Kar nekaj časa sem iskal primeren napajalnik za na mojo delovno mizo, ki bi poleg prenosnika dopolnjeval kotiček za programiranje AVR mikrokontrolerjev. Po pregledu ponudbe na svetovnem spletu, sem se odločil za KIT komplet podjetja AX elektronika. Pritegnila me je preprostost vezja in kar spodobna tokovna zmogljivost napajalnika. Najbolj všeč mi je bilo krmiljenje, ki je izvedeno z ATMega8 mikrokontrolerjem. Ker ta mikrokontroler tudi sam uporabljam, sem takoj pomislil na možnost zamenjave njihovega programa z mojim.
Najprej sem sestavil KIT komplet, ga umeril po navodilih in pričel s testiranjem napajalnika. Pri testiranju sem imel težave z osciliranjem vezja, ki sem ga s pomočjo osciloskopa kar hitro odpravil. Na vhodu A/D pretvornika za napetost in tok sem dodal blokirni kondenzator, povečal blokirni kondenzator C11, k uporu R2 sem dodal blokirni kondenzator. Oscilacije vezja sem odpravil s kondenzatorjem C13, ki je v povratni vezavi operacijskega ojačevalnika U1:B. Na izhod močnostnega tranzistorja Q1 sem dodal še zaščitno diodo, ki ščiti izhodni tranzistor pred napačno priklopljenim akumulatorjem. Izpustil sem ZD1 in ZD2. ZD1 sem nadomestil z D1 (Schottky dioda), ki ščiti vhod A/D pretvornika pred preveliko napetostjo. Izhod vezja INA 139 ja preračunan tako, da napetost na izhodu nikoli ne more preseči 5V. Zaradi tega lahko ZD2 enostavno izpustimo. Malenkost je spremenjeno tudi napajanje INA 139, ki je tako bolj stabilno in zagotavlja natančno merjenje toka. Dodan je tudi konektor za serijsko povezavo mikrokontrolerja z zunanjimi napravami. Zaradi tega je prestavljen piskač na drugi pin mikrokontrolerja. Ko je bilo delovanje napajalnika stabilno, sem se lotil pisanja novega programa, ki je tako kot osnovni, napisan v BASCOM-AVR programskem jeziku.
Novemu napajalniku sem poleg osnovne funkcije napajalnika oziroma napetostnega generatorja namenil še funkcijo tokovnega generatorja in funkcijo polnilnika akumulatorjev. Oboje mi pri hobiju (modelarstvo) velikokrat pride prav. Zaradi novih funkcionalnosti je bilo jasno, da v ATMega8 ne bo dovolj prostora za program. Zato sem ga zamenjal z ATMega168, ki je pin kompatibilen in ima še enkrat več prostora za program v Flash pomnilniku (16K namesto 8K).
Tiskano vezje
Pri tej modifikaciji se je izkazalo, da je potrebno kar precej spremeniti tudi samo tiskano vezje, saj ne bo dovolj dodajanje tiskanih vezij k obstoječi tiskanini. Pri načrtovanju in pripravi nove različice TIV je na pomoč priskočil moj prijatelj Jure. Na novo je narisal TIV in poskrbel za izdelavo le-tega. Cilj je bil narediti tiskano vezje, ki bo dovolj majhno, da paše v relativno majhno ohišje PWM napajalnika, vezje pa mora biti enostransko zaradi nižje cene. Pri vezju sem se izogibal SMD elementom, zato je večina elementov klasičnih, z izjemo nekaterih, ki obstajajo samo v SMD ohišjih in pa nekaterih, ki so zaradi kompaktnosti tiskanine morali biti v SMD ohišjih. Kljub enostranskem vezju sem poskrbel, da je na vezju dovolj mase in da so povezave do A/D pretvornika kratke in dobro filtrirane. Pri sestavljanju TIV najprej prispajkajte SMD elemente, šele potem se lotite najprej najnižjih in potem višjih elementov do največjega elektrolitskega kondenzatorja.
Na tiskanemu vezju so trije kratkostičniki, ki se jih veže na strani elementov in en kratkostičnik, ki se ga prispajka na strani spajkanja.
Sestavljanje
Tiskano vezje sestavljamo tako, da najprej prispajkamo vse SMD elemente – razen velikih Shottcky diod, ki jih prispajkamo čisto pri koncu sestavljanja. Ko smo prispajkali SMD elemente, se lotimo kratkostičnikov na strani elementov. Kratkostičnik, ki se nahaja na strani spajkanja bom tudi prispajkali na koncu. Za kratkostičniki se lotimo spajkanja vseh elementov od najnižjih do najvišjih (razen izhodnih tranzistorjev, ki jih bomo pritrdili na hladilno telo). Ko smo prispajkali vse elemente, še prispajkamo dve SMD Schottky diodi in čisto na koncu še kratkostičnik na strani spajkanja. Ta kratkostičnik naj bo iz žice z malce večjim presekom, saj skozi njega lahko teče večji tok.
Pred prvim priklopom spojimo izhodni tranzistor Q1 na TIV, Q2 pa za enkrat ne spojimo na vezje. Za LCD prikazovalnik in tipke so predvidene moške letvice, na katere bomo spojili ženske letvice, ki so preko ploščatega kabla spojene na LCD oziroma tipke. Lahko bi seveda povezali tipke in LCD neposredno na TIV, vendar je sestavljanje vezja v ohišje lažje, če se LCD in tipke nahajajo na kablih z ženskimi letvicami. LCD ima tudi dva distančnika, ki LCD držita trdno v ohišju (distančnika sta bele barve – glej sliko)
Opis programa
Ob zagonu naprave se najprej na zaslonu pojavi osnovni menu (slika 4), kjer se odločimo, kateri del naprave bomo uporabljali oziroma kateri del podprograma bomo pognali. S pritiskom na tipko T1, T2 ali T3 izberemo podprogram za polnilnik, napetostni generator ali tokovni generator. Dodana je tipka T4, ki služi vračanju iz podprogramov nazaj v glavni menu. Vsak pritisk na tipko na kratko aktivira tudi vgrajen piskač, ki nam signalizira, kdaj je tipka pritisnjena.
Napajalnik – napetostni generator
Če izberemo tipko T2, zaženemo podprogram za napetostni generator, katerega delovanje oziroma zaslon prikazuje slika 5. Prva vrstica prikazuje nastavljeno napetost in dejanski tok, druga pa nastavitev zakasnitve in nastavljeno tokovno omejitev.
PWM II napajalnik, polnilnik baterij in tokovni generator
2012_SE193_52
