Arduino DIY - Limiter 500mA strujno ograničenje uz shutdown opciju - I deo

Ovo je Arduino UNO uradi sam projekat za limitaciju potrošnje jednosmerne električne struje iznad 500mA, ukoliko potrošač povuče veću jačinu struje po intezitetu od 500mA, usled kvara, recimo, pri čemu nastaje kratak spoj a samim tim se povlači i veća količina struje, jer unutrašnje otpornosti više nema, dolazi do gašenja napajanje te se izbegava pregorevanje istog, jer su i same komponente od kojih je limiter izgrađen limitirane po svojim minimalnim i maksimalnim karakteristikama. 500mA je samo ograničenje koje sam zadao isti koncept se koristi i za limiter od 3 ampera recimo.

Koncept šema limitera jačine električne stuje do 500mA

Na dole prikazanoj šemi prikazana je koncept šema limitera potrošnje pri čemu se isto kolo isključuje, tranzistorom, ukoliko kroz granu protekne više od 500mA struje. Koncept se primenjuje na različitim izvedbama konkretne implementacije ali koncept je identičan. Pošto se ovde radi o isključivanju napajanja kada kroz granu napajanja protekne više od 500mA, znači da moramo meriti protok stuje. Da bi to uradili jedan od načina jeste da se koristi otpornik, ali šta je ovde poenta? Ako se koristi otpornik to znači da ograničavamo protok struje kroz granu i utičemo na intezitet, ali imamo i gubitke, da bi se to izbeglo dizajneri su konstruisali poseban otpornik koji se naziva šant. Šant ima dve karakteristike: da je izrazito mali u vresnoti, tipa 0.001 oma ili manje, što je zanemarljivo mala otpornost koja zanemarljivo malo remeti intezitet struje kroz granu, ali je otportnos, i to znači da postoje gubici te su posebni u konstrukciji, imaju hladnjake kako bi podnosili veću snagu. Pošto nemam šant koristio sam keramiku od 1 oma, što mi je ujedno pojednostavilo računicu, pri čemu je isti 10 Wati. Šema je jednostavna, na prekidačko modifikovano napajanje od računara na red se veže šant od 1 oma, zatim ide potrošač, zatim tranzistor pri čemu kolektor ide na jedan kraj potrošača, a emiter ide na ground pin, pri čemu je ground pin isti i za Arduino i za napajanje i za ostatak elektronike. Merenje se radi pomoću analogno digitalnog konvertora ADC koji je integrisan u okviru MCUa tj. mikrokontrolera. Napon na optoniku je analogna vrednost koja se menja u vremenu u zavisnosti od toga kako se menja unutrašnja otpornost potrošača, pri čemu na potrošač možemo gledati kao na blok dijagram koji je zapravo otpornik i on ima unutrašnju otpornost. Da bi se izbeglo konkretno korišćenje potrošača za izradu prototipa, koristi se potenciometar koji se konfiguriše kao varijabilni resistor tj. otpornik. Samim tim kako se pomera klizač otpornika tako se menja i unutrašnja otpornost simuliranog potrošača, čime se menja intezitet struje kroz granu za napajanje. Kada potrošnja pređe 500mA isključi se tranzistor i prekida se strujna grana za napajanje. Šema i sam koncept su dosta jednostavni. Pored konceptualne električne šeme, postoji i video materijal te pogledajte isti za detalje.

 Konceptualna električna šema limitera do 500mA

 
Video #1 Konceptualna šema limitera jačine struje do 500mA


Video #2 Šta je sve potrebno za implementaciju limitera do 500mA

Drugi i treći deo ovog bloga prikazuje konkretnu implementaciju ADC merenja. Ostali delovi blog posta pokrivaju kompletno rešenje u celosti.

Autor:
Vladimir Savić

Comments

Popular posts from this blog

Electrolytic capacitors and design rules

Kako napraviti laboratorijsko napajanje od starog kompjuterskog ATX prekidačkog napajanja