Jednotka regulace teploty
Pa při zaklíčování PA produkuje přes 1kW ztrátového tepla ! Musíme se proto postarat o odvod tohoto tepla z PA. K tomu slouží masivní chladič který je ofukován čtyřmi ventilátory o průměru 90mm. Další teplo vzniká uvnitř skříně na výstupní DPS výkonových modulů. Moduly jsou ofukovány dvěma ventilátory o průměru 70mm a teplo ze skříně je vyfukováno dalším ventilátorem na zadní straně skříně. Zde popisovaná jednotka má na starost měření teplot a plynulou regulaci otáček jednotlivých ventilátorů. Měří se 2x teplota v jednotlivých výkonových modulech, další čidlo je v chladiči mezi moduly a poslední čidlo měří teplotu uvnitř skříně. Jako teplotní čidla jsem použil obvody DS18B20. Naměřené teploty jsou zobrazovány na displeji 2x16 znaků na čelním panelu.
Srdcem jednotky je procesor ATMEGA8 v SMD provedení. Ten ovládá včechny potřebné funkce jednotky. Všechna čidla jsou připojena na port PC5. Čidla ke své činnosti dále potřebují napětí 5V které je vyvedeno ven z modulu. Pinová lišta SV3 slouží při oživení modulu k identifikaci jednotlivých čidel - popíšu v oživení modulu. Na port PC0 je připojen spínací tranzistor který spíná ventilátory ofukující jednotlivé moduly. Tyto ventilátory nejsou řízeny plynule ale jen zapnuto - vypnuto. ISP konektor je ve standardním šestipinovém zapojení - slouží k programování procesoru. Na portech PB0 a PB1 procesor generuje PWM signály sloužící k plynulému řízení hlavních ventilátorů a ventilátoru výfuku ze skříně. Následující obvody PWM signál převádějí na klasickou lineární regulaci. K tomu mě vedly 2 důvody. Jednak mám vyzkoušeno že výkonový PWM signál kterým by byly buzeny ventilátory způsobuje masivní rušení které dále způsobuje velké problémy ve všech měřících obvodech a mohl by způsobit i nekvalitní vysílaný signál. Druhý důvod je ten že elektronika použitých počítačových ventilátorů nemá PWM ráda a ventilátory se neroztočí. Tranzistory Q2 a Q3 slouží k převodu PWM signálu z 5V na 12V úroveň. RC články R15, R16, C10, C11 PWM signál převedou na SS napětí odpovídající střídě PWM signálu a operační zesilovače IC3A a IC3B slouží pro oddělení výstupu. Pro výfuk ze skříně je regulační tranzistor přímo na desce. Hlavní ventilátory ale mají podstatně vyšší spotřebu a proto je nutné regulační tranzistor umístit mimo desku na chladič. Zapojen je stejně jako T1, jen je použit větší tranzistor v pouzdře TO220. Na typu příliš nezáleží. Na místě IC3 je vhodné použít OZ typu R-to-R. Já jsem vhodný OZ neměl k dispozici a proto jsem použil MC33172 ze šuplíkových zásob. LCD je zapojen standardním způsobem, jen podsvícení je "neobvykle" napájeno přes odpor R23 z napětí +12V. Mě se tento způsob napájení osvědčil a proto ho používám. Na Port PD4 je připojena signalizace PTT. Na port PD3 je přiveden signál PTT a na portu PD2 je výstup chybového signálu tmax. Tento výstup řídící jednotce oznámí překročení teploty a ta se postará o odstavení PA dokud teplota neklesne pod nastavenou mez.
osazovací schéma modulu:
Oživení jednotky:
Nejprve osadíme zdroj napětí 5V IC2 + součástky kolem a ověříme výstupní napětí 5V. Dále osadíme vše od diod D4 a D5 až po výstupu na ventilátory. Pokud máme NF generátor schopný generovat PWM připojíme ho před diody D4 a D5. V nouzi postačí i jakýkoliv generátor obdélníkového napětí se střídou cca 50%. V kolektorech tranzistorů Q2 a Q3 ověříme že tam je signál zesílený na rozkmit 12V. Na vstupech 3 a 5 IC3 bychom již měli naměřit SS napětí odpovídající střídě Vstupního signálu. Pokud mezi emitor T1 a zem připojíme ventilátor měli bychom střídou vsupního signálu regulovat jeho otáčky. Na výstupu 1 IC3 bychom měli vidět měnící se napětí odpovídající střídě PWM signálu. Pokud je to v pořádku osadíme zbytek součástek. Po zapnutí napětí bychom na displeji měli vidět řadu obdélníků. Kontrast nastavíme trimrem R1 na nejlepší zobrazení jednotlivých bodů. Pokud je displej prázdný nebo naopak celý černý otočte trimrem R1 až obdélníky uvidíte. Pokud je vše v pořádku nastává chvíle pro nahrání Firmware včetně "fuses".
Pokud je vše v pořádku a firmware se nahrál měli byste již po zapnutí vidět obraz teploměru s nulovými teplotami. Zde ještě musím upozornit, že používám čidla DS18B20. Existují i čidla DS1820, ale ty nejsou s tímto modulem kompatibilní. Nejprve musíme procesoru říci které čidlo měří teplotu v kterém místě. K tomu slouží pinová lišta SV2. Ta je v běžném provozu rozpojená. Teď ale počítačovou propojkou propojte polohu CU1 a připojte čidlo které bude umístěno v mědi modulu 1. Potom zapněte napětí a na displeji by se měla objevit hláška že čidlo pro CU1 bylo uloženo. Vypneme napětí a propojku přemístíme do polohy CU2. Odpojíme čidlo CU1 a připojíme čidlo které bude měřit teplotu mědi modulu2. Po zapnutí napájení se nám uloží čidlo CU2. Tak pokračujeme i s čidly měřící teplotu v hliníku (al) a uvnitř PA (in). Když máme zapsána všechna 4 čidla připojíme je všechna najednou a měli bychom v příslušných kolonkách vidět teploty jednotlivých čidel. Ohřátím jednotlivých čidel třeba mezi prsty ověříme funkčnost měření všech teplot. Čidla jsou kalibrovaná z výroby, není potřeba žádné další nastavení.
Teď již můžeme otestovat všechny funkce modulu. Zkratujeme vstup PTT na zem. Měla vy se rozsvítit LED PTT a roztočit ventilátory ofuku modulů. Po odklíčování PTT by se ventilátory měly ještě cca 1/2 minuty točit a pak ze zastaví. Znovu zaklíčujeme PTT a ohřejeme některé čidlo CU1 nebo CU2. Hlavní ventilátor by se měl roztočit a plynule zvyšovat otáčky až do plných otáček. při překročení teploty 56°C přejde signál tmax na log1. Tím signalizuje překročení maximální teploty řídící jednotce a ta odstaví PA z provozu. Ohřejeme čidlo teploty vnitřku skříně. Měl by se plynule roztočit ventilátor výfuku ze skříně. Při překročení teploty 47°C opět dojde k aktivaci signálu tmax a odstavení PA. Pokud je vše v pořádku, je modul připraven k provozu.
Ještě jsem zapomněl na konektor Serial. Ten v této verzi SW nemá žádnou funkci. Ponechávám si ho jako rezervu do budoucna.