طراحی منبع تغذیه متغیر برای شیر برقی
هدف:
این مدار برای تامین تغذیه یک شیر برقی طراحی شده است. با استفاده از این مدار می توان ولتاژ تغذیه مورد نیاز (بین 0 الی 20 ولت) را در خروجی ایجاد کرد.
عملکرد:
این مدار 2 مقدار ولتاژ را می تواند نگه داشته و با توجه به دستور کاربر هر کدام از آن ها را در خروجی قرار دهد. این مقادیر در 2 حالت mem1 و mem 2 قرار می گیرند. برای تنظیم کردن مدار، از 4 کلید فشاری استفاده شده است و در نهایت ولتاژ مشخص شده توسط کاربر در خروجی قرار خواهد گرفت.
ویژگی‌های مدار:
- ولتاژ ورودی این مدار 24 ولت است
- ولتاژ خروجی می تواند بین 0 تا 20 ولت باشد
- ماکزیمم جریان این مدار در ولتاژ 20 ولت، 1 آمپر می باشد. در نتیجه توان خروجی ماکزیمم 1w می باشد.
- ابعاد برد 12*10 cm
- این مدار ریپل خروجی بسیار کمی دارد
- در صورت قرارگیری بار در خروجی، افت ولتاژ نخواهیم داشت
- در این مدار برای تثبیت ولتاژ از فیدبک خروجی استفاده شده است
- برای جلوگیری از آسیب به قطعات در صورت گرم شدن، در این مدار سیستم خنک کننده تعبیه شده است
ملزومات سخت افزاری:
- میکروکنترلر atmega8
- Dac مقاومتی
- کلید های push button
- یک کلید سلکتور (selector) 3 حالته
شرح عملکرد:
همانطور که گفته شد این مدار 2 مقدار ولتاژ را در mem1 و mem2 نگه می دارد. با استفاده از کلید سلکتور 3 حالته می توان مشخص کرد مدار خاموش باشد یا در خروجی مقدار mem1 قرار گیرد و یا مقدار mem2. دو کلید فشاری برای ورود به منوی تنظیمات وجود دارد. پس از نگه داشتن هر کلید، 2 بوق زده می شود و وارد تنظیمات هر کدام از mem ها می شویم. درین قسمت با استفاده از دو کلید فشاری دیگر + و -، می توان ولتاژ خروجی مربوط به آن mem را زیاد یا کم کرد. با هر بار فشار دادن کلید های + و -، مقدار ولتاژ mem مربوطه، به اندازه 0.1 ولت زیاد یا کم می شود. برای بالاتر بودن سرعت کم و زیاد شدن مقدار خروجی، اگر کلید های + و – را به طور ممتد فشار دهیم، خروجی در هر step به مقدار 0.5 ولت افزایش می یابد.
مختصر توضیحی درباره قطعات و سخت افزار استفاده شده
- Dac مقاومتی:
برای تنظیم کردن step ها در هر این مدار از dac مقاومتی استفاده شده است. ساختار آن مانند تصویر زیر است. در این مدار با توجه به مقدار باینری Vref، مقاومت از مدار وارد و خارج می شوند. برای مثال اگر ۱ باینری دریافت شود، کلید مقاومت را به ولتاژ مرجع متصل کرده و اگر صفر منطقی را دریافت شود، کلید مقاومت را به زمین متصل می‌کند. تمام بیت‌های ورودی دیجیتال به صورت همزمان به مدار مبدل دیجیتال به آنالوگ اعمال می‌شوند. بنابراین مدار مبدل دیجیتال به آنالوگ، خروجی آنالوگ را بر اساس ورودی دیجیتال خود تولید می‌کند.
در ادامه یک اپ امپ قرار دارد که باعث می شود در صورت کم یا زیاد شدن مقدار مقاومت موجود در مدار، جریان کشی مقاومت ها به هم نریزد. همچنین با تنظیم گین اپ امپ، می توان step های مختلف را ساخت.
- کلید سلکتور 3 حالته:
تصویر یک کلید سلکتور 3 حالته در روبرو آورده شده است. این کلید 3 پایه دارد که با توجه به اینکه کدام حالت انتخاب شده است، و با pull up کردن هر پایه، می توان تشخیص داد که کدام حالت فعال است.
در این مدار با استفاده از این کلید مشخص کرده ایم که خروجی غیر فعال باشد، یا mem1 در خروجی قرار گیرد، یا مقدار mem2 در خروجی باشد.
