Индикатор нитратов на микроконтроллере

дипломная работа

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%

Делись добром ;)