Электронная нагрузка

от
Железо   нагрузка, proteus, attiny, avrstudio

Всех приветствую :) Это статья не будет как таковой от слова совсем. Учить кого-то я в ней не буду, поскольку она растянется просто до бесконечности. Здесь можно будет посмотреть как я мучился с изготовлением электронной нагрузки.

Когда ты более-менее занимаешься радиоэлектроникой или ремонтом техники, периодически нужно испытывать всякие блоки питания, DC-DC преобразователи, аккумуляторы и тд. Раньше для этой цели я использовал автомобильные лампы: для маленькой нагрузки - из плафона освещения, для большой - из фар. Понятно что это неудобно - нужно подбирать лампы, и выше 14 вольт ничего испытывать нельзя - лампы сгорали.

Я взял за основу наверное самую распространенную схему на lm324 + куча полевиков:
1543947446_bandicam-2018-12-04-21-09-59-064.jpg
Взято из интернета, одна из первых попавшихся картинок.

Схема простая и масштабируемая - на одну микросхему lm324 можно повесить 4 транзистора, не хватает 4-х - бери две (3,4,5,100500) lm-ки и так до бесконечности.
Единственное что мне хотелось добавить от себя - это умное охлаждение - чтоб кулер вращался пропорционально температуре на транзисторах. И вот об этом будет статья.

Перерисовывем схему в Протеусе и проверяем ее там - все отлично работает:
 2020-03-13 17.24.jpg
Поскольку рассмотреть тут ничего не выйдет - ловите проект протеуса.
test_load_no_cooler.zip
  Там даже в комплекте первая версия разводки платы - она сейчас трудится на работе и проверяет блоки питания.

Теперь нужно разобраться с охлаждением. Для начала я взял термопару, операционник, attiny13 и написал для нее прошивку. Суть такова - операционный усилитель lm324 усиливает сигнал с термопары и подает ее на вход АЦП в attiny13, а та уже управляет полевиком через драйвер, который управляет кулером.
 2020-03-13 17.35.jpg
Ну и по традиции схема, проект Протеуса, прошивка для attiny13 и исходник прошивки.
протеуса - ШИМ + термопара.zip
Attiny13 -ШИМ + Термопара.zip

Исходный код

И знаете в чем прикол? Отдельно все работает прекрасно - нагрузка рассеивает энергию в тепло, а attiny при выключенной нагрузке отлично следит за температурой, но как только все это объединяешь - включаешь нагрузку, даешь каких 2 ампера - и кулер стоит колом. И вот тут я может неделю втыкал и смотрел какого лешего ничего не работает. Слабым местом оказался операционный усилитель, он то-ли наводки какие ловит от нагрузки, но отказывается усиливать сигнал. В общем я психанул и переделал всю схему на датчик DS18B20 - он цифровой и там операционник просто не нужен.

Единственное с чем возникли сложности - это с прошивкой. В attiny13 можно запихнуть только 1кб, поэтому пришлось отрезать самое необходимое от либы ардуино, а не юзать все целиком. Но часик времени и все готово.
2020-03-13-17.54.jpg
Проект и прошивка + исходник:
+DS18B20.zip
test_pwm_ds18b20.zip
Исходник

В итоге обьединяем это все в протеусе, добавляем еще 2 транзистора, и получаем уже огромную схему. Ну и пытаемся все это развести на плате, да еще не абы как, а так чтоб стал кулер:
2020-03-13-18.jpg

А так выглядит разводка платы. Таки вечерок пришлось посидеть:
 2020-03-13 16.54.13.png

Травим ЛУТом нашу плату:
DSC_0001.JPG

И начинаем собирать. Единственное скажу как компонавались транзисторы. Был взят неисправный процессор АМД, скальпирован. Немного обточена крышка, в ней просверлено 6 отверстий, там нарезана резьба. И все 6 транзисторов прикручены к ней. В итоге получаем конструкцию, к которой по дефолту потходит любой кулер для амд. Кулер можно брать любой 2 или 3 пиновый. 4-х пиновые НЕ ПОДОЙДУТ, поскольку там полевик встроен уже в кулер и управлять им ШИМом так не получится.
DSC_0003.JPG
DSC_0007.JPG

Ну и собираем все до кучи, подключаем китайский вольтметр-ампреметр, калибруем его и проверяем на работоспособность всю конструкцию - и вуаля:
DSC_0006.JPG
DSC_0008.JPG

Ну и все окончательные исходники проекта в одном архиве:
Электронная_нагрузка.zip

PS: Прошивка писалась в AVRStudio 4
PPS: Чем воротить все это, проще заказать кит из китая, но мы легких путей не ищем. Плюсом за наши старания будет пассивный режим работы при низкой нагрузке.

Может быть потом я таки соберусь и сделаю цикл уже полезных статей о работе в протеусе, о том как правильно дрыгать полевиком, как начать работать с AVR (В частности моей любимой attiny13) и всем прочем. Не теряйте надежды! :hack:
+8   8   0
216