Načrtovanje 300 W digitalnega laboratorijskega usmernikaMIKEC, JOŽE (Avtor) Križaj, Dejan (Mentor) digitalni laboratorijski usmernikdigitalno krmiljenje napetostikrmiljenje toka z mikrokontrolerjemelektrična izolacija vezjiDiplomsko delo z naslovom digitalni laboratorijski usmernik popelje bralca skozi načrtovanje in služi kot vodnik za izdelavo natančnega variabilnega usmernika, ki je zmožen nastavitve napetosti od 0-30 V in toka od 0-5 A z inkrementi 10 mA/mV. V začetku najprej predstavim težave pri načrtovanju vezij in navedem ukrepe, s katerimi se teh težav izognemo. Nato na kratko opišem načine za izdelavo električnih shem in na koncu realizacijo le-teh na tiskanem vezju. Glavni del diplome zajema predvsem načrtovanje in realizacijo analognega usmerniškega vezja, dotakne pa se tudi povezave mikroprocesorja z analognim krmiljenim delom vezja in vhodnim uporabniškim vmesnikom. Analogni del je sestavljen iz treh poglavji. Prvo poglavje opisuje izvedbo napajanja in pred-regulacije, kjer je opisano delovanje in osnovni izračuni za realizacijo usmerniškega vezja. To se sestoji iz transformatorja, usmerniškega mostiča in gladilnih kondenzatorjev. Pred-regulacija je namenjena izboljševanju učinkovitosti in to s preklopnim regulatorjem tudi dosega, saj taki regulatorji dosegajo veliko boljše izkoristke, tudi do 90 %, kar je veliko več, kot dosegajo linearni regulatorji ali druge implementacije pretvorbe napetosti. V tem podpoglavju se dotaknem načrtovanja preklopnega regulatorja, predstavim način uporabljen za reguliranje in podam formule za izračun in izbiro zunanjih elementov pred-regulatorja. V četrtem poglavju je opisano analogno krmiljenje, opisane so metode krmiljenja izhoda in implementacija operacijskih ojačevalnikov za enostavno kontrolo z mikroprocesorjem. Posebnost v tem načrtu je merjenje toka, saj je izvedeno s pomočjo Hallovega senzorja. Opisujem pa tudi napajanje, ki je potrebno za delovanje aktivnih naprav v krmiljenem vezju in načrtovanju natančnosti izhodne napajalne napetosti 5, 10, 36 V in referenčne napetosti 5 V. Konec četrtega poglavja je namenjen stabilizaciji vezja. Za pretvorbo analognih signalov v digitalne so za visoko natančnost potrebni dobri AD in DA pretvorniki, ki jih v petem poglavju opišem in predstavim v samem vezju. Za nemoteno delovanje in varovanje kontrolnega vezja pred morebitnimi električnimi poškodbami je potrebna implementacija izolacije kontrolnega in krmilnega dela vezja. Razložena je tudi serijska digitalna komunikacija I2C, katero med seboj uporabljajo digitalne naprave, ki so uporabljene v vezju. Predzadnje poglavje obravnava tudi izolacijo med kontrolnim vezjem in USB priklopom, ki je namenjena programiranju mikrokontrolerja in razhroščevanju (angl. Debugging), to pa omogoča nastavljanje in nadgrajevanje programske opreme naprave brez poseganja v njeno notranjost. Izolacija je tukaj izvedena z opto-izolatorji. Ohišje in uporabniški vmesnik pa sta obravnavana v zadnjem poglavju, v katerem opišem načine realizacij, zasnovo za izgled ohišja ter osnovno zgradbo uporabniškega vmesnika.20162016-06-16 08:49:18Diplomsko delo83504VisID: 34534sl