DIY Labvoeding
Geplaatst: wo 27 apr 2011, 1:39
De laatste tijd ben ik ineens weer wat meer bezig met buizen omdat ik een aantal vragen van mensen heb gehad.
Nu is er een hoop wel van te voren uit te rekenen, te voorspellen en te simuleren, maarja een buis is nog geen transistor.
Zomaar 1 op 1 overnemen gaat door het minder ideale gedrag van een buis helaas niet altijd.
Ik heb al eerder ervaren dat daardoor bepaalde dingen toch net ietsjes anders lopen (niet veel, maar toch).
Om die reden is het daarom weleens handig om even een testje uit te voeren.
Nu zou je aan de slag kunnen met een houtje touwtje opstelling, maar mijn ervaring is dat daar enkel ergernissen van kunnen komen.
En met dergelijke hoge spanningen rommelen kan soms ook een vervelend nagevoel geven.
Dus waarom niet gewoon gelijk een mooie regelbare voeding maken?
Spanning instelbaar tot ongeveer 300V en 100mA lijkt mij ook zat.
Tevens een aansluiting voor de groeistroom.
Ook is het wel handig om een stroom beveiliging te hebben.
Dit alles brengt het volgende schema.
De (theoretisch) maximale rimpelspanning:
Het is in wezen een dubbeltraps regelbaar in serie.
De eerste mosfet zorgt er voor dat de de spanning mooi afgevlakt wordt tot 306V.
Met de 2e trap kan de spanning ingesteld worden.
C2 zorgt nog voor de nodige extra rimpel reductie.
De BC547 zorgt in combinatie met de 3,3ohm weerstand voor de stroombegrenzing.
(ik zie net dat ik in het schema nog een zener vergeten ben als beveiliging)
Allemaal leuk en aardig, maar we willen natuurlijk ook weten wat we instellen.
Hiervoor zou je een standaard 3½ digit display kunnen nemen.
Om daar vervolgens ook de stroom op te kunnen aflezen moet je alleen weer wat trucjes uithalen.
Ik zou liever een grotere LCD (1x16 of 2x16) willen hebben met gelijktijdig de spanning EN de stroom.
Nu was ik laatst eens aan het opruimen (ja, echt waar!
) en kwam toevallig een schattige Attiny45 tegen.
Daar valt vast iets mee te doen!
Nu hoor ik al een paar mensen denken hoe ik dat in hemelsnaam ga doen met een Attiny met maar vijf bruikbare pinnen.
Een LCD heeft er al heel wat nodig.
Het klopt dat het ook niet zomaar kan, daar moeten we even een trukendoos voor openmaken.
Je kunt namelijk een LCD ook aansturen met maar 2 pinnen (!!) via een shift-register, zoals de 74LS164 (ipv iets van 7 geloof ik).
Dan heeft de Attiny45 dus ineens nog 3 pinnen over!
Twee van die ingangen zijn 10bits analoge ingangen en deze wil ik gaan gebruiken voor het lezen (meten) van de spanning en de stroom.
De Attiny45 heeft echter maar een bereik van maximaal 5V in (en geen 300V
), er zou dus een spanningsdeler moeten komen van 1/60.
Doordat de ingang van de Attiny 10bits is, wordt dit dus ingedeeld in 1024 stapjes.
Rekenen we dat terug, krijgen we een resolutie van ongeveer 0,3V (precies berekeningen volgen nog).
Om de stroom te berekenen lees ik tevens de spanning uit, maar nu VOOR de 3,3ohm weerstand.
Door die twee waardes van elkaar af te trekken en te delen door de weerstand, is de stroom bekend.
Het schema wordt uiteindelijk:
Deze is overigens nog in ontwerpfase omdat ik nog een aantal dingen nog niet helemaal lekker vind lopen (ook printtechnisch gezien).
Zo is het niet handig om precies een spanningsdeling van 1/60 te nemen.
Als de spanning namelijk net boven de 300V komt, dan meet hij niets meer. (of niet goed).
Het is dus slimmer om een overhead te hebben van iets van 10-20%.
Dat moet ik nog even onderzoeken.
Je ziet trouwens ook dat de overgebleven pin van de Attiny gebruikt kan worden om bijvoorbeeld een relay aan te sturen.
Deze zou bijvoorbeeld gebruikt kunnen worden als extra beveiliging die in een keer alle spanning uitschakelt.
Met de programmering ben ik nog bezig, daar kom ik nog op terug.
Ik zit echter nog met een paar praktische problemen (waarom ik ook niet verder kan met het schema)
- Het liefst heb ik een 6,3Vdc gelijkspanning ipv 6,3V wisselspanning.
Het probleem hierbij is alleen dat je van 6,3Vac eigenlijk niet echt 6,3Vdc kunt maken.
6,3V geeft gelijkgericht zo'n 8,9Vdc.
Als ik low drop Schottky diodes gebruik, gaat daar zo'n 0,55V af (een "normale" diode doet al gauw 1V!)
Een standaard spanningsregelaar (zoals een een 7805 etc) heeft een spanning nodig die minimaal 2V groter is.
In plaats daarvan is bijvoorbeeld een LT1084/83 te gebruiken.
Deze heeft een drop voltage van ongeveer 1-1,2V.
Ik kom dan theoretisch uit op 7,15V.
Dat zou dus net kunnen.
Echter moet ik eventjes nog een praktisch test uitvoeren of dat ook daadwerkelijk gaat werken.
Zeker onder een flinke belasting.
(simulatie programma heeft namelijk helaas niet al die componenten in z'n database staan).
- Ik zit nog even te twijfelen of ik ook een stroomregeling maak tot 100mA.
Het geheel komt trouwens in dit kastje (afkomstig van modushop).
Indeling is enkel ter illustratie.
Over de indeling ben ik ook nog zeker, tips zijn daar welkom!!!
Er komt trouwens een ander LCD op met rode letters (geen backlight)
Het idee is nu om de print voor de Attiny (+ stukje voeding voor de Attiny) op een print te maken die precies achter een standaard LCD past.
De voeding voor de Attiny + LCD kan ik sowieso van de gloeispanning halen (omdat de belasting niet zo hoog is)
Wat een verhaal......, ik hoop dat het een beetje te begrijpen is.
Nu is er een hoop wel van te voren uit te rekenen, te voorspellen en te simuleren, maarja een buis is nog geen transistor.
Zomaar 1 op 1 overnemen gaat door het minder ideale gedrag van een buis helaas niet altijd.
Ik heb al eerder ervaren dat daardoor bepaalde dingen toch net ietsjes anders lopen (niet veel, maar toch).
Om die reden is het daarom weleens handig om even een testje uit te voeren.
Nu zou je aan de slag kunnen met een houtje touwtje opstelling, maar mijn ervaring is dat daar enkel ergernissen van kunnen komen.
En met dergelijke hoge spanningen rommelen kan soms ook een vervelend nagevoel geven.
Dus waarom niet gewoon gelijk een mooie regelbare voeding maken?
Spanning instelbaar tot ongeveer 300V en 100mA lijkt mij ook zat.
Tevens een aansluiting voor de groeistroom.
Ook is het wel handig om een stroom beveiliging te hebben.
Dit alles brengt het volgende schema.
De eerste mosfet zorgt er voor dat de de spanning mooi afgevlakt wordt tot 306V.
Met de 2e trap kan de spanning ingesteld worden.
C2 zorgt nog voor de nodige extra rimpel reductie.
De BC547 zorgt in combinatie met de 3,3ohm weerstand voor de stroombegrenzing.
(ik zie net dat ik in het schema nog een zener vergeten ben als beveiliging)
Allemaal leuk en aardig, maar we willen natuurlijk ook weten wat we instellen.
Hiervoor zou je een standaard 3½ digit display kunnen nemen.
Om daar vervolgens ook de stroom op te kunnen aflezen moet je alleen weer wat trucjes uithalen.
Ik zou liever een grotere LCD (1x16 of 2x16) willen hebben met gelijktijdig de spanning EN de stroom.
Nu was ik laatst eens aan het opruimen (ja, echt waar!
) en kwam toevallig een schattige Attiny45 tegen.Daar valt vast iets mee te doen!
Nu hoor ik al een paar mensen denken hoe ik dat in hemelsnaam ga doen met een Attiny met maar vijf bruikbare pinnen.
Een LCD heeft er al heel wat nodig.
Het klopt dat het ook niet zomaar kan, daar moeten we even een trukendoos voor openmaken.
Je kunt namelijk een LCD ook aansturen met maar 2 pinnen (!!) via een shift-register, zoals de 74LS164 (ipv iets van 7 geloof ik).
Dan heeft de Attiny45 dus ineens nog 3 pinnen over!
Twee van die ingangen zijn 10bits analoge ingangen en deze wil ik gaan gebruiken voor het lezen (meten) van de spanning en de stroom.
De Attiny45 heeft echter maar een bereik van maximaal 5V in (en geen 300V
), er zou dus een spanningsdeler moeten komen van 1/60.Doordat de ingang van de Attiny 10bits is, wordt dit dus ingedeeld in 1024 stapjes.
Rekenen we dat terug, krijgen we een resolutie van ongeveer 0,3V (precies berekeningen volgen nog).
Om de stroom te berekenen lees ik tevens de spanning uit, maar nu VOOR de 3,3ohm weerstand.
Door die twee waardes van elkaar af te trekken en te delen door de weerstand, is de stroom bekend.
Het schema wordt uiteindelijk:
Zo is het niet handig om precies een spanningsdeling van 1/60 te nemen.
Als de spanning namelijk net boven de 300V komt, dan meet hij niets meer. (of niet goed).
Het is dus slimmer om een overhead te hebben van iets van 10-20%.
Dat moet ik nog even onderzoeken.
Je ziet trouwens ook dat de overgebleven pin van de Attiny gebruikt kan worden om bijvoorbeeld een relay aan te sturen.
Deze zou bijvoorbeeld gebruikt kunnen worden als extra beveiliging die in een keer alle spanning uitschakelt.
Met de programmering ben ik nog bezig, daar kom ik nog op terug.
Ik zit echter nog met een paar praktische problemen (waarom ik ook niet verder kan met het schema)
- Het liefst heb ik een 6,3Vdc gelijkspanning ipv 6,3V wisselspanning.
Het probleem hierbij is alleen dat je van 6,3Vac eigenlijk niet echt 6,3Vdc kunt maken.
6,3V geeft gelijkgericht zo'n 8,9Vdc.
Als ik low drop Schottky diodes gebruik, gaat daar zo'n 0,55V af (een "normale" diode doet al gauw 1V!)
Een standaard spanningsregelaar (zoals een een 7805 etc) heeft een spanning nodig die minimaal 2V groter is.
In plaats daarvan is bijvoorbeeld een LT1084/83 te gebruiken.
Deze heeft een drop voltage van ongeveer 1-1,2V.
Ik kom dan theoretisch uit op 7,15V.
Dat zou dus net kunnen.
Echter moet ik eventjes nog een praktisch test uitvoeren of dat ook daadwerkelijk gaat werken.
Zeker onder een flinke belasting.
(simulatie programma heeft namelijk helaas niet al die componenten in z'n database staan).
- Ik zit nog even te twijfelen of ik ook een stroomregeling maak tot 100mA.
Het geheel komt trouwens in dit kastje (afkomstig van modushop).
Indeling is enkel ter illustratie.
Over de indeling ben ik ook nog zeker, tips zijn daar welkom!!!
Het idee is nu om de print voor de Attiny (+ stukje voeding voor de Attiny) op een print te maken die precies achter een standaard LCD past.
De voeding voor de Attiny + LCD kan ik sowieso van de gloeispanning halen (omdat de belasting niet zo hoog is)
Wat een verhaal......, ik hoop dat het een beetje te begrijpen is.
.
.
.](./images/smilies/eusa_wall.gif "Brick wall"){kind=small}
)
