Примеры проектов - разработка и производство электроники
В разделе «ПРОЕКТЫ» нашего сайта собраны примеры ранее выполненных проектов. Разработка электроники проводилась для различных организаций, поэтому тематика проектов электронных устройств и приборов довольно разнообразная. Здесь представлены не все выполненные работы, так как некоторые проекты имеют слишком специфическое назначение и могут быть интересны лишь производителям данной продукции, а по отдельным проектам публикация описаний невозможна в соответствии с особыми требованиями заказчиков.
Многоканальный амперметр с изолированными датчиками тока
Закончилась еще одна разработка электроники, в результате которой родился многоканальный амперметр, обеспечивающий вывод результатов измерений тока на экран компьютера или планшета с помощью соответствующих программ (приложений). Амперметр содержит 25 датчиков тока ACS712 с пределом измерения до 20А, 8 датчиков CSLA2EJ с измеряемым током до 200А, 6 датчиков CSLA2EL с пределом измерения тока до 500А, допускает измерение постоянного и переменного тока. Все датчики имеют гальваническую развязку от измеряемых цепей. Подключение к компьютеру или планшету происходит через последовательный порт USB, для чего используются стандартные драйверы последовательных портов, образующие виртуальный COM-порт. В результате программа может работать с таким портом, как с обычным последовательным COM-портом.
Разработка электроники проведена с использованием микроконтроллера ATxmega128A3-AU, имеющего интегрированный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с разрядностью 12-бит, что позволило обеспечить требуемую высокую точность измерения в широком диапазоне измеряемых токов. Результаты измерений усредняются на основе многократно повторенных замеров тока для исключения влияния внутренних и внешних помех, но поскольку такие обработки происходят на высокой скорости, амперметр практически не имеет ощутимого запаздывания в регистрации и отображении быстрых изменений тока через нагрузки.
Принципиальная схема многоканального амперметра
Для связи с USB-портом планшета, смартфона или компьютера используется микросхема USB-моста FT232RL, на которую доступны надежные и бесплатные для коммерческого применения драйверы на различные операционные системы, включая Microsoft Windows и Android.
Смонтированная печатная плата амперметра (вид сверху)
Питание схем токовых датчиков обеспечивают два импульсных преобразователя напряжения на микросхемах LM2575S-5.0, питание микроконтроллера и USB-моста обеспечивает импульсный преобразователь LM2576S-5.0. Формирование питающего напряжения 3,3V для микроконтроллера выполняется экономичным линейным стабилизатором LP2985AIM5-3.3.
Собранная печатная плата амперметра (вид снизу)
Поскольку микроконтроллер ATxmega128A3-AU имеет ограниченное, небольшое число каналов аналого-цифрового преобразователя, то для получения возможности измерения тока по 39 каналам (25+8+6=39 каналов) применены аналоговые быстродействующие мультиплексоры MAX4617ESE+, обеспечивающие быструю коммутацию выходных напряжений многочисленных датчиков тока с входами АЦП микроконтроллера.
Схема подключения датчика тока ACD712ELCTR
Каждая микросхема MAX4617ESE+ позволяет попеременно подключать 8 выходов датчиков тока на один вход микроконтроллера. Мультиплексоры MAX4617ESE+ имеют очень малый ток потребления и рассчитаны на применение в системах с батарейным питанием.
Схема подключения датчиков тока CSLA2EJ и CSLA2EL
Для мощных датчиков тока предусмотрен отдельный преобразователь питания питания с выходным напряжением 6V. К амперметру можно подключить 8 датчиков CSLA2EJ для измерения тока до 200А и 6 датчиков CSLA2EL для измерения тока до 500А. Можно подключать датчики CSLA2EL и для каналов с пределом 200А, если не важна стоимость устройства.
Печатная плата с датчиком тока CSLA2EL
Все входы амперметра, предназначенные для подключения датчиков тока, имеют защиту от превышения напряжения, импульсов повышенного напряжения и статического электричества. В качестве датчиков тока с пределом измерения в 20А можно использовать специальные микросхемы изолированных датчиков ACD712ELCTR-20A или ACD712ELCTR-30A.
Печатная плата с датчиком тока ACD712ELCTR
Все цепи питания микросхем защищены тремя параллельно включенными стабилитронами с целью обеспечения надежной, долговременной и безотказной работы этого электронного устройства в условиях нестабильного питания, имеющего выбросы напряжения, искрения контактов с созданием радиопомех в питающих цепях, высокие пусковые токи и прочие факторы, вызывающие повреждения в незащищенных электронных схемах и сбои в работе таких устройств. С той же целью входное питающие напряжение на многоканальный амперметр подается через встроенный LC-фильтр для подавления импульсных помех по питанию и радиопомех.
Проект N44. Разработка электроники для электронного измерительного прибора «многоканальный амперметр» выполнена Александром Петровичем Протопоповым, г. Москва, сайт автора: https://razrabotka.pro.
Копирование материалов сайта запрещено.