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Centro de Control de Potencia Arduino: N-FET, P-FET, Relé y RTC

Componentes y suministros

Componente Cantidad Notas
IRF6201 N-FET 1 Interruptor de carga – hoja de datos enlazada, comprable en cualquier sitio
IRF9310 P-FET 1 Interruptor de alimentación – hoja de datos enlazada, comprable en cualquier sitio
Relé estado sólido CA 8 A 1
Transistor NPN 1 Para activar P-FET de alimentación
PTC rearrable 0,1 A 1 Protección alimentación Arduino
PTC rearrable 2,2 A 1 Protección corriente de prueba
Diodo Schottky 1206 SMA 60 V / 2 A 2
Módulo RTC 1 Reloj tiempo real para data logging – opcional
SparkFun Arduino Pro Mini 328 – 5 V/16 MHz 1 Cerebro de la operación – también sirve versión 3,3 V
Monitor corriente lado alto Adafruit 1 Monitor preciso corriente/voltaje lado alto – opcional
Pantalla OLED 0,96" SPI 1 Puede usarse pieza Adafruit cambiando layout ligeramente
PCB personalizada OSH Park 1 Mi diseño PCB – pedir en OSHPark – 30 $ por 3 – ¡Open Hardware!
Resistencia potencia 0,1 Ω 1 Nota: esta resistencia limita resolución corriente/voltaje. Es 1 W, limita a 3,16 A pero da buena resolución voltaje. Para más corriente, elige menor resistencia.

Sobre el proyecto

Construí este proyecto para manejar tareas comunes de control, medición y automatización que encuentro habitualmente. Intenté hacer el diseño lo más modular y flexible posible para configurarlo en varios proyectos. Esta es mi tercera revisión importante y la primera que considero lo bastante buena para compartir.

Centro de Control de Potencia Arduino: N-FET, P-FET, Relé y RTC

La placa controla alimentaciones tanto DC como CA. En lado DC, diseñé para hasta 40 V y 6 A, con control independiente de alimentación y carga. La carga DC puede ser resistiva o inductiva. El Arduino controla todos los elementos y puede medir directamente con sus entradas analógicas y también con el sensor Adafruit de corriente/voltaje lado alto. Añadí control CA con relé estado sólido por completitud, aunque admito que no sé aún cómo lo usaré.

Un escenario que uso: prueba de descarga de batería para dispositivo IoT. Pasos:

  1. Conecta batería al conector Source
  2. Conecta alimentación de mi dispositivo IoT a conectores Test
  3. Añade carga "peor caso" a conector Load
  4. Pega sonda TMP-36 al chip convertidor y cabecera analógica
  5. Programa perfil de carga con PWM en Arduino (Transmitiendo, Despierto, Dormido)
  6. Ejecuta prueba con Arduino registrando voltajes, corrientes y temperaturas
  7. Importante: Arduino puede finalizar prueba según reglas de rendimiento/seguridad
Centro de Control de Potencia Arduino: N-FET, P-FET, Relé y RTC

Otros usos imaginables:

Puedes usar los archivos EAGLE subidos para personalizar la placa o pedirla en OSHPark.

Centro de Control de Potencia Arduino: N-FET, P-FET, Relé y RTC
Centro de Control de Potencia Arduino: N-FET, P-FET, Relé y RTC

Código

Código de ejemplo – Repo GitHub

En este sketch pruebo un convertidor DC-DC conectado en los puntos TEST. Pegué sensor TMP-36 al chip del convertidor y usé batería LiPoly de una celda como fuente. Luego el PWM de carga aumenta gradualmente de 0 a 100 %.

https://github.com/chipmc/Battery_Rundown_Test

Partes personalizadas y cajas

Tester%20Board%20v3a.sch
Tester%20Board%20v3a.brd

Esquemáticos

OSH Park
Centro de Control de Potencia Arduino: N-FET, P-FET, Relé y RTC
Centro de Control de Potencia Arduino: N-FET, P-FET, Relé y RTC

Conexiones de todos los componentes:

Centro de Control de Potencia Arduino: N-FET, P-FET, Relé y RTC

Proceso de manufactura

  • Proceso de manufactura
  • Impresión 3d
  • Sistema de control de automatización
  • Tecnología Industrial

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