2016. február 1., hétfő

Műterhelés

A következő nagy dolog amin dolgozni szeretnék a házvezérlés projectem (de csak miután befejeztem néhány aktuálisan futó dolgot mint a build szirénát).
Létezik jól bevált központi management - az OpenHAB. Vezérelni a dolgokat bárhonnan, szintén nem probléma (Webes, iOS-es, Androidos applikációk léteznek hozzá).
Távoli szenzorokat és beavatkozó szerveket építeni manapság szintén könnyű. Rengeteg ilyet lehet találni az interneten olyan olcsó IoT platformra alapozva, mint az ESP8266 modul. Ehhez szenzorokat, reléket, SSR-t illeszteni triviális. Megoldani a tápellátását a távoli szerkezeteknek, sokkal trükkösebb feladat, még akkor is, ha az elektromos hálózat rendelkezésre áll. A projectem elsődleges célja az energiamegtakarítás. Sok energia elpazarlása arra, hogy bizonyos eszközök fogyasztását mérjem, nagyon rossz ötlet.
Tehát mielőtt belekezdek a projectbe, szeretném megtalálni az elektromos hálózatra kötött szenzorok tápellátásának a leghatékonyabb módját (a hálózati táplálás nélküli szenzorok ügye egy külön kérdés, elemes táplálás, alternatív energiák, stb. - ezekkel később akarok foglalkozni). Egy rakás különböző tápegység felépítés létezik erre a célra. A követelmények:
- Annyira hatékony legyen, amennyire csak lehetséges
- Tudjun 200-250mA-t produkálni 3.3V-on (esetleg 5V-on) (az ESP8266 energiafogyasztása: http://bbs.espressif.com/viewtopic.php?t=133)
- Amennyire csak lehetséges, olcsó legyen (egy nagy adagot kell építenem belőle, tehát számít a költség)
- A hálózattól izolált működés nem követelmény. A hatékonyság sokkal fontosabb.
Ebben a pillanatban nem akarok végigmenni a lehetséges megoldásokon (Rezisztív, Kapacitív, Lineáris, leválasztott és nem leválasztott kapcsolóüzemű, stb.). Venni/építeni akarok néhány típust és tesztelni.
Ahhoz, hogy össze tudjam hasonlítani ezeket, feltétlenül szükségem van egy állandó áramú műterhelésre.
Először körülnéztem a különböző fórumokon, hogy megfelelőt találjak. Alapvetően kétféle eszközben gondolkoztam:
1. Valami olcsó darab, ami használható kis áramokhoz, és nem fáj félrerakni, ha veszek valami komolyabbat, ha szükségem van professzionális megoldásra.
2. Egy professzionális darab, amit később más projectekhez is tudok használni.
Az első kategóriában nem találtam semmit. Körülnéztem az ebay, aliexpress, tindie környékén, de amiket találtam, nem voltak alkalmasak a feladatra, vagy nem estek az első kategóriába.
A második kategóriában a Maynuo M971x szériát találtam:

Egész jókat írnak róla a neten, ugyanakkor a jelenlegi igényeim nem indokolnak egy $400-600 kiadást (model függően, szállítással, vámmal ennyire jön ki).
Tehát az a döntés, hogy építek egyet.
Az előbb azt írtam, hogy nem találtam megfelelő olcsó darabot. Ez igaz a már megépített modelekre, ugyanakkor a másik oldalon, találtam olyat amire építhetek. A re:load 2-t az Arachnid Labs-tól. http://www.arachnidlabs.com/blog/2013/02/05/introducing-re-load/
Ha van ilyen, akkor miért nem vettem meg?
Mert teljesen más követelményekhez tervezték. Az kisáramú működés, és a perciziós szabályozás nem volt követelmény, ugyanakkor a telepes táplálás igen.
Az én tervem:
- független, hálózati táplálás (ez esetben egy váltóáramú fali adaptert használtam - egy őskövület Draytek routerből maradt)
- belső 12V egyenáramú táp (a magasabb feszültségnek több oka van: műveleti erősítő választás, opcionális hűtőventilátor, normál gate feszültségű MOSFET használata, stb.)
- Lecserélem az áram mérésre használt ellenállást jóval nagyobb értékre (1 ohm). Ez javítja a jel/zaj arányt. A másik oldalom 2V feszültésgesés-t kapunk 2A terhelésnél, de 3.3V alatt nem akarom használni
- Changed the current feedback resistor to a much higher value. This decrease the noise and the OpAmp offset problems. On the other side I get 2V voltage drop at 2A load, and I don't want to use this for anything bellow 3.3V.
- Lecseréltem a MOSFET-et egy olcsó n csatornás darabra (olyanra amit a fiókban találtam)
- Megteremtettem a műveleti erősítő offset kompenzálásának a lehetőségét (egy 0.6V-os negatív táppal és némi trimmerpotencióméterrel)
- Hozzáadtam méréshatárváltást (0-200mA, 0-2A)
- Lecseréltem az egyfordulatú potenciómétert egy 10 fordulatúra.
Itt a végleges kapcsolási rajz:


BreadBoard-on megépítve:


A nyák terv:


Egy fémdobozt választottam a készülékhez, de nem akartam egy rakás lyukat fúrni az előlapra (a hátlap más kérdés, azon csak egy lyuk van), tehát terveztem egy 3D nyomtatható darabot.
Itt van az eredmény. Teljesen összeszerelve (minusz a teteje), bemérve, működik:





Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése