Σχεδίαση και Κατασκευή Ψηφιακά Ελεγχόμενης Πηγής Ρεύματος και του Τροφοδοτικού της

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι ο ψηφιακός έλεγχος και η κατασκευή μίας πηγής ρεύματος με αναλογική έξοδο, η οποία μπορεί να κυμαίνεται από 0 ως 42mA. Ό έλεγχος της επιτυγχάνεται με χρήση ενός ψηφιακού ποτενσιόμετρου και η τροφοδοσία της εξασφαλίζεται από ένα τροφοδοτικό, το οποίο επίσης κατασκευάστηκε. Ό έλεγχος του ποτενσιόμετρου αυτού γίνεται από έναν Arduino nano, για τον προγραμματισμό του οποίου γράφτηκε ένας κώδικας σε C++, ούτως ώστε η πλακέτα Arduino να δέχεται από τον χρήστη τις επιθυμητές τιμές ρεύματος ως εισόδους και να δίνει τις κατάλληλες εντολές στο ποτενσιόμετρο προς επίτευξή τους. Προκειμένου να τροφοδοτηθεί ο Arduino nano, σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε ένα επιπλέον τροφοδοτικό με διαφορετική τάση εξόδου από το προηγούμενο. Αρχικά το κύκλωμα σχεδιάστηκε στο πρόγραμμα LTspice με σκοπό την επίτευξη των προδιαγραφών. Ακολούθως έγιναν οι μετρήσεις σε δοκιμαστικές πλακέτες through hole για να εντοπιστούν τυχόν ασυμφωνίες με τα θεωρητικά αποτελέσματα και στην συνέχεια ακολούθησε η σχεδίαση στο πρόγραμμα Altium_Designer προκειμένου να γίνει η αναπαράσταση της διάταξης και των διασυνδέσεων των εξαρτημάτων πάνω στις τελικές πλακέτες. Τέλος, μετά την προμήθεια των κατάλληλων πλακετών PCB έγιναν οι οριστικές κολλήσεις, οι συνδέσεις των στοιχείων και η εισαγωγή τους σε ένα κουτί κατασκευών. Ή επιλογή του επιθυμητού ρεύματος γίνεται από τον χρήστη με χρησιμοποίηση ενός ψηφιακού περιστροφικού κωδικοποιητή (digital rotary encoder) που βρίσκεται εξωτερικά και συνδέεται απευθείας με τον Arduino. Το επιθυμητό ρεύμα καθώς και κάποια άλλα δεδομένα αναγράφονται σε μία οθόνη lcd η οποία απαιτεί τάση 5V για την λειτουργία της. Για την προστασία του κυκλώματος και την αποτροπή διαφόρων κινδύνων τοποθετήθηκαν ασφάλειες σε κατάλληλα σημεία.