تحميل إلكتروني DC متقدم قائم على Arduino: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

يتم رعاية هذا المشروع من قبل JLCPCB.com. صمم مشاريعك باستخدام برنامج EasyEda عبر الإنترنت ، وقم بتحميل ملفات Gerber (RS274X) الحالية الخاصة بك ، ثم اطلب أجزائك من LCSC وشحن المشروع بأكمله مباشرة إلى باب منزلك.

تمكنت من تحويل ملفات KiCad مباشرة إلى ملفات جربر JLCPCB وطلب هذه اللوحات. لم يكن علي تغييرها بأي شكل من الأشكال. أستخدم موقع الويب JLCPCB.com لتتبع حالة اللوحة أثناء بنائها ، وقد وصلوا إلى باب منزلي في غضون 6 أيام بعد إرسال الطلب. في الوقت الحالي ، يقدمون شحنًا مجانيًا لجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور وثنائي الفينيل متعدد الكلور مقابل 2 دولار فقط لكل منهما!

مقدمة: شاهد هذه السلسلة على YouTube على "Scullcom Hobby Electronics" حتى تتمكن من الحصول على فهم كامل للتصميم والبرامج. قم بتنزيل ملف.zip_file من الفيديو 7 من السلسلة.

أقوم بإعادة إنشاء وتعديل "تحميل Scullcom Hobby Electronic DC". صمم السيد لويس في الأصل جميع تصميمات الأجهزة والبرامج المتعلقة بهذا المشروع. يرجى التأكد من حصوله على الائتمان المستحق إذا قمت بتكرار هذا التصميم.

الخطوة 1: راجع "The Combat Engineer" على موقع YouTube للحصول على تفاصيل محددة حول عملية طلب PCB

شاهد هذا الفيديو ، وهو الفيديو 1 من السلسلة ، وتعرف على كيفية طلب PCB حسب الطلب. يمكنك الحصول على صفقات رائعة على جميع مكوناتك من LCSC.com وشحن اللوحات وجميع الأجزاء معًا. بمجرد وصولهم ، افحصهم وابدأ في لحام المشروع.

تذكر أن جانب الشاشة الحريرية هو الجزء العلوي وعليك دفع أرجل الأجزاء من خلال الجزء العلوي ولحامها في الجانب السفلي. إذا كانت تقنيتك جيدة ، فسوف يتدفق جزء صغير من اللحام إلى الجانب العلوي وينقع حول قاعدة الجزء. جميع IC (DAC ، ADC ، VREF ، إلخ) تذهب إلى الجانب السفلي من اللوحة أيضًا. تأكد من عدم تسخين الأجزاء الحساسة بشكل مفرط أثناء استخدام أطراف مكواة اللحام. يمكنك استخدام تقنية "إعادة التدفق" على رقائق SMD الصغيرة أيضًا. احتفظ بالمخطط في متناول اليد أثناء بناء الوحدة ووجدت أن التراكب والتخطيط مفيدان للغاية أيضًا. خذ وقتك وتأكد من أن جميع المقاومات تنتهي في الثقوب الصحيحة. بمجرد التحقق من أن كل شيء في المكان الصحيح ، استخدم قواطع جانبية صغيرة لقص الخيوط الزائدة على الأجزاء.

تلميح: يمكنك استخدام أرجل المقاومات لإنشاء روابط العبور لتتبع الإشارات. نظرًا لأن جميع المقاومات في الشرق 0.5 وات ، فإنها تحمل الإشارة بشكل جيد.

الخطوة 2: المعايرة

يستخدم خط "SENSE" لقراءة الجهد عند الحمل ، بينما يكون الحمل قيد الاختبار. كما أنها مسؤولة عن قراءة الفولتية التي تراها على شاشة LCD. سوف تحتاج إلى معايرة خط "SENSE" مع الحمل "تشغيل" و "إيقاف" عند الفولتية المختلفة لضمان أكبر قدر من الدقة. (يحتوي ADC على دقة 16 بت بحيث تحصل على قراءة 100mV دقيقة للغاية - يمكنك تغيير القراءة في البرنامج ، إذا لزم الأمر).

يمكن ضبط الإخراج من DAC وتعيين جهد المحرك لبوابة Mosfets. في الفيديو ، سترى أنني تجاوزت 0.500 فولت ، والجهد مقسم وأنا قادر على إرسال 4.096 فولت من VREF إلى بوابة Mosfets. من الناحية النظرية ، سيسمح بتدفق تيار يصل إلى 40 أمبير خلال الحمل. * يمكنك ضبط جهد محرك البوابة بدقة باستخدام مقياس الجهد 200 أوم 25 لفة (RV4).

يضبط RV3 التيار الذي تراه على شاشة LCD وسحب تيار عدم التحميل للوحدة. ستحتاج إلى ضبط مقياس الجهد بحيث تكون القراءة صحيحة على شاشة LCD ، مع الحفاظ على أقل قدر ممكن من سحب التيار "OFF" على الحمل. ماذا يعني هذا أنك تسأل؟ حسنًا ، هذا عيب صغير في التحكم في حلقة التغذية الراجعة. عند توصيل حمولة بأطراف تحميل الوحدة ، سيتسرب "تيار تسرب" صغير من جهازك (أو البطارية) قيد الاختبار إلى الوحدة. يمكنك خفض هذا إلى 0.000 باستخدام مقياس الجهد ، لكنني وجدت أنه إذا قمت بتعيينه على 0.000 ، فإن قراءات LCD ليست دقيقة كما لو تركت 0.050 تتسلل. إنه "عيب" صغير في الوحدة ويتم معالجته.

* ملاحظة: ستحتاج إلى ضبط البرنامج إذا حاولت تجاوز أو تغيير مقسم الجهد وأنت تفعل ذلك على مسؤوليتك الخاصة. ما لم تكن لديك خبرة واسعة في مجال الإلكترونيات ، اترك الوحدة مضبوطة على 4A مثل الإصدار الأصلي.

الخطوة الثالثة: التبريد

تأكد من وضع المروحة بحيث تحصل على أقصى تدفق للهواء فوق Mosfets والمشتت الحراري *. سأستخدم ثلاثة (3) معجبين في المجموع. اثنان لمشتت الحرارة Mosfet / وواحد لمنظم الجهد LM7805. يوفر الطراز 7805 كل الطاقة اللازمة للدوائر الرقمية وستجدها دافئة بشكل هادئ. إذا كنت تخطط لوضع هذا في علبة ، فتأكد من أن العلبة كبيرة بما يكفي للسماح بتدفق الهواء الكافي فوق Fets ولا يزال يدور عبر بقية المساحة. لا تسمح للمروحة بنفخ الهواء الساخن مباشرة فوق المكثفات ، لأن هذا سيضغط عليها ويقصر من العمر المتوقع لها.

* ملاحظة: لم أضع المشتت الحراري في هذا المشروع حتى الآن (في وقت النشر) لكنني سأحتاج إلى واحد! بمجرد اتخاذ قرار بشأن حالة (سأقوم بطباعة حالة مخصصة ثلاثية الأبعاد) ، سأقوم بقطع أحواض الحرارة لتناسب حجمها وتثبيتها.

الخطوة 4: البرنامج

يعتمد هذا المشروع على Arduino Nano و Arduino IDE. كتب السيد لويس هذا بطريقة "معيارية" تسمح للمستخدم النهائي بتخصيصها وفقًا لاحتياجاته. (* 1) نظرًا لأننا نستخدم مرجع جهد 4.096 فولت و DAC 12 بت ، MCP4725A ، يمكننا اضبط خرج DAC إلى 1mV بالضبط لكل خطوة (* 2) وتحكم بدقة في جهد محرك البوابة إلى Mosfets (الذي يتحكم في التيار من خلال الحمل). يتم أيضًا تشغيل MCP3426A ADC 16 بت من VREF حتى نتمكن بسهولة من الحصول على دقة 0.000V لقراءات جهد الأحمال. سيسمح لك الرمز ، كما هو ، من.zip باختبار الأحمال حتى 50W أو 4A ، أيهما أكبر ، إما في أوضاع "التيار الثابت" أو "القوة الثابتة" أو "المقاومة الثابتة". تحتوي الوحدة أيضًا على وضع اختبار بطارية مدمج يمكنه تطبيق تيار تفريغ 1A لجميع كيمياء البطارية الرئيسية. عند الانتهاء من ذلك ، سيعرض السعة الإجمالية لكل خلية تم اختبارها. تحتوي الوحدة أيضًا على وضع عابر وميزات رائعة أخرى ، ما عليك سوى مراجعة ملف. INO_file للحصول على التفاصيل الكاملة.

البرنامج الثابت عبارة عن طباشير مليء بميزات الأمان أيضًا. تسمح مستشعرات درجة الحرارة التناظرية بالتحكم في سرعة المروحة والقطع التلقائي إذا تم تجاوز درجة الحرارة القصوى. يحتوي وضع البطارية على قطع جهد منخفض مضبوطة مسبقًا (قابلة للتعديل) لكل كيمياء وسيتم إيقاف تشغيل الوحدة بأكملها إذا تم تجاوز الحد الأقصى لمعدل الطاقة.

(* 1) وهو ما أقوم به. سوف أنشر المزيد من مقاطع الفيديو وأضيف إلى هذا المشروع أثناء تقدمه.

(* 2) [(DAC 12 بت = 4096 خطوة) / (4.096Vref)] = 1mV. نظرًا لأنه لا يوجد شيء مثالي ، فهناك وعاء تقليم لحساب الضوضاء والتداخلات الأخرى.

الخطوة 5: ماذا بعد

أقوم بتعديل هذا المشروع ، سواء من الأجهزة والبرامج ، بهدف جعله مستقرًا عند 300 واط / 10 أمبير. هذه مجرد بداية لما سيصبح بالتأكيد جهاز اختبار بطارية DIY / تحميل DC للأغراض العامة. ستكلفك وحدة مماثلة من بائع تجاري مئات ، إن لم يكن الآلاف ، من الدولارات ، لذا إذا كنت جادًا في اختبار DIY 18650 Powerwalls للحصول على أقصى درجات الأمان والأداء ، فأنا أشجعك بشدة على بناء هذا بنفسك.

ترقبوا المزيد من التحديثات:

1) حالة مطبوعة ثلاثية الأبعاد مخصصة باستخدام OnShape

2) 3.5 شاشة TFT LCD

3) زيادة القوة والأداء

لا تتردد في طرح أي أسئلة قد تكون لديك حول هذا المشروع. إذا تركت أي شيء مهم ، فسأحاول استعادته وتحريره. سأقوم بتجميع بضع "مجموعات بناء جزئية" بما في ذلك PCB ، والمقاومات ، وموصلات JST ، ومقابس الموز ، والصمامات الثنائية ، والمكثفات ، و Arduino المبرمج ، دبابيس الرأس ، المشفر الدوار ، مفتاح طاقة الإغلاق ، زر الضغط ، إلخ ، وستوفرها قريبًا. (لن أقوم بإعداد "مجموعات كاملة" نظرًا لتكلفة IC المختلفة مثل DAC / ADC / Mosfets / إلخ ، ولكن ستتمكن من الحصول على حوالي 80٪ من الأجزاء جاهزة للعمل ، في مجموعة واحدة ، مع ثنائي الفينيل متعدد الكلور المهنية).

شكرا لك واستمتع.