Paso 2: Unidad actual de medición
En el corazón de la medida de unidad es el amplificador operacional cuádruple LM324. Los op-amps en ella (la intención) escala Lea el voltaje en las resistencias de derivación a la tensión que puede ser leído por el ADC de mi procesador. Esto significa que un módulo de amplificación debe añadirse.
En primer lugar, necesitamos saber algunos detalles acerca de nuestra alimentación, como la máxima corriente en una salida determinada. Por suerte, la PSU-s tengo, había esta impreso en la carcasa: 12V @ 2,5 A y 5V @ 15A. Que lo colocaron, la corriente máxima se consideraba 2.5A y 15A, respectivamente. Tuve unos 20W, 0.1R resistencias dando vueltas, decidí usarlos.
Veamos los cálculos para la parte de detección actual de 5V:
Uout = 5 v; IMAX = 15A; RS = 0.1R;
La corriente máxima, que nunca podría pasar a través de ese resistor, es 2.5A. Conforme a la ley de Ohms, la tensión máxima en él será 15 * 0,1 = 1, 5V. Ahora, tenemos que escalar a 5V para obtener la mejor resolución, por lo que vamos a amplificar por 5 / 1.5 = 3.33.
Buscamos la fórmula de la ganancia del amplificador operacional (voltaje de desviación está en la entrada de no inversión del op-amp), que es:
VO = Vs * (1 + (Rf / Ri))
Así que, si estamos buscando un amplificar de 3.33, el resistor de retroalimentación / cociente del resistor de entrada tiene que ser 2.33. En otras palabras, la Rf debe ser Ri * 2.33. Usé un 22K y una resistencia de 10K para este trabajo. Basado en estos cálculos, el máximo medido siempre en el ADC de entrada será 1,5 * 3.2 = 4.8V. Por lo tanto, en 4.8V en la ADC, tenemos 15A que fluye.
Vamos a calcular la resolución de nuestro módulo de ADC:
5 / 1024 = 0.004882;
Nos da 983 pasos entre 0 y 4.8V.
15A / 983 = 15,25 mA, esto es la corriente mínima que podemos medir con nuestra configuración. Las mediciones actuales serán múltiples de esto.
Ahora vamos a lo mismo de los 12V salida:
Uout = 12V; IMAX = 2,5; RS = 0.1R;
La corriente máxima que fluye a través de Rs es 2.5A. La tensión máxima en él será 2.5 * 0.1 = 0.25V. Si quiere escalar a 5V (voltaje máximo del procesador), tenemos que amplificar por: 5 / 0.25 = 20.
Otra vez: Vo = Vs * (1 + (Rf / Ri)), por lo que la resistencia de retroalimentación debe ser 19 veces más grande, que la resistencia de entrada. Una resistencia de retroalimentación de 51k y una resistencia de entrada de 2,7 k me dan una ganancia bastante cerca 18.88. Probablemente hay un partido mejor para esto, sólo corrí los números en algunos valores de resistencia más comunes.
La ADC máxima para esta salida será 18.88 * 0.25 = 4, 72V. La resolución en este caso será mejor: 2.5A / 966 = 2.58 mA.
No poner módulos de medición para las guías de suministro de energía negativa, simplemente no tuve cualquier op-amps izquierda. Añadiendo más adelante los es simple, calcular las resistencias y tener cuidado de poner el voltaje de la desviación en la clavija de entrada inversora.
Un esquema básico de cómo una desviación debe conectarse al circuito, se muestra en mi dibujo.
Una vez que tenemos los esquemas que hacer, tenemos que hacer un diseño de PCB. Usé el Altium designer, que es el que conozco mejor, puesto que el esquema era bastante simple, que terminé en una media hora. El op-amp y las resistencias del bucle de retroalimentación son dispositivos de montaje superficial, los terminales y las resistencias de potencia son por-agujero. Asegúrese de que usted poner el op-amp en la parte superior, para que no te un PCB reflejado al final.
Altium puede exportar a formato pdf, a través de un archivo de "Salida laboral". Establecer la escala para ser 1:1, que despegó de la mecánica, serigrafía y las capas de keep-out y la exportación. Usted necesita para asegurarse de que, selecciona el "diálogo de configuración de página" escalamiento de opción, al hacer clic en generar.
Una breve descripción sobre cómo se hace el PCB:
-imprimir la obra de arte en papel transfer o papel brillante (generalmente copio estas de revistas)
-limpiar el PCB (y cortarlo, sin embargo esto se puede hacer después de la aguafuerte)
-poner la obra sobre el PCB y derretir el tóner a la placa con una plancha o un laminador
-lavar el papel con agua tibia
-poner la Junta en el grabador y esperar a que el cobre que se comerá a
Monte los componentes en el tablero, empezando por el uno con el perfil más bajo. Prueba de la Junta mediante la medición de voltaje en la salida del op-amp mientras que las corrientes que fluyen a través de las resistencias de derivación.
