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[ARM]『RCT6数控电源』STM32F103RCT6芯片主控,耗时三个月,终于完工,更新原理图和程序 [复制链接]

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离线panleen
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2014-10-07
— 本帖被 小霞 设置为精华,作者+3000M币+5专家(2014-10-14) —
之前将电路图和程序分开上传了,后来发现大家下载要扣二次币,现在压缩在一起了,方便一次下载

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四楼更新原理讲解,请注意查看


前言:
本人前前后后包括这个在内,总共做了6个不同版本的电源,这个电源从开始酝酿到最终完成,用掉了三个月的时候,呕心沥血之做啊
这个电源的最大特点是:内置锂电池,单片机控制,数字输入电压电流,多种保护


先上整体外观图,好让大家先知道是个什么样的东西,然后再细细的从设计到组装一步步讲解

整体外形,非常的简单,二个按键,一个屏幕,二个香蕉插座




屁股也是非常的性感,一个开关,二个连接插座,一个充电,一个下载接口






整体外形非常小巧,为150*130*50 ,与我的万用表对比图




主界面图






一、主要功能:
1、内置6节三洋18650供电,输出电压1-30V,电流0.2-8A,功率100W(超过100W会自动降低电流)
2、快速设定电压、电流(采用直接输入数字的方法)
3、采用1602屏幕,可以显示设定的电压、电流,在有负载接入时,自动切换显示为输出的功率和负载的电阻
4、可以显示电量和内部温度
5、过压保护:超过设定电压的105%,关闭输出,保护负载
6、低电量提示及低电量关机
7、4分钟未进行任何操作自动休眠,休眠待机电流50uA左右
8、体积小巧,携带方便,不需要连接220V,移动稳压电源


二、主要配件:
1、单片机:STM32F103RCT6 最小系统板
2、功率模块:XL4016 (最大电流8A)
3、负压产生:ICL7660
4、放大器:NE5532和OP07
5、基准源:TL431
6、液晶:3.3V 1602
7:电池:三洋红皮18650*6
8:铝盒:155*130*50(很迷你)


下面开始讲解设计到制作过程

先上PCB设计图:




等了一个星期终于拿到的成品
(这个PCB总共有12块,我用了一块,有需要的可以免费赠送,需付邮费)
为方便大家付款,特意做了个链接(截至17号,手头还有6块)
http://item.taobao.com/item.htm?_u=mbk4d6d3170&id=41869257179
由于本人不会弄淘宝,邮费模块弄不来,这个是江浙沪的链接,其它地方拍二件,联系我改成12元




再看背面




开始焊接


先贴片,再直插



上单片机(买的是最小系统,这个封装,脚太细无法焊接)






焊完的成品板欣赏


那个R010是电流采样电阻,在水印“数”字左上









楼下继续,不要走开













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离线panleen

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只看该作者 1楼 发表于: 2014-10-07
上面的广告与本人无关


先看铝盒,网购的35元大洋




开孔,很整齐有木有,为了做出完美的电源,特意拿到加工中心线切割出来的
加工费远超铝盒本身的价值




电池,这个大家很熟悉,6节




做DIY底座,还给他手工喷漆了,做工精致有木有




模块装在底层
功率部分用的是成品XL4016模块及一块升压模块
自己做出来的效率没这个高,还有高频噪音,最后都解决不好。。。
成品改装的原理就是把板上原来的反馈电路割开,用单片机控制他的反馈电路就可以了




PCB装在上层,高度刚好42mm,盒子内部44mm,设计的时候考虑的很细
































楼下继续




[ 此帖被panleen在2014-10-16 09:01重新编辑 ]
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只看该作者 2楼 发表于: 2014-10-07


这楼放的是总装图
先是按键,自己钻的11.4的孔,有一个钻的不怎么完美,还好装上开关,看不出来

































左边的三线插座是充电,右边四线是下载调试



这个是休眠电路,设计时没考虑到,加在外面了



楼下继续
[ 此帖被panleen在2014-10-07 13:38重新编辑 ]
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只看该作者 3楼 发表于: 2014-10-07

这里介绍一下电压和电流的设置方法



常按左键约0.5秒,进入设置,此时下排电压/电流中间的一个数字会闪烁,表示目前设置的位置,此时短按右键,该数字+1,常按约0.3秒-1,调到你要的数字,短按左键移动要调整的位置,常按左键退出设置
比如我们需要12V 2A
下排 Set 12.0V/2.0A, 把每个数字都调成想要的数字,常按退出,就是设置的电压电流了,非常方便,比普通电位器快了不知道多少倍,常规电源需要先粗调电压,再细调,再短路调电流,麻烦

待机界面


有负载接入时,自动切换为显示负载的功率和电阻


电量显示界面




内部芯片温度显示




恒流2A




恒流8A




输出30V  3.3A (没有合适负载)




输出12V 8A


电量低于20%提示




低电压提示




自动关机,进度条到最右边时关机,中间可以按任意键取消




















[ 此帖被panleen在2014-10-18 18:08重新编辑 ]
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离线panleen

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只看该作者 4楼 发表于: 2014-10-07
这里简单的讲一下数控电源的原理:

首先从降压模块的原理说起
这个是网上找的xl4016常规电源的图片




图中2号脚是反馈脚,输出端通过分压电阻连接至此引脚,当检测到电压高于设定电压时,内部mos管关闭,这个是降压模块的基本原理

数控电源是将该引脚的控制方式换一下
由单片机DA输出电压值,通过和该电压进行对比,确定输出电压,所以改造方法就是割掉原来和FB相连的任何电路,直接连接至数控部分的FB就可以了
详情请看电路图,这个还是比较容易看懂的
这个电路不难,整个制作也不难,呵呵,不过12位DA的精度还不是特别高
我现在加入了自动校正程序
设定输出电压12.0V  实际输出是在12.00-12.01变化,计算一下。30V/4095=7mv,也就是12位DA值+1,电压值就会+7mv,实际上会更大一些
电流值,设定2.0A  实际输出是在2.000-2.005之间,计算一下。8A/4095=2ma,DA 值变化1,电流变化2ma,实际更大一些


[ 此帖被panleen在2014-10-10 10:38重新编辑 ]
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只看该作者 5楼 发表于: 2014-10-07




此楼再附上校正过后显示图


先上电压对比图





















再上电流的对比图
之前用的那个贴片合金电阻做分流器,采样线性不好,温漂也有点大
后来改成了康铜丝,现在非常稳定,看来采样还是用康铜丝比较好










































基本很准确,呵呵,修改校正也结束了,可以真正开始使用该电源了!


最后,有朋友私下问东西的价格,在此说一下主要部件的价格


单片机最小系统板是33元
铝盒是35元
拿到加工中心线切割出完美的1602孔被宰了100元 (都是泪)
PCB打样是50元
降压和升压一起大该40元
液晶1602( 3.3V)  10元
电池22*6=132元
那块5V稳压模块是7元,压差有点大,用7805发热严重


最后是万恶的邮费,贵死了,材料来自全国各地!!!
还有一些小东西,比如开关,插座,IC什么的就不一一细说了,大家应该都知道价格



[ 此帖被panleen在2014-10-15 10:34重新编辑 ]
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离线仙尊大人

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只看该作者 6楼 发表于: 2014-10-07
这东西做的真心不错啊!赞
离线msug

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只看该作者 7楼 发表于: 2014-10-07
很强大,楼主把电路图和代码资料都上传一下吧
离线捷达王

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只看该作者 8楼 发表于: 2014-10-07
这是什么节奏 做的很漂亮啊
离线qfgghwqbb

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只看该作者 9楼 发表于: 2014-10-07
楼主,这层楼,你还占不?
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