60 (91)

TECHNIKA

NAGŁOŚNIENIOWA

WW1AM

8.08U . 8.tum p=g<gh! 0=0^nu U	Rys. 2
Obciążenie —^ dynamiczne '	Ozestotl iwc.sc.s-ii 1Hz OK
U
Pomiar fih —y	Napi eci e kor icowe 12«0U START
■U
Parapietr-y —v	Naplecie
dopuszczalne —^	ij= 45U

Wykaz elementów D1		.........5,1 V
R1-R3 ........	..0,m5W D2 ......	......1N4001
R4 ..........	— 220 * D3.D4____	.... LED 5mm
R5 ..........	.....1MO U1	....... 78L05
R6 ..........	.... 470D U2 ......	.......LM358
R7 ..........	,.120kD* U3 .....	........LM35
R8 ..........	...2,7kD‘ U4	.....ATmega8
R9.R14.......	.....10kn T1T2	.......BD243
R10..........	......ikn T3.......	.......BD140
R11.........	. ...2,2k£2 T4.15.....	.......BC547
R12 ........	.....47kn 16	........BC337
I R13,R17,R18..	.....4,7kQ Q1 ......	.........4MHz

przez wyprowadzone złącze ISP w standardzie KANDA.

Rysunek 2 przedstawia ekrany menu użytkownika, które można przewijać przyciskami „+” oraz Pierwszy z nich, wyświetlany domyślnie, informuje użytkownika o napięciu wejściowym źródła prądowego, prądzie obciążenia, wydzielanej mocy strat w urządzeniu oraz o temperaturze radiatora. Pomiar parametrów pracy odbywa się w podprogramie, co umożliwia wywoływanie go w kilku różnych miejscach programu. Podprogram, oprócz pomiarów, zajmuje się także przeliczaniem wartości uzyskanych z przetwornika, obliczeniem mocy strat, kontrolą temperatury radiatora oraz sterowaniem wentylatora chłodzącego - za pośrednictwem Timera2 i przebiegu PWM, który on generuje.

Drugi ekran menu umożliwia przełączenie trybu pracy urządzenia na dynamiczny. Wybranie przycisku SI - „ok” spowoduje przejście do odpowiedniego podprogramu i umożliwi wybór częstotliwości załączania i wyłączania obciążenia - w prototypie od 1Hz do 10kHz. Górną częstotliwość ogranicza szybkość użytego wzmacniacza operacyjnego

-    pomiar oscyloskopem wykazał, że 10kHz jest maksymalną wartością. Generator uruchamia przycisk SI, co potwierdza zielona dioda D3. Jako generator został użyty Timerl w trybie CTC. Wybranie w menu którejś z dostępnych częstotliwości spowoduje odczytanie przez procesor danych z odpowiednich tablic zawierających nastawy Timeral i wpisanie ich do rejestrów OCR1AH i OCR1AL. Przebieg generowany na wyjściu OC1A naprzemiennie zatyka i otwiera T5, który

-    gdy jest wysterowany - zwiera potencjometr PI do masy, powodując natychmiastowe zmniejszenie prądu obciążenia do zera. Cały podprogram jest powtarzany w pętli, aż do naciśnięcia S4.

Kolejna pozycja menu umożliwia wybranie podprogramu do pomiaru rzeczywistej pojemności akumulatora. Do zacisków urządzenia należy więc podłączyć w pełni naładowany akumulator, wybrać napięcie końcowe, do którego zamierzamy go rozładować i uruchomić pomiar przez przyciśnięcie SI. Od tego momentu wyświetlacz będzie pokazywał aktualne napięcie akumulatora, prąd rozładowujący (który można dowolnie regulować PI), czas, który upłynął od roz

poczęcia pomiaru oraz napięcie końcowe z możliwością jego ustawiania. Za odmierzanie czasu odpowiada Timerl po odpowiednim przekonfigurowaniu w podprogramie. Spadek napięcia na badanym ogniwie poniżej ustawionego progu zatrzymuje pomiar i powoduje obliczenie jego pojemności na podstawie czasu rozładowania i cosekundowego odczytu wartości prądu. Można więc dość dokładnie określić rzeczywistą pojemność badanej baterii przy wybranym prądzie rozładowania.

Ostatnia ęoTjcyd m\i umGi\w;\a ustarne-

nie dopuszczalnych wartości napięcia wejściowego, prądu obciążenia, wydzielanej mocy strat oraz temperatury radiatora. Przekroczenie wartości tych trzech pierwszych powoduje jedynie zaświecenie czerwonej diody LED - pomiary nie zostają zablokowane, gdyż w ten sposób uzyskalibyśmy generator o częstotliwości zależnej od szybkości działania programu. Dopiero przekroczenie temperatury maksymalnej powoduje zablokowanie możliwości dalszej pracy urządzenia - wysterowany zostaje tranzystor T5. Wznowienie pomiarów zostanie umożliwione, gdy temperatura spadnie 5°C poniżej ustalonej maksymalnej. Wartości nastaw są zapisywane w pamięci EEPROM mikrokontrolera. W modelu testowym wartości maksymalne wynoszą odpowiednio: 50V, 10A, 100W, 60“C.

Montaż i uruchomienie

Układ zmontowałem na płytce drukowanej pokazanej na rysunku 3 i zaprojektowanej w programie EAGLE. Montaż jest typowy. W przypadku, kiedy urządzenie będzie miało pracować z prądami do ok. 3-4A, jako R3 można zastosować popularny rezystor 5W i wówczas należy go zamontować kilka cm nad powierzchnią płytki, a ścieżki prowadzące do złączy pogrubić odcinkiem grubszego przewodu lub drutu. Jeśli jednak przewidujemy pracę z większymi prądami, to jako R3 lepiej zastosować równolegle 2 rezystory 0,22fl 5W lub złożyć wartość 0,1Q z czterech takich rezystorów i zamontować je na radiatorze - takie rozwiązanie wykorzystałem w modelu. Tranzystory Tl,

T2 należy przykręcić do radiatora z użyciem niewielkiej ilości pasty termoprze-wodzącej, mogą być bez przekładek izolacyjnych, natomiast T3 koniecznie z przekładką Elementy Rl,

R2, R4 lutowane są bezpośrednio do wyprowadzeń

R15.R16..........1,5kQ    S1-S4 ... przycisk chwilowy

P1 ...............10kA    SW1 ..........przełącznik

PR1.PR2 .... 10kO helitrim M1 ........wentylator 12V

C1 ..............100pF    Wyświetlacz LCD 16*2

C2.C4-C6.........100nF    ziącza ARK, goldptny,

C3 ...............47pF    złącza na goldpiny, złącze

C7.C8.............15pF    programatora IDC10

wspomnianych tranzystorów i łączą się z płytką za pomocą złączy P+, 0-, IB. Przewody, którymi dołączymy urządzenie do badanego zasilacza, powinny być krótkie i grube, w modelu zastosowałem przekrój 4mm². Zbyt cienkie i długie przewody będą wprowadzały niepożądany spadek napięcia na nich, co zafałszuje odczyty napięcia. Aluminiowy, żebrowany radiator ma wymiary ok. 70x45x130mm, do niego przykręcony jest niewielki wentylator chłodzący. Konstrukcja mechaniczna składa się z dwóch odpowiednio przyciętych kawałków poliwęglanu, połączonych za pomocą gwintowanego pręta i tulejek aluminiowych.

Artur Rolewski

[e-mail]

Od Redakcji. Nietypowe rozwiązanie źródła prądowego ogranicza możliwość pracy przy niskich napięciach badanego akumulatora. Obwód ten należałoby zmienić. Częściowym rozwiązaniem jest zmniejszenie napięcia na PI, np. przez 10-krotne zmniejszenie wartości PI, R7, R8.

Elektronika dla Wszystkich Listopad2010 65