Elektrobarošanas risinājums ar bezvadu vadību

Mūsdienās bezvadu tehnoloģijas tiek izmantotas dažādiem problēmu risinājumiem. Piemēram, inženierijā bezvadu tehnoloģijas var būt noderīgas, izstrādājot dažādas ierīces un to prototipus. Tāpēc šoreiz autors izveidojis elektrisko principiālo shēmu un iespiedplati, kura paredzēta elektrobarošanas avotam, kurš spēj nodrošināt konstantu (3,3 V, 5 V, 9 V, 12 V) vai regulējamu izejas spriegumu ar aizsardzību pret pārslodzi.


1.1.att. Elektrobarošanas avota iespiedplate 3D skatā


1.2.att. Elektrobarošanas avota iespiedplate


Elektriskā principiālā shēma ir balstīta uz LM317 sērijas lineāro sprieguma stabilizatoru un  ESP32 sērijas mikrokontrolleri (U2), kurš nodrošina bezvadu vadības funkciju, spiedpogu nolasīšanu un apstrādi, informācijas izvadīšanu uz LCD, sprieguma mērīšanu, kā arī pārslodzes uzraudzību (skatīt zemāk). 



1.3.att. ESP32 sērijas mikrokontrolleris, LCD un spiedpogas


Iestatāma izejas sprieguma nodrošināšanai tiek izmantots LM317 sērijas lineārais sprieguma stabilizators (U5), kura vadībai tiek izmantoti NPN struktūras bipolārie tranzistori (Q4, Q5, Q8, Q9), n-kanāla lauktranzistors (Q3) un sprieguma dalītājs. Izejas spriegums tiek iestatīts atkarībā no izvēlētās sprieguma dalītāja kombinācijas. 

Sprieguma dalītāju, kurš tiek izmantots izejas sprieguma iestatīšanai, veido R14, R16, R19, R22 un R26 kopā ar R23 rezistoru. 

Lai slodzei nodrošinātu strāvu līdz 3 A, shēmā paredzēts Q6 un Q7 bipolārais tranzistors.

Strāvas stipruma mērīšanai caur slodzi tiek izmantots šunta rezistors (R36). Sprieguma kritums, kurš veidojas uz šunta rezistora, tiek pastiprināts, izmantojot LM358 sērijas operacionālo pastiprinātāju (U4).

Shēmā paredzēti divi bipolārie tranzistori (Q10 un Q11), kā arī p-kanāla lauktranzistors (Q12), lai pārslodzes gadījumā nodrošinātu slodzes atslēgšanu no elektrobarošanas avota. 

1.4.att. Iestatāmā izejas sprieguma stabilizācijas daļa ar aizsardzību pret pārslodzi


Konstanta 5 V izejas sprieguma nodrošināšanai (USB izeja) un shēmā paredzētā LCD elektrobarošanai tiek izmantots LM2596 sērijas pazeminošais impulsu tipa sprieguma stabilizators (U1).

Tā kā ESP32 sērijas mikrokontrollera elektrobarošanai jānodrošina stabils 3,3 V spriegums, tad shēmā paredzēts papildu sprieguma stabilizators, kurš to nodrošina (U3).

1.5.att. 3,3 V un 5 V stabilizācijas daļa