Digitales Netzgerät selber bauen

Das Ziel war es eine regelbare Spannung von 0 - 30V, bzw. eine Fixspannung von 5V und /- 12V, auszugeben. Abschlussarbeit 2009 an der HTL Leonding von Nikola Lammer und Benjamin Ecker.

Das Hauptaugenmerk lag auf der regelbaren Spannung von 0 - 30V, welche mit einem Atmega 8 gesteuert wird. Mit einer Pulsweitenmodulation am Ausgang des Atmega 8 erhält man eine Regelbare Spannung von 0 - 5V, welche dann an einen Längsregler weitergegeben wird, um so die 0 - 30V zu regeln.

Die Realisierung erforderte eine genaue Dimensionierung der Bauteile, da bis zu 3 Ampere über die Bauteile fließen können.

Zusätzlich wird noch mit einem Spannungsteiler der Spannungswert abgegriffen, und mit einem Lastwiderstand der Strom.

Diese Werte werden am integrierten Analog - Digital - Converter des Atmega 8 eingelesen und an eine LCD Display weitergegeben.

Hinzu kommt noch eine serielle Schnittstelle an den Computer, mit der man den Spannungswert und die Strombegrenzung einstellen kann.

Die Regelplatine benötigt einige Vorkenntnise in dem Programm Eagle welches man sich hier als Probeversion herunterladen kann:

http://www.cadsoft.de/

Ausserdem sollte man schon einige Vorkenntnisse in Sachen Elektronik besitzen.

Grundsätzlich benötigt man einen Atmega8, welchen man sich bei einem Elektronikhändler besorgen kann. Ein großteil der Schaltung dient als Beschaltung für den Microcontroller. Die einzelnen Bauteile dafür erhält man ebenfalls bei dem Elektronikhändler seines Vertrauens.

Der Schaltplan

Der Schaltplan wurde von uns entwickelt und auf Fehler geprüft, eventuelle Fehler können wir jedoch nicht ausschließen.

Man benötigt Grundsätzlich nur einen Eingang mit 30V Wechselspannung, welche von einem Brückengleichrichter gleichgerichtet werden. Diese 30V Gleichspannung werden dann mit 3 Elkos zu je 1000µF geglättet, um eine gleichmäßige Spannung zu erhalten.

Die geglätteten 30V führen dann zu einem Längsregler, welcher ein Leistungstransistor sein muss der den 3A standhalten kann. Dieser Leistungstransistor ist nicht auf der Platine, da er einen Kühlkörper benötigt, jedoch müssen Anschlüsse vorgesehen werden.

Der Längsregler wird von einer Transistorschaltung bestehend aus 3 Transistoren angesteuert. Diese Werden durch eine Pulsweitenmodulation vom Microcontroller angesteuert. Durch diese Pulsweitenmodulation kann man die die Spannng am Ausgang des Atmega8 zwischen 0 und 5V definieren. Wird diese Spannung an den Längsregler weitergegeben, so kann man am Ausgang der Regelplatine 0 - 30V ausgeben.

An der Leitung zwischen dem Längsregler und dem Ausgang muss man nun noch die Spannung und den Strom messen. Die Spannung wird mittels eines Spannungsteilers gemessen, welcher im Verhältnis 10:1 dimensioniert sein muss. Und der Strom wird in unserem Fall über einen Leistungswiderstand gemessen. Diese berechnet man durch die Spannung welche am ADC anliegt und den maximalen Strom welcher über den Leistungswiderstand fließt.

Die Schematik und das Layout folgt in kürze.