Σχεδίαση και υλοποίηση πηγής ρεύματος που ελέγχεται από μικροελεγκτή και Η/Υ

Abstract

Σε αυτή την εργασία κατασκευάστηκε μια πηγή ρεύματος η οποία ελέγχεται από ένα Η/Υ με τη βοήθεια ενός μικροελεγκτή. Το κύκλωμα που υλοποιεί την πηγή ρεύματος είναι το κύκλωμα Improved Howland. Το κύκλωμα αυτό δεν χρησιμοποιεί τρανζίστορ, όπως τα συνηθισμένα κυκλώματα πηγών ρεύματος, αλλά εκμεταλλεύεται τις ιδιότητες ενός τελεστικού ενισχυτή. Χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα Multislim 13 προσομοιώσαμε το Improved Howland. για διάφορους τελεστικούς ενισχυτές και καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι τελεστικοί όπως ο ΟΡΑ445ΑΡ είναι κατάλληλοι για την υλοποίηση της πηγής ρεύματος. Για να τροφοδοτήσουμε τον τελεστικό κατασκευάσαμε ένα κύκλωμα τροφοδοσίας που δίνει +43 και -43Vοlt στην έξοδό του. Για τον ψηφιακό έλεγχο του κυκλώματος Improved Howland χρησιμοποιήσαμε τον μικροελεγκτή της Microchip, ΡIC18F4550 που είναι ένας 8 bit 40 ΡΙΝ μικροελεγκτής. Επίσης, χρησιμοποιήσαμε το DAC0832 που είναι ένα 8 bit DAC και επομένως μπορεί να δώσει 256 βήματα μιας καθορισμένης τάσης αναφοράς, σε ρεύμα στη έξοδό του. Το ρεύμα αυτό μετατρέπεται σε τάση και η τάση εισάγεται στο κύκλωμα Improved Howland και καθορίζει το ρεύμα στην έξοδο της πηγής ρεύματος. Τέλος ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα ΜΑΧ232 διαχειρίζεται την επικοινωνία μέσω της σειριακής θύρας με τον Η/Υ. Από την πλευρά του Η/Υ το πρόγραμμα LabView 2011 είναι υπεύθυνο για τον ψηφιακό έλεγχο της πηγής ρεύματος. Το κύκλωμα ψηφιακού ελέγχου σχεδιάστηκε με το πρόγραμμα Eagle 7.6.0.