Advanced na Arduino-based DC Electronic Load: 5 Hakbang

2025 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2025-01-23 15:13

Ang proyektong ito ay nai-sponsor ng JLCPCB.com. Idisenyo ang iyong mga proyekto gamit ang EasyEda online software, i-load ang iyong umiiral na mga file ng Gerber (RS274X), at pagkatapos ay mag-order ng iyong mga bahagi mula sa LCSC at ipadala ang buong proyekto nang direkta sa iyong pintuan.

Nagawa kong mai-convert ang mga file ng KiCad nang direkta sa mga file ng gerber ng JLCPCB at mag-order ng mga board na ito. Hindi ko na kailangang baguhin ang mga ito sa anumang paraan. Ginagamit ko ang website ng JLCPCB.com upang subaybayan ang katayuan ng board habang itinatayo ito, at ginawa nila ito sa aking pintuan sa loob ng 6 na araw pagkatapos kong maipadala ang order. Sa ngayon ay nag-aalok sila ng libreng pagpapadala para sa LAHAT ng PCB at ang PCB ay $ 2 lamang bawat isa!

Intro: Panoorin ang seryeng ito sa YouTube sa "Scullcom Hobby Electronics" upang makakuha ka ng kumpletong pag-unawa tungkol sa disenyo at software. I-download ang.zip_file mula sa Video 7 ng serye.

Gumagawa ulit ako at binabago ang "Scullcom Hobby Electronic DC Load". Orihinal na dinisenyo ni G. Louis ang lahat ng layout ng software at software na nauugnay sa proyektong ito. Mangyaring tiyakin na siya ay makakakuha ng naaangkop na kredito kung ginagaya mo ang disenyo na ito.

Hakbang 1: Pag-checkout sa "The Combat Engineer" sa YouTube para sa Mga Tiyak na Detalye Tungkol sa Proseso ng Pag-order ng PCB

Panoorin ang video na ito, na kung saan ay video 1 ng serye, at alamin kung paano mag-order ng iyong pasadyang ginawang PCB. Maaari kang makakuha ng mahusay na mga deal sa lahat ng iyong mga bahagi mula sa LCSC.com at ipadala ang mga board at lahat ng mga bahagi nang sama-sama. Kapag dumating sila siyasatin ang mga ito at simulang paghihinang ng proyekto.

Tandaan na ang gilid ng sutla-screen ay ang tuktok at kailangan mong itulak ang mga binti ng mga bahagi sa itaas at solder ang mga ito sa ilalim na bahagi. Kung ang iyong pamamaraan ay mabuti, ang isang maliit na piraso ng panghinang ay dumadaloy sa tuktok na bahagi at magbabad sa paligid ng base ng bahagi. Ang lahat ng mga IC (DAC, ADC, VREF, atbp) ay napupunta rin sa ibabang bahagi ng board. Tiyaking hindi mo labis na pinapainit ang mga sensitibong bahagi habang ang mga tip ng iyong bakal na panghinang. Maaari mong gamitin ang pamamaraan na "sumasalamin" sa maliit na mga chips ng SMD din. Panatilihin ang eskematiko sa kamay habang itinatayo ang yunit at nakita ko ang overlay at layout na lubos na kapaki-pakinabang din. Dalhin ang iyong oras at siguraduhin na ang lahat ng mga resistors ay napunta sa -ang tamang mga butas. Kapag na-double check mo na ang lahat ay nasa tamang lugar, gumamit ng maliliit na mga cutter sa gilid upang mai-clip ang labis na mga lead sa mga bahagi.

Pahiwatig: maaari mong gamitin ang mga binti ng resistors upang likhain ang mga link ng jumper para sa mga signal ng bakas. Dahil ang lahat ng mga resistors ay nasa silangan na 0.5W, dalhin nila ang signal ng maayos.

Hakbang 2: Pagkakalibrate

Ang linya na "SENSE" ay ginagamit upang basahin ang boltahe sa pag-load, habang ang load ay nasa ilalim ng pagsubok. Responsable din ito para sa boltahe na pagbabasa na nakikita mo sa LCD. Kakailanganin mong i-calibrate ang linya na "SENSE" na may load na "on" at "off" sa iba't ibang mga voltages upang matiyak ang pinakadakilang kawastuhan. (ang ADC ay may 16-bit na resolusyon upang makakuha ka ng isang tumpak na readout na 100mV- maaari mong baguhin ang readout sa software, kung kinakailangan).

Ang output mula sa DAC ay maaaring iakma at itatakda ang boltahe ng drive para sa Gate of the Mosfets. Sa video, makikita mong na-bypass ko ang 0.500V, hinahati ang boltahe at naipadala ko ang lahat ng 4.096V mula sa VREF patungo sa Gate of the Mosfets. Sa teorya ay papayagan ang hanggang sa 40A kasalukuyang dumaloy sa pamamagitan ng pag-load. * Maaari mong maiayos ang boltahe ng drive drive gamit ang 200Ohm 25-turn potentiometer (RV4).

Itinatakda ng RV3 ang kasalukuyang nakikita mo sa LCD at ang kasalukuyang walang guhit na pagguhit ng yunit. Kakailanganin mong ayusin ang potensyomiter upang ang readout ay tama sa LCD, habang pinapanatili ang kasing maliit na posible na "OFF" kasalukuyang pagguhit sa load. Ano ang ibig sabihin nito na tinanong mo? Sa gayon, ang ay isang maliit na kapintasan na ito ang control loop ng feedback. Kapag ikinonekta mo ang isang pag-load sa mga terminal ng pag-load ng yunit, ang isang maliit na "kasalukuyang tagas" ay tatagos mula sa iyong aparato (o baterya) sa ilalim ng pagsubok at sa unit. Maaari mong i-trim ito hanggang sa 0,000 gamit ang potnentiometer, ngunit nalaman ko na kung itinakda mo ito sa 0,000 kaysa sa mga pagbasa ng LCD ay hindi tumpak na parang pinapayagan mong lumusot ang 0.050. Ito ay isang maliit na "kapintasan" sa yunit at ito ay tinutugunan.

* Tandaan: Kakailanganin mong ayusin ang software kung susubukan mong i-bypass o baguhin ang boltahe-divider at GAWIN MO SA IYONG SARILI NA RISK. Maliban kung mayroon kang malawak na karanasan sa electronics, iwanan ang unit na nakatakda sa 4A tulad ng orihinal na bersyon.

Hakbang 3: Paglamig

Siguraduhin na iposisyon mo ang fan upang makuha mo ang maximum na airflow sa mga Mosfet at ang heat sink *. Gagamitin ko ang tatlong (3) tagahanga sa kabuuan. Dalawa para sa Mosfet / heat sink at isa para sa LM7805 voltage regulator. Nagbibigay ang 7805 ng lahat ng lakas para sa digital circuitry at mahahanap mo itong magiging matahimik. Kung balak mong ilagay ito sa isang kaso siguraduhin na ang kaso ay sapat na malaki upang payagan ang sapat na daloy ng hangin sa mga Fets at paikot pa rin sa natitirang espasyo. Huwag payagan ang tagahanga na pumutok nang direkta ang mainit na hangin sa mga capacitor alinman, dahil bibigyan nito ng diin ang mga ito at paikliin ang kanilang pag-asa sa buhay.

* Tandaan: Hindi ko pa inilalagay ang heat sink sa proyektong ito (sa oras ng pag-publish) ngunit GUSTO KO at KAILANGAN MO NG ISA! Kapag nagpasya ako sa isang kaso (pupunta ako sa 3D na naka-print na isang pasadyang kaso) Puputulin ko ang mga heat sink sa laki at mai-install ang mga ito.

Hakbang 4: Ang Software

Ang proyektong ito ay batay sa Arduino Nano at Arduino IDE. Sinulat ito ni G. Louis sa isang 'modular' na paraan na nagpapahintulot sa end user na ipasadya ito para sa kanyang mga pangangailangan. (* 1) Dahil gumagamit kami ng isang 4.096V boltahe na sanggunian at isang 12-bit DAC, ang MCP4725A, maaari naming ayusin ang output ng DAC sa eksaktong 1mV bawat hakbang (* 2) at tumpak na kontrolin ang boltahe ng drive ng Gate sa Mosfets (na kinokontrol ang kasalukuyang sa pamamagitan ng pagkarga). Ang 16-bit MCP3426A ADC, ay hinihimok din mula sa VREF upang madali kaming makakuha ng resolusyon ng 0,000V para sa mga pagbasa ng boltahe na naglo-load. Ang code, tulad ng, mula sa.zip ay magpapahintulot sa iyo na subukan ang mga pag-load hanggang sa 50W o 4A, alinman ay mas malaki, sa alinman sa 'pare-pareho-kasalukuyang', 'pare-pareho ang lakas', o 'pare-pareho ang paglaban' na mga mode. Ang yunit ay mayroon ding built-in na mode ng pagsubok ng baterya na maaaring maglapat ng isang kasalukuyang paglabas ng 1A para sa lahat ng pangunahing kimika ng baterya. Kapag tapos na ito ay ipapakita ang kabuuang kakayahan ng bawat cell na nasubukan. Ang yunit ay mayroon ding pansamantalang mode at iba pang mahusay na mga tampok tingnan lamang ang. INO_file para sa buong detalye.

Ang firmware ay tisa na puno din ng mga tampok sa kaligtasan. Pinapayagan ng isang analog temp sensors ang kontrol ng bilis ng fan at isang auto-cutoff kung lumampas ang maximum na temperatura. Ang mode ng baterya ay may paunang naka-set (madaling iakma) na mga cut ng mababang boltahe para sa bawat kimika at ang buong yunit ay papatayin kung lumampas ang maximum na rating ng kuryente.

(* 1) na ginagawa ko. Magpo-post ako ng maraming mga video at idaragdag sa proyektong ito habang umuusad ito.

(* 2) [(12-bit DAC = 4096 na mga hakbang) / (4.096Vref)] = 1mV. Dahil walang perpekto, mayroong isang trim na palayok upang account para sa ingay at iba pang pagkagambala.

Hakbang 5: Ano ang Susunod

Binabago ko ang proyektong ito, parehong hardware at software, na may layunin na gawing matatag ito sa 300W / 10A. Ito ay simula pa lamang kung ano ang tiyak na magiging isang mahusay na DIY Battery Tester / Pangkalahatang Layunin DC Load. Ang isang maihahambing na yunit mula sa isang komersyal na vendor ay nagkakahalaga sa iyo ng daan-daang, kung hindi libu-libo, ng dolyar kaya kung seryoso ka sa pagsubok sa iyo ng DIY 18650 Powerwalls para sa maximum na kaligtasan at pagganap, lubos kong hinihikayat kang itayo ito para sa iyong sarili.

Abangan ang higit pang mga pag-update:

1) Pasadyang naka-print na kaso ng 3D gamit ang OnShape

2) 3.5 TFT LCD display

3) Tumaas na Lakas at perfromace

Huwag mag-atubiling magtanong ng anumang mga katanungan tungkol sa proejct na ito. Kung may naiwan akong anumang makabuluhang, susubukan kong bumalik at mai-edit ito. Pinagsasama ko ang isang pares ng "bahagyang bumuo ng mga kit" kasama ang PCB, resistors, JST-konektor, banana jacks, diode, capacitor, programmed Arduino, mga header pin, rotary encoder, latching power switch, push button, atbp at gagawing magagamit nila kaagad. (Hindi ako gagawa ng "kumpletong mga kit" dahil sa gastos ng iba't ibang IC tulad ng DAC / ADC / Mosfets / etc, ngunit magkakaroon ka ng halos 80% ng mga bahagi na handa nang puntahan, sa isang kit, may propesyonal na PCB).

Salamat at Enjoy.