Zasilacz
Zasilacz
sterowany
sterowany
2655
2655
komputerowo
komputerowo
Do czego to służy? jest ok. 5 razy na sekundę. Model wyposaży- niom jakie napotka w pracowni niejednego
Zasilaczy na łamach EdW było już wiele  łem w niewielki transformator TS6/40 z my- elektronika.
i słusznie. Jest to bowiem jeden z najbardziej ślą o zastosowaniu go do zasilania głównie
niezbędnych przyrządów w pracowni elek- układów mikroprocesorowych i cyfrowych Jak to działa?
tronika. Zbigniew Raabe powiedział kiedyś nie czerpiących prawie nigdy więcej niż Schemat ideowy układu przedstawiony jest
przy opisie takowego, że koncepcji budowy 300...500mA prądu. Nic nie stoi jednak na na rysunku 1. Pomimo dość dużej liczby
zasilaczy jest tyle, ilu jest na świecie elektro- przeszkodzie, aby zastosować większy trans- elementów sposób funkcjonowania zasilacza
ników. Na różne okazje potrzebne są różne formator i duży radiator na układzie LM317 jest w sumie bardzo prosty. Komunikuje się
zasilacze. Poza tym wiem z doświadczenia,  taki zasilacz mogący dostarczyć prądu po-
że dobrych zasilaczy nigdy za wiele. Dziś ja nad 1A sprosta chyba wszystkim wymaga- Rys. 1 Schemat ideowy
chciałbym zaproponować Czytelnikom bu-
dowÄ™ niecodziennego zasilacza sieciowego,
przydatnego zwłaszcza przy pracy nad ukła-
dami mającymi współpracować z kompute-
rem czy też wszelkimi systemami mikropro-
cesorowymi. Gdy pracujemy nad takim ukła-
dem, cały czas używamy komputera  zwy-
kle budowa części sprzętowej jest prosta lub
wręcz banalna, a cały trud polega na napisa-
niu programu dla mikrokontrolera lub PC-ta.
Do zasilania wykorzystujemy jakiÅ› zasilacz,
ale rzadko bywa tak, że jest on pod ręką
i wszelkie manipulacje przy nim sÄ… utrudnio-
ne. Zwłaszcza w sytuacji, gdy  pracownia
elektronika hobbysty to skromny stolik mo-
gący pomieścić komputer, opracowywany
układ, parę narzędzi i ... niewiele więcej. Za-
silacz stoi wtedy gdzieÅ› w rogu lub wetkniÄ™-
ty jest w nie zawsze wygodnie położone
gniazdko. Pomyślałem, że byłoby czymś nie-
zwykle wygodnym mieć dostęp do zasilacza
z poziomu komputera PC. Chcemy zaprogra-
mować procka (bez ISP) lub dokonać zmian
wukładzie  jedno kliknięcie i zasilacz jest
wyłączony, możemy bez obaw wyjąć układ
z podstawki. Po dokonaniu zmian klikamy
i układ jest znów zasilany. Chcemy zmienić
napięcie  klikamy na odpowiedni przycisk
i ... no, myślę że wystarczy już tej wyliczan-
ki i Czytelnicy zgodzą się ze mną, jak uży-
teczny może być taki niezwykły zasilacz.
Oprócz możliwości zmiany napięć oferuje on
stałą kontrolę napięcia wyjściowego, które
obrazowane jest na  wyświetlaczu w głów-
nym oknie programu. Wynik aktualizowany
Elektronika dla Wszystkich
51
on z komputerem za pomocą portu szerego- rzonych okresów oraz długości trwania okre- jeśli pierwszą instrukcją programu w proce-
wego, którym może być dowolny z portów su zegara w procesorze (ok. 1,085µs). Wynik sorze byÅ‚oby podanie na liniÄ™ P1.3...P1.6 sta-
COM1...COM4 (jest wybierany przy urucho- trafia na  wyświetlacz . Tak wygląda komu- nów niskich, to i tak przez krótki czas byłyby
mieniu programu w PC-cie). Do konwerto- nikacja w kierunku procesor - komputer. tam stany wysokie, a to spowodowałoby wy-
wania napięć w jedną stronę wykorzystałem W drugą stronę jest ciekawiej, bo przesy- stąpienie na wyjściu zasilacza przez mniej
zwykły wzmacniacz operacyjny TL081. Pra- łanych jest kilka rodzajów informacji. Rysu- więcej ten czas maksymalnego możliwego do
cuje on tu w roli komparatora, a do jego zasi- nek 2 zawiera przykładowy zrzut z ekranu uzyskania z danym transformatorem napię-
lania użyte są linie RTS i DTR, na które głównego okna programu Zasilacz.exe. cia. Układ U8 zapobiega wystąpieniu takiego
w chwili otwarcia portu podawane są prze- niekorzystnego zjawiska  tuż po włączeniu
ciwne stany. Konwersję w drugą stronę za- Rys. 2 Główne okno programu zasilacza na wyjściu pojawia się ok. 1,4V.
pewnia prosty bufor z tranzystorem T1. Zasilacz.exe Po wciśnięciu przycisku ON zasilacz jest
Działanie całości jest następujące: przez cały włączany. Komputer otwiera port, po czym
czas (co ok. 200ms) procesor U2 wysyła do wysyła liczbę 15 (włącz 1,4V na wyjściu)
komputera informację o napięciu wyjścio- oraz liczbę 176 odpowiadającą rozkazowi 11
wym. Robi to  na ślepo , nie zastanawiając i argumentowi 0. Ponowne wciśnięcie tego
się, czy została odebrana, czy nie. Informację przycisku wyłączy zasilacz - zaowocuje mia-
tę uzyskuje za pośrednictwem, ośmielę się nowicie wysłaniem liczby 15, potem 208
użyć tego słowa, rewelacyjnego układu U3 (rozkaz 13) i zamknięciem portu. Skąd takie
typu LM331. Pracuje on w typowej aplikacji dziwne liczby? A no z nikąd  ich wartość
przetwornika U/F z wyjątkiem włączenia re- jest zupełnie nieistotna, ważne żeby były uni-
zystorów R13 i R14 zamiast jednego rezysto- kalne. Jeśli procesor odbierze liczbę 176, to
ra na wejściu. Tworzą one dzielnik przez dwa, Obecny jest na nim wspomniany wyświe- podaje na nóżkę P3.7 stan niski, jeśli 208 
potrzebny ze względu na fakt, że zakres do- tlacz, 9 przycisków służących do wyboru na- stan wysoki. A do portu P3.7 ... nic nie jest
puszczalnych napięć wejściowych tej kostki pięć, przycisk on/off, mały checkbox oraz podłączone! Jedynie napis REL sugeruje, że
wynosi w przybliżeniu 0...Uzas-2V, co przy oczywiście help i about. Do czego służy ów chodzi o jakiś przekaz
nik. Dlaczego jednak
Uzas=15V daje wartości 0...13V. To stanow- checkbox wyjaśnię póz
niej, teraz jedynie nie ma go na schemacie i płytce drukowanej?
czo za mało. Dzięki R13 i R14 możliwe jest przepraszam obrońców ojczyzny - polszczy- Otóż na tym etapie projektowania zasilacza
mierzenie napięć z zakresu ok. 0...25V, co jest zny, ale taki termin chyba najlepiej oddaje powstał mały dylemat. Nasz zasilacz trzeba
wręcz idealne w naszym zastosowaniu. War- pełnioną funkcję ( miejsce służące zaznacze- jakoś włączać i wyłączać, ściślej  dołączać
tości tych rezystorów zostały zgodnie z prostą niu pewnej opcji lub coś podobnego mało i odłączać od niego zasilany układ. W najpros-
zasadą Thevenina dobrane tak, aby układ U3 mnie pociąga)  dla równowagi w helpie (ha! tszym przypadku można by realizować wyłą-
 widział rezystor o zalecanej wartości mniej znów angielskie określenie) użyłem niezbyt czanie, podając po prostu na wyjście naj-
więcej równej 100k&!. Choć w modelu uży- trafnego słowa  opcja . To samo dotyczy mniejsze z możliwych napięć, co zresztą jest
łem zamiennika kostki LM331 o nieco gor- użytego wcześniej określenia baudrate. Wci- czynione. Zgodzicie się jednak wszyscy, że
szych parametrach  układu XR4151  uzy- śnięcie jednego z przycisków wyboru napięć uznanie urządzenia, na którym występuje na-
skane wyniki i tak przeszły moje oczekiwa- lub włącznika/wyłącznika powoduje wysłanie pięcie sporo ponad 1V, za odłączone od zasi-
nia, mogę z czystym sumieniem polecić ten przez komputer jednego bajtu, w którym lacza jest grubą przesadą. Nasuwa się więc
układ wszystkim jako alternatywne rozwiąza- starsza połówka stanowi rozkaz mówiący użycie przekaz
nika włączonego w obwód
nie przetwornika analogowo-cyfrowego. Po procesorowi co ma zrobić, a młodsza to argu- wyjścia zasilacza. Popularne przekaz
niki
szczegóły odsyłam do EdW12/2000 i 1/2001 ment tego rozkazu. Procesor U2 odbiera ten przeznaczone do pracy przy napięciu sieci
oraz na stronę internetową EdW  są tam no- bajt w procedurze obsługi przerwania 230V nie są dobrym rozwiązaniem, bo czer-
ty aplikacyjne wymienionych układów. UART-a i - zależnie od jego wartości - odpo- pią zwykle 50...150mA. Najlepszy byłby
Współczynnik przetwarzania wynosi wiednio reaguje. Jeśli zmieniamy napięcie przekaz
nik małosygnałowy ze względu na
1kHz/V, a więc napięcie wyjściowe zasilacza wyjściowe, rozkaz wynosi zero a argument dużą rezystancję cewki, a co za tym idzie 
w woltach jest dwukrotnie (dzielnik) większe określa, które napięcie wybieramy i przyjmu- mały pobór prądu. Jednak przekaz
niki takie
od częstotliwości przebiegu na nóżce 3 U3 je wartości od 6 (napięcie numer 9  regulo- cechują się zadziwiającym wręcz zróżnico-
wyrażonej w kilohercach. Jest to wyjście ty- wane P10) do 14 (napięcie numer 1 regulo- waniem rozkładów wyprowadzeń i ich liczbą.
pu otwarty kolektor, co załatwiło problem wane P2). Wysłanie liczby 15 powoduje po- Poza tym z doświadczenia wiem, że są one
z dopasowaniem napięć ze strefy 15V do łączenie nóżki ADJ układu U1 z masą, oczy- znacznie trudniej dostępne niż ich duzi kole-
5V . Procesor (za pomocą pozostałego Time- wiście przez jeden z tranzystorów układu U4. dzy, zwłaszcza w niewielkich sklepach elek-
ra0  Timer1 wytwarza baudrate dla portu) Powoduje to podanie na wyjście zasilacza tronicznych w małych miastach. Gdybym
mierzy czas trwania 50 okresów tego prze- najmniejszego możliwego napięcia, z więk- więc zastosował jakiś konkretny typ lub na-
biegu i wysyła wynik (najpierw starszy a po- szością kostek 74LS145 równego ok. wet dodał w miarę uniwersalne miejsce na
tem młodszy bajt Timera0) przez port szere- 1,4V (1,25V + napięcie kolektor-emiter tran- płytce, to i tak istniałoby wiele typów wręcz
gowy. Następnie czeka 200ms, znowu mie- zystora). Jak widać, liczby 14...6 są dokład- idealnie się tu nadających pod względem pa-
rzy i wysyła - i tak w kółko. Nie interesuje go nym zanegowaniem liczb 1...9. Jest tak ze rametrów, które trzeba by wlutować  na dru-
przy tym, czy dane zostały odebrane  opisa- względu na obecność w zasilaczu bramek tach lub na oddzielnej płytce. Ostatecznie
na transmisja ma miejsce stale, nawet bez z układu U8. Wielu zapyta, po co zastosowa- uznałem, że na płytce drukowanej zasilacza
względu na to, czy port jest otwarty, czy nie. łem tę kostkę, skoro negacja ta jest tu zupeł- nie będzie przekaz
nika. Konkretny typ jaki
Komputer może te liczby odebrać i zinterpre- nie niepotrzebna, a nawet gdyby była po- zastosujecie należy zamontować na niewiel-
tować lub zignorować  wedle  uznania . Je- trzebna, to z dziecinną łatwością można ją kim kawałku płytki uniwersalnej wraz z tran-
śli program Zasilacz.exe jest uruchomiony zrealizować programowo? Otóż po włącze- zystorem (-ami) sterującym i (koniecznie!)
i port jest otwarty, przychodząca informacja niu urządzenia do sieci układ U2 jest reseto- diodą likwidującą przepięcia. Na płytce są
jest przez komputer przetwarzana z uwzglę- wany, co jak wiadomo, powoduje podanie na stosowne punkty do pobrania napięć
dnieniem dzielnika przez dwa, liczby mie- wszystkie porty stanów wysokich. Nawet 5V i 15V oraz punkt REL. Przykładowo
Elektronika dla Wszystkich
52
 w modelu zastosowałem tani (2,50PLN) poczęciem tego procesu ukazuje się ostrze- wości należy wybrać potencjometr o ma-
i prosty przekaz
nik JZC pobierający przy no- żenie, mające na celu ustrzec ich przed skut- łej wartości w porównaniu ze współpracują-
minalnym napięciu 12V prąd 30mA. Nie jest kami pomyłki. Przy zastosowaniu przeka- cym rezystorem (zwiększy to precyzję regu-
to może element o jakichś rewelacyjnych pa- z
nika ostrzeżenie to tylko niepotrzebnie de- lacji), aby tylko suma ich rezystancji gwaran-
rametrach, ale nadaje się tu całkiem niez
le. nerwowałoby użytkownika  w takim przy- towała uzyskanie potrzebnego napięcia. Dla
Jest zasilany z wyjścia 15V poprzez szerego- padku należy je wyłączyć, zwierając do ma- leniwych w wykazie podaję wyliczone war-
wÄ… diodÄ™ LED, co daje na cewce przekaz
ni- sy nóżkę 14 procesora U2 (P1.2). Nie pole- tości dla kilku popularnych napięć ustawio-
ka napięcie troszkę ponad 12V. Diodę można cam takich praktyk, gdy w układzie przeka- nych w modelu.
przy okazji wykorzystać w roli kontrolki. z
nika nie ma. Obecność przekaz
nika jest Uruchomienie sprowadza siÄ™ do wyregu-
Sterowanie odbywa się za pomocą dwóch niemal obowiązkowa. lowania przetwornika U/F za pomocą helitri-
tranzystorów NPN włączonych jeden za dru- Na koniec wyjaśnienie funkcji małego ma P1. W tym celu należy uruchomić pro-
gim w konwencji wspólnego emitera. W ob- checkboksu znajdującego się po lewej stronie gram Zasilacz.exe  po skanowaniu na przy-
wodzie kolektora drugiego z nich jest przeka- panelu z przyciskami. Jego zaznaczenie ciskach pojawią się przypadkowe wartości.
z
nik i dioda. Pierwszy pełni rolę bufora mię- znacznie ułatwia proces regulacji zasilacza  Na dowolnym kanale trzeba ustawić napięcie
dzy dwiema strefami napięć (5V  15V) oraz sprawia, że po wybraniu któregokolwiek ok. 20V lub inne będące w okolicy najwięk-
inwertera  dzięki niemu przekaz
nik jest włą- z napięć wartość poprzednio ustawionego na- szego napięcia jakie chcemy uzyskać z na-
czany, gdy na P3.7 panuje stan niski, a nie pięcia kopiowana jest na odpowiadającym szego zasilacza (ostatecznie może to być
wysoki. DysponujÄ…c przekaz
nikiem na mu przycisku. Dzięki temu bez konieczności wręcz dowolne stosunkowo spore napięcie -
5V wystarczy tu jeden typowo włączony ponownego skanowania widać, które napię- liniowość LM331 okaże się i tak wystarcza-
tranzystor PNP. cia są już wyregulowane, a które jeszcze nie. jąco dobra).
No cóż  omówienie programu rozpoczą- Podczas normalnej pracy opcja ta powinna
łem niejako od końca. Nie wspomniałem być odznaczona, gdyż jedynie przeszkadza- Ciąg dalszy na stronie 57.
o ważnym zjawisku mającym miejsce zaraz łaby, fałszując napisy przy szybkim przełą-
po jego uruchomieniu  o skanowaniu wyj- czaniu napięć. Przyczyną jest niezbyt duża
ścia zasilacza. Skanowanie służy umieszcze- szybkość zmian napięcia na wyjściu U1 po
Wykaz elementów
niu na przyciskach odpowiadających im skokowej zmianie rezystancji pomiędzy koń-
wartości napięć. Polega ono na tym, że kom- cówką ADJ a masą. Rezystory:
R
e
z
y
s
t
o
r
y
:
R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200&!
puter wybiera kolejne napięcia (1...9) i - po
R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .240&!
odczekaniu chwili na ich ustalenie się - od- Montaż i uruchomienie
R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .560&!
czytuje ich wartości, które następnie umie- Schemat montażowy znajduje się na rysun- R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .680&!
R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1k&!
szcza na przyciskach. Użytkownik widzi ku 3. Sam montaż jest typowy. Kolejność
R6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1,5k&!
wtedy małe okienko z paskiem postępu sy- jest właściwie dowolna, najlepiej rozpocząć
R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2k&!
gnalizującym zaawansowanie skanowania. go od zworek i podstawek pod układy scalo- R8,R9,R10 . . . . . . . . . . . . . . . .dobrać zależnie od potrzeb
R11,R17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k&!
Proces może być wkażdej chwili przerwany, ne. Zależnie od wartości napięć jakie chcemy
R12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6,81k&! 1%
ale nie w połowie kroku. Dzięki skanowaniu uzyskać, należy wlutować rezystory
R13,R14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220k&!
przy starcie programu informacja na przyci- R2...R10 i potencjometry P2...P10 o odpo-
R15,R16,R18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22k&!
R19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12k&!
skach jest zawsze aktualna. Choć trwa ono wiednich wartościach, zgodnie z prostym
P1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .helitrim 5k
ok. 5s, nie jest uciążliwe, gdyż występuje je- wzorem: Uwy=1,25V*(Q/200R + 1) ;
P2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47&! PR
den jedyny raz po uruchomieniu. Jeśli pod- Rn+Pn>Q>Rn ; n=2,...,10. W miarę możli-
P3,P4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100&! PR
P5,P6,P7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470&! PR
czas korzystania z zasilacza okno programu
P8,P9,P10 . . . . . . . . . . . .PR (dobrać zależnie od potrzeb)
jest chwilowo niepotrzebne, nie należy go Rys. 3 Schemat montażowy
Kondensatory:
K
o
n
d
e
n
s
a
t
o
r
y
:
zamykać, tylko zmi-
C1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2200µF/25V
nimalizować  dwu- C2,C3,C13,C16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF
C4,C9,C10,C14,C15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF/25V
krotne kliknięcie na
C5,C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1µF MKT
ikonkÄ™ w Trayu na-
C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10nF MKT
tychmiast je przy- C8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2µF/16V
C11,C12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33pF
wraca. Samo skano-
C17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10µF/16V
wanie nie jest w ża-
Półprzewodniki:
P
ó
Å‚
p
r
z
e
w
o
d
n
i
k
i
:
den sposób niebez-
D1...D4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148
M1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .mostek 1,5A
pieczne dla układu
T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC548B
dołączonego do za-
U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM317T
silacza o ile zastosu-
U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89C2051
U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LM331 ( 4151)
jemy przekaz
nik na
U4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74LS145
jego wyjściu. Jednak
U5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .TL081
znajdÄ… siÄ™ pewnie ta-
U6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7815
U7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7805
cy, którzy go nie za-
U8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4011
stosujÄ…, zdajÄ…c siÄ™ na
Inne:
I
n
n
e
:
własną pamięć, aby
X1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11,0592MHz
CON1,CON2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ARK2
podczas skanowania
CON3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .DB9F
nie pozostawiać
żadnych urządzeń
podłączonych do za-
Komplet podzespołów z płytką
K
o
m
p
l
e
t
p
o
d
z
e
s
p
o
Å‚
ó
w
z
p
Å‚
y
t
k
Ä…
silacza. Ponieważ
jest dostępny w sieci handlowej AVT
j
e
s
t
d
o
s
t
Ä™
p
n
y
w
s
i
e
c
i
h
a
n
d
l
o
w
e
j
A
V
T
pamięć ludzka jest
jako kit szkolny AVT-2655.
j
a
k
o
k
i
t
s
z
k
o
l
n
y
A
V
T
2
6
5
5
.
zawodna, przed roz-
Elektronika dla Wszystkich
53