ESP32-C3 ile Dijital Ayarlı/Göstergeli OCP/OVP Korumalı Laboratuvar Güç Kaynağı Projesi

TA3UIS · Pazar saat 23:16'de

Ön panelde mekanik potansiyometreler veya analog ibreler yerine tamamen dijital ayarlı ve göstergeli bir yapıda olacak. Voltajı ve akım sınırını ayarlamak için EC11 rotary enkoder kullanacağım, düğmeyi çevirerek voltajı 0.1V hassasiyetle dijital olarak set edilebilecek.

Projede hedeflediğim maksimum çıkış değerleri 0-35V voltaj ve 0-5A, anlık 6A-8A, akım aralığında olacak.

Ayarladığım hedef değerler ile o an güç kaynağından çekilen gerçek Voltaj, Akım ve harcanan toplam Güç (Watt) değerlerini ise 1.3 inç I2C OLED ekran üzerinden anlık olarak takip edilebilecek.

Sistemin güç katında 2SC5200 NPN güç transistörü ve onu sürmek için Darlington olarak bağlayacağım BD139L transistörü yer alacak. Lineer güç kaynaklarının en büyük dezavantajı olan transistör üzerindeki ısı üretimini azaltmak için elimdeki 0-12-24-34V 300VA kademeli trafoyu otomatik kademe seçimiyle değerlendireceğim.

Sistemin kontrolcüsü ESP32-C3-Mini, çıkış voltajını sürekli izleyerek röleler vasıtasıyla trafonun uygun sargısını (12V, 24V veya 34V) otomatik olarak seçecek. Böylece transistörün üzerine binen gerilim farkı minimumda kalacak ve gereksiz ısı üretimi engellenecek. Trafonun yapısı gereği özellikle 0-12V kademesinde zorlanmadan net 5A-6A sürekli akım alabilmeyi hedefliyorum, prototipi kurduğumuzda test edip performansı hep birlikte göreceğiz.

Doğrultma katında KBU1010 köprü diyot ve filtre için 10000uF Rubycon kondansatör kullanacağım. Sinyalleri işlemek ve akımı hassas okumak LM358 op-amp entegresi ile olacak.

Güvenlik için ise sisteme hem OCP Aşırı Akım Koruması hem de OVP Aşırı Voltaj Koruması olacak. Akım sınırını ekrandan kaç ampere ayarladıysam, test edilen devre bu sınırı geçtiği veya uçlar yanlışlıkla kısa devre olduğu an sistem mikrosaniyeler içinde çıkışı kapatacak ve manuel olarak sıfırlanana kadar sisteme elektrik verilmeyecek. Ayrıca transistörün arızalanıp içten kısa devre olması durumunda, girişten gelen yüksek voltajın çıkıştaki hassas devreyi bozmaması için işlemci ana trafo rölesini anında kapatıp enerjiyi kesecek.

Projeye başladığımda bitirmeyi ve 3D yazıcı ile bir kutu yapıp masamda kullanmayı hedefliyorum.
Benim için eğlenceli ve eğitici bir proje olacak umarım sizin içinde öyle olur,

by lent · Dün 00:03 da

İlk adımları fotolari sabırsızlıkla bekliyorum değerli büyüğüm. Yoksa tecrübe ve emek birikiminizle hemen başlayıp bitecek mi

TA3UIS · Dün 00:12 da

Testler ve ölçümlerle birlikte yavaş ama kararlı gidecek kısmetse.

VARIAC · Dün 17:35 da

Güzel proje, Akım/voltaj okuma içim ina169 tarzı entegre tavsiye ederim, Şimdiden kolay gelsin

TA3UIS · Dün 17:39 da

ESP32 harici hazır modüller yerine çok mecbur kalmadıkça komponentler ile projeye başlamayı tercih ettim.

serkan_48 · Dün 18:58 da

Kolaylıklar diliyorum. İlgiyle takip edeceğim.

TA3UIS · Dün 20:10 da

Her şeyden önce transistörümün aşırı ısınıp yanmasını önlemek için trafomun kademelerini otomatik olarak değiştiren bir başlangıç katı tasarladım. Geleneksel güç kaynakları yüksek voltajı alıp düşük voltaja indirirken aradaki farkı ısıya dönüştürür ve transistörü yakabilir. Ben ise bu ısı israfını önlemek için 2 adet röle kullanarak trafodan o an ihtiyacım olan en düşük voltaj kademesini seçmeyi hedefliyorum.

Devre şemasını çizdim ama ben yine de anlatayım, teorik olarak şöyle çalışacak bitince. Trafonun 0V ucu doğrudan köprü diyodumun ilk alternatif akım girişine gidiyor. Trafodan çıkan diğer voltaj kablolarını ise şemada sırasıyla röle bacaklarına dağıttım. İlk rölemin kapalı bacağına 12V, açık bacağına 24V kablosu gelecek. Bu rölenin ortak çıkış bacağından bir kablo alıp ikinci rölemin kapalı bacağına lehimleyeceğim. İkinci rölemin açık bacağına ise trafonun en yüksek ucu olan 34V kablosunu bağlayacağım. Son olarak ikinci rölenin ortak çıkış bacağını alıp köprü diyodumun ikinci alternatif akım girişine lehimleyeceğim. Rölelerin birbirine yapışmasını ve kıvılcım çıkarmasını engellemek için de kontakların arasına 39ohm/1w direnç ve 100nF kondansatörden oluşan koruyucu birer ikili yerleştirdim.

Köprü diyot çıkış hattı 10.000uF lik filtre kondansatörü ile ana güç hattını oluşturuyor. ESP32 kullanıcıdan gelen komuta göre bu röleleri tetikleyecek. Örneğin 0-12V arası bir çıkış istediğimde röleleri kapatacak ve doğrultucuya 12V verecek. Voltajı yükselttiğimde ise işlemci sırasıyla röleleri çekerek doğrultucuya 24V veya 34V gönderecek. Böylece sistem hem güçlü hem de çok ısınmayan güvenli bir enerji girişine sahip olmayı hedefliyorum.

KiCad Röle bağlantıları ve doğrultma katı devre şemasını paylaşıyorum:

TA3UIS · 45 dakika önce

Test düzeneğini üstteki şemaya göre kurdum, masadaki karışıklık için kusura bakmayın.

Çıkışta yük yok, röleler aktif değilken, ardından sırayla K1 ve K2 röleleri 12V gerilim ile tetiklerken, boşta filtre kondansatörünün gerilimini ölçeceğim.