтоматическое управление мотором на Ардуино.

Скетч. Управление мотором через транзистор

Если вы заметили, то это скетч из занятия — Включение светодиода на Ардуино. С точки зрения микропроцессора абсолютно не важно, что подключено к Pin13 — светодиод, транзистор или драйвер светодиодов для Светового меча на Ардуино. Обратите внимание на то, что резистор R1 подтягивает базу транзистора к земле, а резистор R2 служит для защиты порта микроконтроллера от перегрузки.

Скетч. Управление мотором от датчика

Скетч управления двигателем постоянного тока на Ардуино можно написать по-другому. Добавим в схему фоторезистор и сделаем автоматическое включение мотора при снижении уровня освещенности в комнате. Можно также использовать датчик уровня жидкости или любой другой датчик. В скетче мы используем операторы if и else для управлением (включением/выключением) мотора постоянного тока.

Управление двигателем постоянного тока на Arduino UNO

Arduino, AVR и просто интересные проекты

понедельник, 18 февраля 2013 г.

Система мониторинга потребления электричества

Сегодня мы построим систему, которая позволит измерять текущую потребляемую электрическую мощность в доме/квартире.

Особенностью этой системы будет то, что для измерения не потребуется никакого вмешательства в силовую электрическую сеть (неинвазивный метод).
Более того, сделаем эту систему беспроводной (необязательно, но очень просто и полезно).

Использовать будем вот такой датчик:

Этот датчик просто одевается на силовой провод (обязательно на один провод!) и имеет токовый выход, уровень сигнала с которого прямо пропорционален протекующему через силовой провод току. Датчик позволяет измерить ток до 100А.

Как и в предыдущей статье, мы будем использвать комплектующие серии Grove. Нам понадобится:

  • Ардуино нано (или любой клон) с 168 или 328 “камушком” – 1шт.
  • RF-кит (приемник и передатчик) на частоту 433МГц (серии Grove) – 1 шт.
  • Беспаечная макетная плата – 1 шт.
  • Перемычки и кабель для подключения RF-приемника.

Аппаратная конфигурация

  • Выход датчика тока – на вход A0
  • Модуль кнопки – D5
  • RF-передатчик – D2
  • OLED-дисплей – к шине IIC (SDA – A4, SCL – A5).

Программная часть

  1. С помощью дисплея просим пользователя подключить датчик (пока датчик на кабель не одеваем) и после этого – нажать на кнопку
  2. Прибор производит измерение “нулевых” значений (которые на самом деле – ненулевые), высчитывает среднее значение и запоминает его как поправочное значение (переменная delta)
  3. Предлагаем пользователю подключить датчик на провод и подтвердить свое действие нажатием на кнопку.
Датчик лучше подключить после стабилизатора питания

Наиболее внимательные из вас могут сказать, что использование в формуле значения текущего напряжения (220) – не совсем хорошо, ведь напряжение может отличаться от “стандартного” и правильнее было бы его тоже измерять. Это правильное замечание, но мы будем считать, что напряжение соотвествует ГОСТ и его колебания находятся в пределах +5% и просто смиримся с тем, что погрешность нашего прибора будет примерно на этом же уровне. Так же для большей точности рекомендуем использовать этот прибор после стабилизатора напряжения.

Архив с полным кодом скетча (mon_pow_oled_rf) и всеми необходимыми библиотеками находится в файле, ссылка на который приведена в конце статьи.

Беспроводная передача данных

  1. Grove ” стартовый набор ” (или расширенная версия “стартовый набор плюс”)
  2. Набор перемычек
  3. Набор электронных компонентов 20в1

Автор: Ustas на 08:37

Действия:

4 комментария:

Приветствую.
Попробовал использовать шилд Energy Monitor Shield
При компиляции вываливаются ошибки. Подскажите где поправить

Что такое электронная нагрузка:
общая информация, для чего они используются и какие бывают

Содержание страницы:

Краткое вступление

Общая информация

Для чего используются

Какие бывают

Видеообзор

Ещё по этой теме

“Техэнком” в соцсетях:

Краткое вступление

При тестировании вторичных источников электропитания (преобразователей напряжения, блоков питания и др.) и некоторых типов первичных источников электропитания (аккумуляторов, солнечных батарей и др.) широко используются электронные нагрузки. Этот материал поможет получить основные сведения о современных электронных нагрузках, их разновидностях и решаемых с их помощью задачах.

Общая информация об электронных нагрузках

Электронная нагрузка – это прибор, предназначенный для имитации различных режимов работы реальной электрической нагрузки. При этом электронная нагрузка может работать в нескольких режимах потребления. К наиболее распространённым относятся: режим постоянного сопротивления, режим постоянного тока потребления, режим постоянной мощности и режим стабилизации напряжения. Также большинство моделей электронных нагрузок поддерживают режим изменения своего состояния по списку заданных пользователем значений, что позволяет реализовать сложные алгоритмы тестов, максимально соответствующие работе проверяемых устройств в реальных условиях.

Основные режимы работы электронных нагрузок.

Для чего используются электронные нагрузки

Основная задача электронных нагрузок – это тестирование различных источников электропитания: аккумуляторов, батареек, блоков питания, преобразователей напряжения, регуляторов и стабилизаторов напряжения, солнечных батарей, генераторов и других подобных устройств. Для проведения тестирования, электронную нагрузку подключают к проверяемому источнику электропитания и запускают один или несколько тестов. При этом, электронная нагрузка ведёт себя как реальная нагрузка: например меняет своё сопротивление по заданному алгоритму, имитирует большие стартовые токи запуска, короткое замыкание и прочие заданные Вами условия. Во время проведения теста, электронная нагрузка непрерывно измеряет напряжение, ток и потребляемую мощность.

Примеры устройств, для проверки работы которых применяют электронные нагрузки.

Большинство электронных нагрузок содержат точный мультиметр, измеряющий напряжение, ток и мощность, потребляемую нагрузкой. Некоторые модели могут выполнять нормированный разряд аккумуляторов и батареек, измеряя реальную ёмкость элемента питания в Ампер-часах. Многие модели также могут управляться при помощи компьютера, что позволяет использовать их в составе автоматизированных контрольно-измерительных комплексов.

Задняя панель маломощной электронной нагрузки серии IT8800 с интерфейсными разъёмами для подключения к компьютеру.

Какие бывают электронные нагрузки

Большинство серий электронных нагрузок предназначены для тестирования источников питания постоянного тока (аккумуляторов, блоков питания, солнечных батарей и др.), типичные примеры: серия ITECH IT8500+ и серия ITECH IT8800. Для тестирования источников питания переменного тока (инверторов, источников бесперебойного питания, трансформаторов и др.) выпускаются специализированные AC/DC электронные нагрузки переменного и постоянного тока, типичный пример: серия ITECH IT8615.

Конструктивно серийные электронные нагрузки изготавливаются в приборных корпусах. Размер и масса корпуса напрямую зависят от максимальной мощности, которую может рассеивать нагрузка. Самые маломощные модели могут рассеивать около 100 Вт и помещаются в небольших компактных корпусах, как например модель IT8211 рассчитанная на 150 Вт.

Типичная маломощная электронная нагрузка
(модель ITECH IT8211, максимальная мощность 150 Вт).

Более серьёзные модели, как например пятикиловаттная нагрузка ITECH IT8818B, могут монтироваться в промышленную стойку и весят 40 и более килограмм.

Типичная мощная электронная нагрузка
(модель ITECH IT8818B, максимальная мощность 5 кВт).

Также выпускаются модели, которые могут рассеивать десятки и даже сотни киловатт. Чтобы увидеть варианты конструктивного исполнения электронных нагрузок разной мощности, посмотрите серию ITECH IT8800.

Иногда, для удешевления, вместо электронной нагрузки используют реостат (мощный переменный резистор). Использование реостата при тестировании силовых устройств связано с такими ограничениями:
– отсутствие режима постоянного тока потребления;
– отсутствие режима постоянной мощности;
– отсутствие режима стабилизации напряжения;
– отсутствие режима изменения состояния по списку заданных значений;
– отсутствие автоматизации работы;
– значительная индуктивность реостата;
– необходимость использовать дополнительный вольтметр и амперметр.
Поэтому вместо устаревших методов тестирования, эффективнее и в конечном итоге дешевле применять современную контрольно-измерительную аппаратуру, специально разработанную под конкретную задачу.

Использование хорошей электронной нагрузки позволяет существенно упростить и ускорить процесс тестирования любых источников электропитания, а также сделать этот процесс безопасным и эффективным.

Видеообзор электронных нагрузок

В этом видеосюжете мы рассмотрим общую информацию о том, что такое электронные нагрузки, для чего они используются и какие бывают.

Основные сведения об электронных нагрузках и решаемых с их помощью задачах.

Дополнительная информация по этой теме

Мы специально не перегружали эту статью техническими деталями устройства электронных нагрузок и подробным описанием их опций. Всё это Вы можете подробно прочитать на страницах отдельных серий электронных нагрузок.

Если Вам необходима подробная информация по ценам или техническая консультация по выбору оптимальной электронной нагрузки для Вашей задачи, просто позвоните нам или напишите нам по E-mail и мы с радостью ответим на Ваши вопросы.

Поделиться в соцсетях:

Электронные нагрузки
Лабораторные блоки питания
Осциллографы и пробники
Мультиметры
Приборы для лаборатории и промышленности
Технологии и решения
Контрольно-измерительные приборы (все категории)
СВЧ измерения, мобильная связь и радиомониторинг
Анализаторы спектра
Векторные анализаторы цепей
Генераторы высокочастотные
Полный перечень.
Волоконно-оптические
линии связи (ВОЛС)
Сварочные аппараты ВОЛС
Оптические рефлектометры
Модульные платформы
Полный перечень.
Анализаторы протоколов телекоммуникаций (T&D)
Модульные платформы
Анализаторы Ethernet / IP
Анализаторы OTN / ROADM
Полный перечень.
Приборы для лаборатории
и промышленности
Осциллографы и пробники
Лабораторные блоки питания
Лабораторные мультиметры
Генераторы функциональные
Калибраторы и эталоны
Электронные нагрузки
Измерители LCR (RLC)
Логические анализаторы
Частотомеры и стандарты
Тепловизоры
Полный перечень.
Производители оборудования (брэнды)
Tektronix
Keithley
Fluke
ITECH
Agilent
AMETEK
Все производители.
Технологии и решения
Как выбрать осциллограф
Все разделы.
Услуги
Сервисный центр
Техническая поддержка
Поиск и подбор оборудования
Сертифицированное обучение
Проведение измерений
Монтаж и сварка ВОЛС
Полезная информация
Анонсы и новинки
Выставки и мероприятия
Партнерская программа
Карта сайта
О компании
Контакты

Если Вы не нашли интересующее Вас оборудование, обращайтесь к нам и наши специалисты сами проведут поиск, подберут аналоги и проконсультируют по вариантам комплектации. При подборе будут учтены все Ваши требования к точности, надежности и стоимости.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector