数码电池供电_haoDIY_音响电子电脑科技DIY小制作发明

需要一个电源，可以使用的话，即使没有附近的插座吗？
并且不是很凉爽如果它也非常精确，数字，和通过可控的电脑吗？

在下面我将向你展示如何建立准确的：数码电池供电的电源，这是Arduino兼容，可以通过USB接口的PC控制。

在我从一个旧的ATX电源内置电源，而它的伟大工程，我想提高我的游戏与数字电源。前面已经说过，它是由电池供电（2锂电池要精确），它可以在1个提供最大20 V；这是我的大多数项目需要一个精确的电源供应充足。

我将展示设计的全过程，所有项目文件可以在GitHub页面找到我：https://github.com/thomasvdd/smartsupply

让我们开始吧。

步骤1：功能与成本

功能特色

恒压和恒流模式
使用线性低噪声稳压器，之前有一个跟踪调节器来降低功耗
使用handsolderable组件保持项目访问
由atmega328p，Arduino IDE编程
PC机的通信通过微型USB的java应用程序
由2个受保护的18650锂离子电池
18毫米间隔的BNC适配器兼容香蕉插头

规格

0 1A，1毫安的步骤（10位DAC）
0～20V，20 mV的步骤（10位DAC）（真0v操作）
测量电压：20 mV的分辨率（10位ADC）
电流测量：
- < 40ma：10ua分辨率（ina219）
- < 80ma：20ua分辨率（ina219）
- < 160M一：40ua分辨率（ina219）
- < 320ma：80ua分辨率（ina219）
- > 320ma：1ma分辨率（10位ADC）

成本

完整的电源花了我150美元左右，与所有的一次性元件。电池是最昂贵的部分（30美元2细胞），因为它们是受保护的18650锂电池。
可以降低成本明显如果没有电池操作是必要的。通过省略电池和充电电路，价格降到100美元左右。
虽然这可能看起来很贵，电源与较少的性能和功能的成本往往比这更多的。

步骤2：操作原理与理论

了解电路的操作，我们将看看示意图。我把它分成不同的功能模块，这样就比较容易理解；我也因此一步解释操作步骤。
这是相当一部分的深度和需要一个良好的电子知识。如果你想知道如何搭建电路，你可以跳过这一步。

主块

的操作是基于lt3080芯片：它是一个线性稳压器，可以下台的电压，根据控制信号。该控制信号将由微控制器产生的；如何做到这一点，将会详细阐述后。

电压设定

在lt3080电路产生相应的控制信号。首先，我们将看看如何的电压是一个看起来。电压从单片机的设置是一个PWM信号（pwm_vset），这是一个低通滤波器，滤波（C9和R26）。这将产生一个模拟电压之间0和5 V输出电压成正比的希望。因为我们的输出范围为0 - 20 V，我们要放大这个信号与4的一个因素。这是由非反相放大器配置U3C做。增益设定引脚通过R23 / / / / R25 R24和R34决定。这些电阻0.1%宽容，减少错误。R39和R36在这并不重要，因为他们是反馈回路的一部分。

当前设置

这套引脚也可用于第二设置：电流模式。我们要测量的电流，并关闭输出，这超过了想要的电流。因此，我们重新开始由一个PWM信号（pwm_iset），由微控制器产生的，现在是低通滤波和衰减到0 - 5 V范围0 - 2 V范围。这个电压是现在相比，电流检测电阻两端的电压降（adc_iout，见下文）由运放U3D比较器配置。如果电流太高，这将打开一个LED，也拉的lt3080设定线路接地（通过Q2），从而关闭输出。电流的测量和信号adc_iout生成如下。输出电流通过电阻R7 - R16。这些共1欧姆；在最初的地方不使用1R的原因是双重的：1电阻需要有更高的额定功率（它需要消耗至少1 W），并通过使用平行10 1%个电阻，我们得到的比一个1%的电阻精度更高。一个好的视频关于为什么这部作品可以在这里找到：https://www. youtube.com/watch？V = 1wahtdwerru & T = 1s当电流通过这些电阻，它产生电压降，这可以衡量的，它是在lt3080，由于压降应不影响输出电压。电压降与差分放大器测量（U3B）与增益2。这个结果在0的电压范围为2 V（后来），因此在目前的PWM信号的电压分压器。缓冲（U3A）是为了确保流入的电流电阻R21，R32和R33是不会通过电流检测电阻，这会影响它的阅读。还注意到，这应该是一个轨对轨运算放大器的正输入，因为输入电压等于电源电压。非反相放大器只对测量过程虽然非常精确的测量，我们船上的ina219芯片。该芯片可以测量很小的电流，并通过I2C。

额外的东西

在lt3080输出，我们有更多的东西。首先，有一个电流（lm334）。这画一个常数677微安的电流（由电阻R41），稳定lt3080。然而它没有连接到地面，但V，负电压。这是需要让lt3080运行至0 V时，连接到地面，最低电压是0.7 V似乎足够低，但记住，这阻止我们把电源完全关闭。齐纳二极管D3用来钳位输出电压是否高于22 V，和电阻分压器的输出电压下降范围从0 - 20 V至0 V（2 adc_vout）。不幸的是，这些电路在输出过电流lt3080，这意味着他们将有助于输出电流要测量。幸运的是，如果电压保持恒定电流恒定的；所以我们可以校准电流在负载断开第一。

电荷泵

我们之前提到的负电压是由一个好奇的小电路产生的电荷泵。它的操作，我将在这里：https://www. youtube.com/watch？V = 1wahtdwerru & T = 1s它是由一个50%单片机的PWM（脉宽调制）

Boost变换器

现在让我们来看看我们的主块的输入电压一看：Vboost。我们看到的是8—24V，但等待，2串锂电池提供了最大8.4 V？事实上，这就是为什么我们需要提高电压，以Boost变换器。我们总是可以提高电压24 V，不管输出我们想要的；然而，这会浪费很多力量在lt3080事情会变热热的！所以，相反的，我们会提高电压超过输出电压一点。2.5 V高是合适的，考虑到在电流检测电阻的电压降和电压差的lt3080。电压由升压转换器的输出信号电阻。要改变这种电压在飞，我们使用数字电位器MCP41010，这是控制的，通过SPI。

电池充电

这使我们真正的输入电压：电池！由于我们使用受保护的细胞，我们只需要把它们串联，我们做了！它是在这里使用保护细胞，避免过电流或过放电，从而损坏的细胞。再次，我们使用一个电压分压器测量电池电压，扔下一个可用的范围。现在到有趣的部分：充电电路。我们用bq2057wsn芯片用于此目的：与TIP32CG组合，它基本上呈线性电源本身。该芯片通过适当收费细胞CV CC轨迹。因为我的电池没有温度探头，这个输入应该连接到半电池电压。这一结论的电源电压调节部分。

5V稳压器

5 V电源电压的Arduino是这个简单的电压调节器的制作。这不是最精确的5 V输出，然而，但这将解决以下。

2.048 V基准电压

这个小小的芯片一个非常精确的2.048 V基准电压源提供。这是作为一个模拟信号adc_vout，参考adc_iout，adc_vbatt。这就是为什么我们需要分压器将这些信号到2 V.单片机这个项目的大脑是atmega328p，这是相同的芯片，采用的是Arduino Uno。我们已经过了大多数的控制信号，但也有一些有趣的补充，但是。旋转编码器连接到2的外部中断引脚的Arduino：PD2、PD3。这是一个可靠的软件的实现需要。下面使用一个内部上拉电阻的开关。然后是这个芯片上的电位器选择线奇怪的分压器（壶）。在输出电压分压器，什么是好的；你可能会说。如前所述，5 V电源不teribbly准确。因此，准确地测量这是好的，调整占空比的PWM信号，因此。但因为我没有更多的自由输入，我不得不做出一个引脚拉双重任务。当供电的靴子，这是第一套引脚作为输入：测量电源轨和自校准。其次，它是集作为输出，它可以驱动芯片选择线。

显示驱动程序

为显示，我想要的是一个常用的和廉价的日立液晶屏。他们是通过6个引脚驱动的，但因为我没有脚离开，我需要另一个解决方案。转移登记的救援！74HC595的允许我使用SPI线来控制显示，因此只需要1个额外的芯片选择线。

FTDI

这个电源供应的最后一部分是连接外面世界的残酷。为此，我们需要将串行信号转换成USB信号。这是由FTDI芯片完成的，它是连接到一个微型USB端口方便连接。

这就是一切！