Mikroprocessorstyrd konstlast

Berätta om dina pågående projekt.
Borre
Inlägg: 4606
Blev medlem: 14 juni 2007, 15:43:50
Ort: Hälsingland

Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av Borre »

Har en längre tid haft en elektronisk last, konstlast, dummy load och allt vad det kallas, en "dum" en med enklast möjliga konstruktion. Tyckte det vore lämpligt med en mikroprocessorstyrd istället, där man kan visa spänningar osv på en display och lite sånt.
Det hela ska också byggas in i ett chassi, något jag annars är väldigt dålig på, utan det blir istället liggandes löst sådär lagomt användarvänligt.

Tänkte passa på att göra en projekttråd av det hela, mest för att sporra mig själv att göra klart då jag är ganska dålig på det, samt för att det är tämligen dåligt med projekt här nu tycker jag...:)

Har ritat på lite olika versioner tidigare, med styrning och sånt på separata kort men insåg att det vore smidigare med allt på samma kort. Ritade därför ihop en kort lite snabbt, försökte att få ihop en fungerade första version utan att dra ut på tiden allt för mycket, har annars en förmåga att rita på kort i en evighet, det finns ju alltid något att förbättra.. :P

Första versionen av kort blev såhär:
Bild
Nästan 50x50mm.

Bild
Beställdes från ITead, väldigt snabb leverans. Beställdes sent den 1 december och hade dem den 12:e, snabbt!

Har en hel hög Atmega328 liggandes så valet föll på den.
Resten är:
MCP3428 - 4-kanals 16-bitar ADC +/- 2.048V I2C SO-14
MCP4728 - 4-kanals 12-bitas DAC 0-2.048V (eller 4.096V med gain på 2) I2C MSOP-10
LM358 - dual opamp

Övrigt är spänningsregulator, pinnar för I/O, ICSP, mosfet osv.
Kortet är inte alls så genomtänkt ut snabbt ihopritat för att ha något att testa med, har redan börjat på en ny version.

Hur som helst, principen bygger på detta:
Bild
Vref1 kommer från DACen, R14 (som inte är 1k, utan 150mOhm) ger ett spänningsfall på 150mV/A och således drar lasten 1A med 150mV från DACen in på Vref1.

ADCn mäter inspänningen och spänningen över shuntmotstånden. ADCn har ställbart gain på 1, 2, 4 och 8, så låga spänningar kan lättas mätas med hög upplösning.



Fick hem ADC och DAC i fredags så igår lödde jag ihop allt:
Bild
Som ni ser är det en utfräsning i kortet där shuntmotstånden är monterade, gjorde det mest för att testa en gång. Men det blev riktigt bra, lätt att löda och bra kontakt. Finns plats mellan motstånden för en M3-M4-skruv för enkel fastmontering.

Tanken var först att använda en HD44780 display men ändra mig och valde en grafisk KS0108 128x64 istället. Det blev därför lite dåligt med pinnar över på Atmegan, eftersom jag kommer använda rotationsencoder, fläktstyrning och lite knappar också. Istället för att byta processor fick ytterligare en stå för styrningen av displayen, de bägge processorerna får kommunicera med UART.

Tog ett annat litet kort med en Atmega328, köpt på ebay som nån Arduino mini-variant, snorbilligt, billigare än lös processor. :)
Detta löddes fast på displayen och lite kablar kopplades mellan de två enheterna, får se hur bra det fungerar.
Bild
Här syns även en del av lådan jag har börjat på, samt encodern.

Någonting att kyla mosfeten och motstånden behövs också, så en kylfläns letades upp.
Bild
Kommer från en datorn, kylde någon P4 så den lär klara endel effekt med tanke på hur hög effektutveckling P4 har.. Får duga sålänge.

Några hål och en bit aluminium att spänna fast mosfeten med fixades.
Bild
Hål gängade och klar.

Bild
Testmontering.

Bild
Annan vinkel.

En låda inhandlades hos Electrokit.
Bild

Hål frästes ut för display och hål borrades för encoder.
Bild
Hålet för displayen blev halvbra, monteringshålen måttade jag upp med ögonmått, även dem blev halvbra. Men det får duga.

Det var det så länge, har börjat programmera och allt ser ut att fungera bra, så det kommer mer.
Hoppas det är lite intressant iaf, och är något oklart fråga! :)
Användarvisningsbild
Fagge
Inlägg: 3930
Blev medlem: 27 maj 2003, 13:59:51
Ort: Blekinge

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av Fagge »

Mycket intressant & inspirerande. Håll oss uppdaterade med massa bilder :).
Hur mycket är det tänkt att dumpen ska palla med?.
Borre
Inlägg: 4606
Blev medlem: 14 juni 2007, 15:43:50
Ort: Hälsingland

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av Borre »

Det ska jag. :)

Vet inte än, gjorde ju plats för två mosfet och shuntmotstånd, men bara en kanal. Hade planer på två kanaler först men tror det är bättre att använda två olika kort då, vet egentligen inte om jag har användning av två så ofta heller. Men det går ju att fördela lasten mellan det två mosfetarna och shuntmotstånden, och för ett motstånd börjar det nog bli lite varmt vid 8A kanske, så ~16A om man fördelar mellan bägge. 100W lär inte vara så stort problem för kylflänsen.

Så som den är monterad nu, med bara en uppsättning mosfet och shuntmotstånd, alltså 8A eller 100W uppskattningsvis. Ska testa det framöver.
Spänningsdelaren för inspänningen till ADCn är dimensionerad för 40V som det är nu.
blueint
Inlägg: 23238
Blev medlem: 4 juli 2006, 19:26:11
Kontakt:

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av blueint »

Hur klarar enheten växelspänning?

Galvanisk isolation? och dito jordslingor.
Borre
Inlägg: 4606
Blev medlem: 14 juni 2007, 15:43:50
Ort: Hälsingland

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av Borre »

Inte alls, den är inte gjord för det. Kan hända det går med likriktad spänning (utan glättning).

Driver man den med isolerad spänning är den galvaniskt isolerad, men det spelar inte så stor roll, strömmen tar ingen annan väg.

Har kommit lite längre, så det kommer mer bilder senare idag.
Borre
Inlägg: 4606
Blev medlem: 14 juni 2007, 15:43:50
Ort: Hälsingland

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av Borre »

Fortsatt på lådan lite.

Bild
Kollar hur kylfläns och fläkt kan tänkas monteras.

Bild
Precis fräst ett luftintag. Fläkten fick sitta i botten och blåsa ut luft nedåt, kanske inte det bästa men ska nog duga.

Bild
Fläkthål och monteringshål för densamma.
Fläkten är en 70mm ganska högljudd variant, men vid lägre effekter och aktiv fläktstyrning bör det hela bli tillräckligt tyst ändå.

Bild
Över och undersida.

Bild
Hopmonterad, ovanifrån. "Gallret" på ovansidan blev möjligen lite litet, skulle kanske ha fräst bredare spår, nu 3mm, och något längre.

Kommer ytterligare lite mer senare idag. :)
Borre
Inlägg: 4606
Blev medlem: 14 juni 2007, 15:43:50
Ort: Hälsingland

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av Borre »

Har nu monterat fast kortet på kylflänsen och skruvat fast det hela i lådan samt programmerat endel.

Bild

Bild
Underifrån. Skrev ju att fläkten skulle blåsa ut luft i botten, men ser nu att jag satt fläkten åt fel håll. :)

Bild
Locket pålagt.

Som sagt, börjat programmera och det börjar likna något.

Bild
Display och kommunikation igång mellan styrkort och displaykort, fungerar utmärkt. "Layouten" är bara som ett test, hur det blir i slutändan återstår att se.

Encodern fungerar även den. Eftersom den har tryckknapp får den växla mellan fine/coarse på encodern, DAcen räknar upp 1 per steg vid fine och 30 per steg vid coarse, känns rätt lagom.

Både ADC och DAC kommunikationen över I2C är även den igång och fungerar lika bra den. Test följer nedan.

Bild
Ett första test. Labbaget anslutet och en låg last iställd, ser ut att fungera bra.

Bild
Samma uppkoppling men högre ström inställd, fungerar fint.

Eftersom jag ännu inte lött dit någon kondensatorn mellan utgång och den inverterade ingången på opampen (C2 i schemat ovan) är det troligen att det kommer självsvänga vid någon punkt, så det bör mätas.

Bild
Spänningen till gaten på mosfeten, vid låg ström ingen självsvängning.

Bild
Ökar strömmen några hundra mA och mycket riktigt börjar det självsvänga.

Bild
Ökar strömmen ytterligare och det blir bara värre, värst omkring denna ström, 2.3A.

Löder fast en kondensator på 10nF och ser hur det blir.
Bild
Stabilt som fan! ;)

Det som är kvar är att fixa fläktstyrning och temperaturmätning, och lite till..

Vad tycker ni än så länge? Förslag på förbättringar eller dylikt är välkommet.

Det var det för idag, jag bjuder på en kort video över hur encodern fungerar och hur displayen beter sig i nuläget. :)
Användarvisningsbild
PeterH
Inlägg: 8640
Blev medlem: 15 mars 2006, 15:57:10
Ort: Gävle/Valbo

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av PeterH »

Ser riktigt tjusigt ut! :bravo: Kommer du att sälja några kort?
Borre
Inlägg: 4606
Blev medlem: 14 juni 2007, 15:43:50
Ort: Hälsingland

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av Borre »

Tack :)

Ja, kanske, gör nog en ny version med alla småsaker fixade då i så fall!

Kom på att den ju använder Arduino-kompatibel processor så skulle inte förvåna mig om det finns färdiga rutiner till både dac och adc, ska kolla det nån gång, för isf är det ännu fler som lätt kan slänga ihop en konstlast efter eget tycke. :)
Användarvisningsbild
Korken
Inlägg: 2230
Blev medlem: 3 februari 2006, 19:19:36
Ort: Luleå, Porsön

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av Korken »

Godagens! Coolt projekt! :tumupp:
Du har inte funderat på att lägga till en regulator så du kan ställa ström eller effekt så fixar den så att det blir den inställda?
Borre
Inlägg: 4606
Blev medlem: 14 juni 2007, 15:43:50
Ort: Hälsingland

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av Borre »

Jo har funderat på det. Men det är ju nästan bara när man kör lasten annat än konstant ström det behövs, tex som en resistans. För som det är nu är det väldigt enkelt att ställa in strömmen man vill att den drar, och den drar ju den strömmen oavsett spänning (ner till en viss lägsta nivå), konstant ström alltså.

Men helt klart smidigt att kunna ställa in effekt såklart. Ska fila lite på det när det börjar bli klart.
Användarvisningsbild
Korken
Inlägg: 2230
Blev medlem: 3 februari 2006, 19:19:36
Ort: Luleå, Porsön

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av Korken »

Jag tänkte mer om du ville ha mycket mer exakt kontroll över inställd ström. :)
En PI-regulator skulle göra susen här så du ger referens i Ampere och så fixar regulatorn det.
Borre
Inlägg: 4606
Blev medlem: 14 juni 2007, 15:43:50
Ort: Hälsingland

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av Borre »

Det är just det att strömmen inte ändras sålänge referensspänningen eller motståndet i shunten ändras. Med temperatur kan motståndet ändras men eftersom jag mäter spänningen över det oavsett reglering så blir det ju samma sak, det som skiljer sig är hur man ställer in referensspänningen i så fall.
tgadler
Inlägg: 91
Blev medlem: 9 november 2013, 12:48:42

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av tgadler »

Snyggt byggt! Har du kommit längre sen senaste uppdateringen?
Vart får alla tag på dessa fina lådor? Känns som att jag bara hittar en massa små lådor när jag letar...
Borre
Inlägg: 4606
Blev medlem: 14 juni 2007, 15:43:50
Ort: Hälsingland

Re: Mikroprocessorstyrd konstlast

Inlägg av Borre »

Tack :)

Nej inte mer än att jag fortsatt ritat på en ny bättre version samt uppdaterat mjukvaran en aning, men det har varit lågprioriterat på senaste tiden.
Men även i nuvarande skick med halvfärdig mjukvara och ofärdigt chassi fungerar den bra och är väldigt smidigt att ha tillhands så fort något ska testas, mäta batteriers Ah osv.

Det står i inlägget var lådan kommer ifrån, med direktlänk och allt ;)
Skriv svar