Цифровое устройство защиты с функцией измерения


фото от nusik1975 Андрей

Схема устройства защиты показана на рис. 1. Основа устройства микроконтроллер PICI6F873,. На микросхеме DA2 собран стабилизатор напряжения, которое используется и как образцовое для встроенного АЦП микроконтроллера DDI. Линии порта RA5 и RA4 запрограммированы как входы АЦП для измерения напряжения и тока соответственно, a RA3 — для управления полевым транзистором. Датчиком тока служит резистор R2, а датчиком напряжения — резистивный делитель R7R8. Сигнал датчика тока усиливает ОУ DAI. 1. а ОУ DA1.2 использован как буферный усилитель.

Основные технические характеристики
    Пределы измерения напряжения, В …………………………0..50
    Пределы измерения тока, А ………………………………0.05..9,99
    Пороги срабатывания защиты:
                по току. А……………………………………….от 0,05 до 9.99
                                                                                   с шагом 0,01
               по напряжению. В……………………………….от 0,1 до 50
                                                                                     с шагом 0,1
    Время срабатывания защиты:
         среднее при одной включенной защите, мс………..0.075
         среднее при двух включенных защитах, мс ………..0,075
         максимальное, мс…………………………………………………….1
    Напряжение питания, В ………………………………………….9…40
    Максимальный потребляемый ток, мА ……………………….50

    При нажатии на кнопку SB3 «Авто в режиме установки выполняется выход на рабочий режим, а в рабочем режиме — автоматическая установка защиты. В последнем случае значения тока и напряжения, при которых срабатывает защита, автоматически устанавливаются больше текущих значений напряжения и потребляемого тока на две единицы младшего разряда.
    Большинство деталей, кроме индикаторов, кнопок и разъемов смонтированы на печатной плате, чертеж которой показан на рис. 2. Оксидные конденсаторы — К50-35 или аналогичные импортные. С2 — К10-17, К73-24. ОУ DA1 — КР1040УД1. Светодиодные семиэлементные индикаторы могут быть любые с общим катодом, кнопки — малогабаритные с самовозвратом, например DTST-6, постоянные резисторы — МЛТ, С2-22. подстрочный — СП5-16ВА-0.25. Резистор R2 изготовлен из отрезка высокоомного провода, в авторском варианте использован резистор от вышедшего из строя мультиметра М-830. Полевой транзистор — мощный переключательный с n-каналом фирмы International Rectifier, желательно с буквой L в первой части названия, так как для его открывания достаточно напряжения 3.5…5 В. При токах нагрузки более 5 А сопротивление открытого канала должно быть не более 0,01 Ом. Необходимо обратить внимание на то, чтобы максимально допустимый ток стока был больше тока нагрузки.

Рисунок 2

алаживание начинают с установки подстроенным резистором R4 выходного напряжения (5,12 В) стабилизатора на микросхеме DA2. при этом предварительно микроконтроллер удаляют. Затем его устанавливают и подают на вход напряжение 10…15 В. Измеряя это напряжение цифровым вольтметром, сравнивают его показания с показаниями индикатора устройства и при небольших отличиях добиваются их совпадения резистором R4. При этом следует учесть, что напряжение питания микроконтроллера не должно превышать 5,5 В. В случае необходимости подбирают резистор R7.
    Для налаживания измерителя тока к выходу устройства подключают нагрузку с последовательно включенным амперметром. При токе 100мА сравнивают показания и добиваются их совпадения подбором резистора R5. Затем проверяют точность показаний при токе в несколько ампер.
    Работа с устройством. Поскольку в память записаны максимальные значения тока и напряжения, при которых срабатывает защита, при первом включении прибора на 3 с появится изображение, которое показано на рис. 3. По истечении этого интервала времени — изображение текущих значений напряжения и тока, например, как на рис. 4. Если нажать на кнопку SB3 «Авто» и отпустить, то на 3 с появится изображение установленных значений тока и напряжения срабатывания защиты (рис. 5) Если защита до нажатия на кнопку SB3 «Авто» была выключена, то она включится.

Рисунок 3

Рисунок 4

Рисунок 5

Рисунок 6

Рисунок 7

    При нажатии на кнопку SB1 «Установка» устройство переходит в режим установки и нажатиями на кнопку SB2 «Разряд» выбирают разряд, в котором кнопкой «Установка» устанавливают нужную цифру. В четвертом и восьмом разрядах кнопкой «Установка» включают или выключают защиту по току и напряжению соответственно. Если индицируется буква «У», то защита включена. Для примера, на рис. 6 показано, что защита по напряжению включена. а по току — выключена. При выключенной защите установленные значения могут быть любыми.
    Переход из режима установки в рабочий режим можно выполнить как перемещением запятой за пределы индикатора, так и нажатием на кнопку SB3 «Авто» после установки любого разряда. В рабочем режиме выключенная защита индицируется приподнятыми буквами «u» и «i», как показано на рис. 7. После срабатывания защиты устраняют причину, ее вызвавшую. Возвращают устройство в исходное состояние, отключив и включив источник или включив режим «Установка», а затем нажимая на кнопку SB3 «Авто». Необходимо отметить, что устройство реагирует на нажатие кнопок после их отпускания. Если присутствует дребезг контактов, то параллельно кнопкам следует установить конденсаторы емкостью 0.047…0,22 мкФ. Питать устройство желательно от отдельного источника.
    Это устройство можно применить для зарядки аккумуляторных батарей. Для этого ко входу через ограничительный резистор, сопротивление которого определяет ток зарядки, подключают источник питания с соответствующими выходными напряжением и током, а к выходу — аккумулятор. Защиту по току выключают, а защиту по напряжению включают, установив значение напряжения, до которого необходимо зарядить аккумулятор.

прошивка — скачать

печатная плата — скачать

2 комментариев

  1. Добрый день!
    1 что то я не могу найти сс56-12gma может сс56-12gwa?
    2 не соответствует печатная плата со схемой на выводах к cc56-12

  2. A микросхему еще программировать нужно?