Прошивка лабораторного блока питания

Обновлено: 28.09.2022

Не так давно приобрёл паяльную станцию. Давно занимаюсь любительской электроникой, и вот настал момент когда точно осознал что пора. До этого пользовался батиным самопальным блоком, совмещавшим лабораторный блок питания и блок питания низковольтного паяльника. И вот встала передо мной проблема: паяльную станцию я ставлю, а старый блок держать ради хилого и не точного блока питания 0-30в 3А или таки купить нечто современное, с защитой по току и цифровыми индикаторами? Поползав по ебею понял что максимум что мне светит это за 7-10 тыс купить Китайский блок с током максимум в 5А. Жаба сказала своё веское «ква», руки зачесались и…

Теперь к сути. Сформировал требования к блоку: минимум 0-30В, при токах минимум 10А, с регулируемой защитой по току, и с точностью регулировки по напряжению 0.1В. И что б стало ещё интереснее — 2 канала, пусть и от общей земли. Установка напряжения должна быть цифровой, т.е. никаких переменных резисторов, только энкодеры. Фиксированные установки напряжения и запоминание — опционально.

Для индикации состояния выхода были выбраны цифровые китайские комбинированные индикаторы на ЖК, с диапазоном до 199В с точностью 0.1В и до 20А с точностью 0.01А. Что меня полностью устроило. А вот что забыл, так это прикупить к ним шунты, т.к. по наивности думал что они будут в комплекте.

Для первичного преобразования напряжения думал использовать обычный трансформатор с отводами через каждые 6В, коммутируемый релюшками с контроллера, а для регулировки выхода простой эмиттерный повторитель. И всё бы ничего, но когда узнал стоимость и габариты такого трансформатора (30В * 10А = 300вт), то понял что надо быть современнее и использовать импульсные блоки питания.

Пробежавшись по предложениям понял что ничего толкового на мои токи нет, а если и есть, то жаба категорически против. В связи с этим пришла мысль попробовать использовать компьютерные блоки питания, коих всегда у любого ITшника предостаточно. Были откопаны блоки по 350Вт, что обещало 22А по +5В ветке и 16А по 12В. Пробежавшись по интернету нашёл много противоречивых мнений по поводу последовательного соединения блоков, и нашёл умную статью на Радиокоте как это сделать правильно. Но перед этим решил рискнуть и таки взять и нахрапом соединить блоки последовательно, дав нагрузку.

… И получилось!
На фото последовательно соединены 3 блока. Де-факто на выходе 35В, 10.6А.

image

Далее возник вопрос: каким контроллером управлять. По идее ATMega328 тут идёт за глаза, но ЦАПы… Посчитав почём обойдётся хотя б 2 ЦАПа на 12 бит и посмотрев характеристики Arduino DUE с ними на борту, а так же сравнив кол-во требуемых ПИНов, понял что проще и дешевле и быстрее будет просто поставить эту ардуину в блок целиком, вместе с платой.

Постепенно на макетках родилась схема. Приведу её в общем виде, только для одного канала:

image

Схема бьётся на несколько функциональных блоков: Набор блоков питания ATX, блок коммутации БП, блок усилителя напряжения ЦАП Arduino, блок усилителя напряжения токового шунта, блок ограничения напряжения по заданному току.

Блок коммутации БП: В зависимости от заданного пользователем напряжения Ардуино выбирает какую ветку задействовать. Выбирается минимальная по напряжению ветка, на минимум +3В большая заданного. 3В остаются на неточности установки напряжения в блоках питания + ~1.2В просада напряжения на переходах транзистора + не большой запас. Одновременно задействованный ключ ветки активирует тот или иной блок питания. Например задав 24В надо активировать все 3 блока питания и подключить выход на +5в 3-го в цепочке, что даст на коллекторе выходного транзистора VT1 +29В, тем самым минимизируя выделяемую тепловую мощность транзистора.

Блок усилителя напряжения: Реализован на операционном усилителе OP1. ОУ используется Rail-to-Rail, однополярый, с большим напряжением питания, в моём случае — AD823. Причём выход ЦАП Ардуино имеет смещение нулевой точки = 0.54В. Т.е. если Вы задаёте напряжение выхода = 0, на выходе де-факто будет присутствовать 0.54В. Но нас это не устраивает, т.к. ОУ усиливает с 0, и напряжение тоже хочется регулировать с 0. Поэтому применён подстроечный резистор R1, вычитающий напряжение. А отдельный стабилизатор на -5В, вместо использования -5В ветки блока питания, используется ввиду нестабильности выдаваемого блоком питания напряжения, меняющимся под нагрузкой. Выход же ОУ охвачен обратной связью с выхода VT1, это сделано что б ОУ сам компенсировал изменения напряжения в зависимости от нагрузки на выходе.

Кстати, о AD823 из Китая по Ебею: день промучился, понять не мог, почему схема не работает от 0 на входе. Если больше 1.5В то всё становится нормально, а иначе всё напряжение питания. Уже подумав что сам дурак, нарвался на рассказ как человек вместо AD823 получил с Китая подделку. Тут же поехал в соседний магазин, купил там, поставил и… О чудо — всё сразу заработало как надо. Игра, найди отличия (подделка в кроватке, справа оригинал. Забавно что подделка выглядит лучше):

image

Далее усилитель напряжение токового шунта. Поскольку токовый шунт достаточно мощный, то и падение напряжения на нём мало, особенно на малых токах. Поэтому добавлен OP2, служащий для усиления напряжения падения шунта. Причём от быстродействия этого ОУ зависит скорость срабатывания предохранителя.

Сам предохранитель, а точнее блок ограничения тока, реализован на компараторе OP2. Усиленное напряжение, соответствующее протекаемому току, сравнивается с напряжением, установленным электронным потенциометром и если оно выше — компаратором открывается VT2, и тот сбрасывает напряжение на базе выходного транзистора, по сути выключая выход. В работе это выглядит так:

image

Теперь к тому, почему в качестве шунта у меня дроссель. Всё просто: как я писал раньше — я просто забыл заказать шунты. А когда уже собирал блок и это выявилось, то ждать с Китая показалось долго, а в магазине дорого. Поэтому не долго думая, порылся в распайке старых компьютерных блоков питания и нашёл дроссели, почти точно подошедшие по сопротивлению. Чуть подобрал и поставил. Дополнительно же это даёт защиту: В случае резкого изменения нагрузки, дроссель сглаживает ток на время, достаточное что б успел отработать ограничитель тока. Это даёт отличную защиту от КЗ, но есть и минус — импульсные нагрузки «сводят блок с ума». Впрочем, для меня это оказалось не критично.

image

В итоге у меня получился вот такой блок питания:

Надписи на лицевой части сделаны с помощью ЛУТа. Индикаторы работы блоков питания выведены на 2-х цветный светодиод. Где красный запитан от дежурных +5в и показывают что блок готов к работе. А зелёный от Power_Good, и показывает что блок задействован и исправен. В свою очередь транзисторная развязка обеспечивает гашение красного светодиода и если у блока проблема — потухнет и красный и зелёный:

image

Маленькие экраны показывают заданные параметры, большие — состояние выхода де-факто. Энкодерами вращением устанавливается напряжение, короткое нажатие — вкл/выкл нагрузки, длинное — выбор режима установки напряжения/максимального тока. Ток ограничен 12.5А на канал. Реально в сумме 15 снимается. Впрочем — на той же элементной базе, с заменой блоков питания на нечто 500-т Ваттное, можно снимать и по 20. Не знаю, стоит ли приводить тут код скетча, простыня большая и достаточно глупая, + везде торчат хвосты под недоделанный функционал вроде коррекции выходного напряжения по АЦП обратной связи и регулировки скорости вентилятора.

Напоследок, пара слов. Оказалось что Arduino DUE при включении после длительного простоя может не начать выполнять программу. Т.е. включаем плату, думаем что сейчас начнёт выполняться наша программа, а в ответ тишина, пока не нажмёшь reset. И всё бы ничего, но внутри корпуса reset нажимать несколько затруднительно.
Поискал по форуму, несколько человек столкнулось с такой же проблемой, но решения не нашли. Ждут когда разработчики поправят проблему. Мне ждать было лениво, поэтому пришлось решать проблему самому. А решение нашлось до безобразия примитивное, впаять электролитический конденсатор на 22мкФ в параллель кнопке. В результате, на момент запуска, пока идёт заряд этого конденсатора, имитируется нажатие кнопки reset. Отлично работает, прошиваться не мешает:

image

В заключение:
По-хорошему надо повесить на все радиаторы датчики температуры и регулировать скорость вентилятора в зависимости от температуры, но пока меня устроила и платка регулятора скорости вентилятора из какого-то FSPшного блока питания.

Ещё хотелось бы через АЦП обратную связь с блоком коммутации на случай залипания релюшки, а так же обратную связь по выходу, дабы компенсировать температурный дрейф подстроечных резисторов (в пределах 0.1в на больших напряжениях бывают отклонения).

А вот кнопки памяти и фиксированные настройки по опыту использования кажутся чем-то не нужным.

Я думаю, что ни одна радиолюбительская мастерская не обходиться без лабораторного блока питания. Хотя сейчас можно приобрести готовый прибор, тем не менее создание лабораторного БП своими руками не сходит с повестки дня. А готовые недорогие китайские модули и вовсе оказались очень популярными среди радиолюбителей всего мира.

Вот и я год назад приобрел такой китайский блок RIDEN DPS5005, а затем и DPS5020. В сети имеется огромное количество статей и обзоров про этот и аналогичные блоки (обзор на нашем сайте). Почти все обзоры дают очень положительную оценку китайскому изделию. Основное их преимущество - невысокая цена при хороших электрических характеристиках, а также качественная сборка и элементная база.



Однако то, как выглядит экран устройства и как работают кнопки управления меня очень разочаровало. На маленьком экране одновременно слишком много информации, что затрудняет понимание. Маленький размер цифр. Неуместные гламурные значки, клоунские цвета и журнальный шрифт как-то совсем не соответствуют техническому изделию.

Как реализовано управление кнопками, мне показалось очень неудобным. Особенно, что нужно постоянно нажимать и вращать энкодер.

Китайские БП серии RIDEN DPS могут управляться с персонального компьютера через USB или Bluetooth, для этого они комплектуются опциональными платами. Так-же производитель предлагает скачать приложение для установки на компьютер. И вот тут обнаружилась почти катастрофа. Эти приложения оказались не универсальными - каждое только для определенной модели. Само китайское приложение требует для своей работы установки сторонних компонентов гигантского размера - около 350 МБайт. Внешний вид приложения - скорее что-то развлекательное, чем серьезное.

Задачи, которые были поставлены и решены:

  • Упростить управление кнопками, сделать его более удобным и интуитивно понятным
  • Индикация на экране должна быть хорошо читаемой даже с большого расстояния
  • Индикация на экране должна отчетливо отображать текущий режим работы и состояние устройства
  • Меню настроек и параметров, а так-же дополнительная информация должны быть легко доступны пользователю
  • По возможности добавить дополнительный функционал (20 ячеек памяти, уровень разряда для мобильных БП, вращение экрана и т.д.)
  • Добавить возможность калибровки блока питания
  • Обеспечить управление через USB или Bluetooth, сохраняя совместимость с китайским протоколом.

Теперь я могу предложить радиолюбителям два совершенно бесплатных и готовых к применению продукта:

  1. Приложение DPSmaster (для Windows) - управляет всеми моделями серии RIDEN DPS как с родной китайской, так и с моей альтернативной прошивкой.
  2. Альтернативные прошивки для блоков питания DPS5005, DPS5015 и DPS5020 (позже будут и остальные)

Программа DPSmaster

Единая программа для всех моделей. Приложение представляет собой 5Mb исполняемый файл, не требующий установки и установки стороннего программного обеспечения. Программа работает с китайскими и альтернативными прошивками. Список совместимых моделей RIDEN DPS (Digital Power Suplly) :

  • DPS3003
  • DPS3005
  • DPS5005
  • DPS5015
  • DPS5020
  • DPS8012


Аккум

Аккум

engineerDRTS

Абросимов Дмитрий

Вот именно поэтому я и веду борьбу за русский язык на этом форуме.
Существует большая разница между «не, слабоват» и «не слабоват».

Я такой блок доработал, чтобы на выходе было 14.3 вольта (вместе с разборкой и сборкой у меня это заняло 20 минут).
Особенность кЕтайских ИБП в том, что фильтрующие конденсаторы использованы говённые, китайские. Если их сразу заменить на что-то вроде EPCOS, Nichicon, Rubycon и т.п. (обязательно оригинальное и серий Low-ESR или Ultra-Low ESR), то жить такой ИБП будет долго и счастливо.

Абдулла

так что шалы не стоит заморачиваться купить мотоциклетный АКБ ? и успокоиться)))

Добавлено через 2 минуты

а АКБ то не дешевле а то и дороже домой что то же аккум таскать или все ж надежней при отключении не зависнет программа из этих соображений безопасней

Абросимов Дмитрий

Кетайский блок питания от старого радиотелефона выходом 12в 1.25А. служит уже 5тый год! Ни один блок не жаловался до сих пор!

engineerDRTS

Абросимов Дмитрий

Самый экономный вариант, не есть хорошо --- преобразователь 12/220 100w + акб.
Бесперебойник ,как-то увереннее с ним работать, но дороже.

Возможности

  • Десятиоборотные ручки регулировки – используйте мышь или колесо мыши или клавиатуру, чтобы выставить напряжение и ток.
  • 7-сегментный индикатор также позволяет изменять напряжение и ток колесиком мыши или клавиатурой, когда указатель мыши находиться над цифрами индикатора.
  • Быстрый доступ к настройкам ячеек памяти и общих параметров.
  • Блокировка кнопок устройства при подключении.
  • Полнофункциональный двухканальный осциллограф с опцией автонастройки.
  • Режим автотеста с записью лог-файла (текст или документ MS Excel).

abricos33

Абдулла

Абросимов Дмитрий

Мастеровой

Абросимов Дмитрий

Я вот такой в своё время себе собрал сам, требовалась хорошая гальваническая развязка, по деньгам вышел 1500 рублей, выход 7,5-17,5 В, ограничение по току 5 А, ещё как зарядник для АКБ использую иногда.

Миниатюры:

Батыр

RentgenUral

RentgenUral

Надо брать блок питания, 2-3 ампера, хотя и одного ампера хватит. Питание от АКБ весьма опасно, и попросту непрофессионально. Как говорят: "Знал бы где упасть - соломки бы постелил". Так вот стелите соломку сразу, покупайте блок питания.

АКБ легко отдаёт в нагрузку сотни ампер, и при каком-нибудь коротком замыкании горит всё подряд. Кроме того, пары кислоты. Блок питания при КЗ не даст сгореть чему-нибудь важному и дорогому, или последствия будут намного более лёгкими.

Добавлено через 4 минуты

У меня 2.5 амперный импульсный БП, в розетку вставляется, для ноутбуков, "программируемый", то есть напряжение на выходе от 5 до 24 вольт, я выставил 14 вольт. Ранее пользовался 12-вольтовым 1-амперным, и сейчас где-то валяется про запас.

Для нормально отображения перехода с CV в CC схема индикации требует небольшой доработки. Режем дорожку между 7-й ногой ОУ LM358 и затвором VT1. Соединяем перемычкой затвор VT1 с 1-й ногой ОУ LM358. Удаляем синий светодиод с затвора. После доработки — красный загорается при срабатывании CC. Схема со всеми изменениями в конце статьи.


Два дня ушло на рисование классики. Все детали спроектированы для печати без поддержек.


Общее время печати составило около 22 часов на скорости 60мм/с. Стоимость PLA, без учета электричества и амортизации ~$5. В качестве первичного источника использовал старый БП от ноутбука фирмы HP, модель PPP017S. Выходное напряжение 18.5В, ток 6.5А. Для питания вентилятора +12В и линии USB +5В использовал MP1584. Имхо если не выдавливать из них все 3А, то за эти деньги вещь годная. Требуют напильника — 470мкФ-1000мкФ на выходе для уменьшения пульсаций. От 5 штук дешевле.


Многооборотные резисторы BOCHEN WXD3-13-2W на 10кОм, 2 штуки. Показометр DSN-VC288 — тормоз, не возможно настроить на весь диапазон 0В-100В. Врет или в начале, или в конце. Кое-как настроил на 0В-30В. По току совсем печально — ток 0.3А показывает 0.7А, ток 3.5А показывает 5.5А и регулировки не хватает скомпенсировать это безобразие. Если напряжение первичного источника «Supply Power» меньше 30В, то «Isolated Power» можно запитать от «Supply Power», что и было сделано.



Страшный сон электрика


Передняя панель

Для USB использовал такие платы. Ищутся по «Type A Female USB To DIP 2.54mm PCB Connector». Оптом от 5-10 штук дешевле.


Выставил 12В/10А и снял пульсации осциллографом с закрытым входом. В качестве нагрузки автомобильная лампочка дальнего света. Получилось 20мВ с частотой 166кГц. Отличный результат.


При выдергивании нагрузки в режиме CC, модуль не горит и не плавится. Из недостатков — на моем экземпляре не удалось выставить ниже 1.4В по напряжению и 0.3А по току. Огромная входная ёмкость кондесаторов. Еще один косяк — при минимальном напряжении 1.4В ограничение тока не работает и модуль выдает на все деньги, около 12А. Как написал в комментариях ksiman, 12А глюк устраняется добавлением резистора 100 Ом в разрыв между 2-й ногой XL4016 и выходом регулируемого делителя напряжения R9-R11-R12. Схема после всех доработок

Новые альтернативные прошивки для DPS5005. DPS5020

Главный экран. Выход отключен

  • Строгий технический дизайн.
  • Крупные цифры на дисплее.
  • Десять обычных ячеек памяти плюс ещё десять предустановленных для заряда Li-Ion батарей.
  • Меню для настроек ячеек памяти.
  • Меню общих настроек.
  • Меню калибровки.
  • Вращение экрана.
  • Индикация уровня заряда внешней батареи питания (мобильный БП).
  • Выбор цвета цифр дисплея по желанию пользователя.
  • Управление по USB (Com-port) или bluetooth.
  • Совместимо с китайским программным обеспечением.

Экран при включенном выходе
Экран счетчиков

Меню настройки ячеек памяти
Меню общих параметров
Меню восстановления
Меню соединения
Меню вращения экрана
Меню калибровки

profi-max Опубликована: 24.06.2021 0 2


Вознаградить Я собрал 1 1

Borodach

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Taras

Решается номиналом потенциометра. Используемая микросхема MAX724 способна выдавать от 2,2В до 30В. Можно и от 0 сделать.

Taras

Андрюха Boost

здравствуйте хочу приобрести источник питания для чиптюнинга подскажите какой брать есть с выходом 1ампера а есть 3 ампер с 0 до 15 вольт соотвественно но цена в разы меньше достаточно ли будет на 1ампер

RentgenUral

АКБ достался от клиента (оставил после замены на новый). на работе мне он ещё помогает для тех авто где уже посажен АКБ. да и при репроге с ноутбуком не пугает отключение электроэнергии. можно взять АКБ от бесперебойника или от шуруповерта (14,4 В).

Последние посетители 1 пользователь онлайн

Топ авторов темы

Borodach 85 постов

boris_ka 47 постов

vg155 51 постов

kuzmitch 61 постов

Популярные посты

kuzmitch

kuzmitch

Ребята, всех с праздником ПОБЕДЫ. Ну что, доделал я его наконец то И лайка БП в комплекте с ПП ИИП прилагаю, может кому пригодится ЛБП.lay6

kuzmitch

kuzmitch

30 сентября, 2021

Всем привет! Запаял ПП с Китая. Все запустилось без бубна Хотя чему бы ему не запуститься, ПП то проверенная Единственное нужно ещё плату БП для показометров нарисовать. Ну и фоточки конечно.

alexeim2005

Как обещал выкладываю итоговые материалы: 1.Результаты Фото платы кита: Фото корпуса: Фото готовых плат смотрите ранее в теме, немного скорректированные платы и с

Изображения в теме

Огонёк

Левый таймер натикивает выходы счётчика, правый включает-выключает вывод состояния счётчика. В зависимости от соотношения частот таймеров получается та или иная картина перемигивания светодиодов.

KRAB

как показывает многолетняя практика - чем больше перестраховок и неразумного соблюдения ТБ, тем больше вероятность как раз влететь под это . Главное правило - кирпич для каждого давно подвешен на ниточке на небе и судьбу не обманешь, так что не нужно дуть на молоко и списывать на "может быть" банальные проявления невнимательности и тупости. Дуя на молоко можно сдохнуть от нехватки кислорода или лопнувшего сосуда . Так что при наличии опыта, внимательности и неспешки в работе, а также мозгов - можно и не такое делать, главное ПОНИМАТЬ что это - опасно . я иногда обкатывая ИИП или что-то с питанием от сети и открытое даже на перекур выходя - кидаю сверху газету - никто не влезет, кошки - не полезут сразу мордой, если что- то рядом - никто из домашних сразу не коснется напрямую токоведущих частей , но вот вешать табличку: "Осторожно высокое напряжение!" и обносить сеткой зону ремонта, как того требует ТБ - у меня как-то не хватает ума. Я понимаю, мои знают - все спокойны . ну а дураков - теория Дарвина отсеет.

Мастеровой

Для репрога предпочтительнее акум, но в нашей работе бывает нужно иногда и 5в. Если брать лабораторник, то лучше не менее 2ампер.

Так это может и адаптер делать. К примеру, при репроге Daewoo Nexia с IEFI-6 через колодку диагностики про 5В не вспоминаю. На сам адаптер подаю 14В (АКБ от шуруповерта).

Согласен, однако регулируемое постоянное напряжение от 0 до 15В много где может пригодиться. Не давний пример, лежала у меня в уголке кучка РН от генераторов, как то срочно понадобился рабочий, по схеме подключил лампочку и из кучи нашёл рабочий и всё благодаря лабораторнику.

RentgenUral

Не, так не пойдет. Весь народ возит в машине запасное колесо, почему бы не возить запасной аккумулятор?
Ну а если очень хочется проверить регулятор, можно последовательно батарейку подцепить, да хоть пять батареек, напруга будет ого-го.

Читайте также: