Индикатор нитратов на микроконтроллере

2.4 Расчет блока электропитания

Для расчета блока питания необходимо рассчитать потребляемую мощность устройства. Для расчета потребляемой мощности устройства необходимо сложить всю потребляемую мощность каждого элемента.

Рпот = Iпот·Uпит, (2.16)

где Рпот - мощность потребляемая элемента

I пот - ток потребляемый элементом

Uпит - напряжение питания.

"right">Таблица 2.11

Потребляемая мощность элементов

Элемент	Кол-во	I пот,мА	Uпит,В	Рпот, мВт	Рпот.общ., мВт
TL431AIDBZR	2	23	3	69	138
TPS76330	1	13	4,2	54,6	54,6
BZV55-C2V7	2	7,6	5	38	76
КД521А	2	8,2	5	41	82
КТ3189	1	3,4	5	17	17
KT3130Ж9	1	7,6	5	38	38
KT3130Ж9	1	7,6	3	22,8	22,8
КП214А9	2	8	2,73	22	44
KT368A9	1	11	4,2	46,2	46,2
FML-20T	1	10	3,7	37	37
LPH-7779-H	1	7,4	3	22,2	22,2
GNL0805-130	4	20	3	60	240
SN74LVC1G3157	2	15	3	45	90
ATmega32A-AU	1	11	3	33	33
Итого:	908

Блок питания индикатора нитратов на микроконтроллере состоит из трех стабилизатора TPS76330, li-ion аккумулятора на 3,6В в качестве зарядного устройства используется USB разъём на 5В. Схема блока питания представлена на рисунке 2.8

Рисунок 2.8 - Схема блока питания

Для защиты устройства во время зарядки аккумулятора используется предохранитель. Для расчета предохранителя необходимо знать потребляемую мощность устройства Pпот и напряжение питания Uпит.

I пот = , (2.17)

где I пот - номинальный ток защиты предохранителя

Uпит=5В - напряжение питания

Рпот - потребляемая мощность устройства.

I пот = = 181,6мА

Предохранитель выбираем из ряда значений равным 0,25А.

FU1: MFR-025

В качестве внешнего источника питания постоянного напряжения используется многократно перезаряжаемый аккумулятор.

Электрический аккумулятор - источник тока многоразового действия, основная специфика которого заключается в обратимости внутренних химических процессов, что обеспечивает его многократное циклическое использование (через заряд-разряд) для накопления энергии и автономного электропитания различных электротехнических устройств и оборудования.

Так как устройство мобильно и нет необходимости к использованию больших напряжений и емкостей, в полнее подойдет li-ion аккумулятор на 3,6В 380мА/ч. Данного аккумулятора хватит на 2 часа непрерывного тестирования.

В качестве стабилизаторов напряжения DA2 выбираем TPS76330, которые является регулируемыми стабилизаторами напряжения с защитой от перегревов и защиты по току.

Технические характеристики стабилизатора TPS76330 представлены в таблице 2.12 [31]

"right">Таблица 2.12

Технические характеристики стабилизатора TPS76330

Параметр	Значение
Потребляемый ток	13 мА
Потребляемое напряжение	4,2 В

Транзистор VT2 служит в качестве электронного ключа, при подключении ЗУ, при открытии PB0=1, открывается транзистор VT2 и начинается зарядка аккумулятора.

Транзистор VT2 выбирается из условий:

(2.18)

Выбираем транзистор VT2:

VT2: KT3130Ж9

Технические характеристики транзистора KT3130Ж9 представлены в таблице 2.9 [23]

Транзистор VT4 служит в качестве детектора нажатия кнопки питания.

Транзистор VT4 выбирается из условий:

(2.19)

Выбираем транзистор VT4:

VT4: KT368A9

Технические характеристики транзистора KT368A9 представлены в таблице 2.13 [27]

"right">Таблица 2.13

Технические характеристики транзистора KT368A9

Параметр	Значение
Потребляемый ток	11 мА
Потребляемое напряжение	4,2 В

Выбираем стабилитрон VD2 из условия:

где Uобр mах- обратное максимальное напряжение

Iпр.max - прямой максимальный ток

Io - максимальный рабочий ток

Iпр.max > 1,57 * Io > 1,57 * 0,6 > 0,94А

Выбираем стабилитрон VD1:

VD2: BZV55-C2V7

Рассчитываем делитель напряжения R12, R14:

R12 = = 10кОм

R14 = - 10к Ом = 1кОм

Выбираем из ряда Е24 сопротивление равные R12=10кОм, R14=1кОм

R12: RC0805-0,125-10кОм ±0,5%

R14: RC0805-0,125-1кОм ±0,5%

Конденсаторы C8 и С12 выбираем из документации по подключению стабилизатора TPS76330. [23]

C8: RC3216-JJ7-6,3В -22мкФ±10%

C12: RC3216-JA7-6,3В -10мкФ±10%

Конденсаторы C9,C13 служит для компенсации помех, выбираются типовое значение 100пФ.

C9,C13: RC0805-Y5V-25В -100пФ±10%

Содержание