ARDUINO Часы на ГРИ v2. Обсуждение проекта

ipsy

✩✩✩✩✩✩✩
22 Сен 2025
21
1
@kensain,
Пощады просим!
Начну в обратном порядке поступления информации.
Питание от БП с током ограничения 2,35 ампер гарантирует 5 вольт на его выходе до тока нагрузки 2,35 А. Вы наблюдали такой ток на амперметре БП? Если нет, то либо ваш БП выдаёт 3,6 В, либо то, чем вы измеряете показывает неверное значение.
Далее. Нет смысла измерять напряжение на выходе этого повышающего преобразователя на холостом ходу. Схема рассчитана на повышение с 5 до 170 В. На самом деле, для нормального КПД в схеме бустера на дросселе такая ступень (5 -170) это много, стараются повышать хотя бы от 9 В. Поэтому не нужно стараться выкручивать выше 170. А для увеличения яркости индикаторов лучше уменьшать сопротивление анодного резистора, как вам уже рекомендовали.
Ещё дальше. Выясните как должны светиться катоды в норме, лучше всего это сделать по схеме проверки индикаторов (у Гайвера показано как). У ИН-12 номинальный рабочий ток - 2 мА. Такой ток потечёт с резистором где-то 15 кОм при 170В питания. НО. Чтобы получить такую яркость при динамической индикации нужно увеличивать ток более чем в 4 раза при четырёх индикаторах в часах. Почему более? Потому что кроме 1/4 времени от самой динамики есть ещё дедтайм на выключение оптопары (с транзисторами вместо них будет чуть лучше). Таким образом, для получения яркости как у статической индикации при 2 мА в данной схеме нужен импульсный ток около 10 мА. На самом деле есть ещё два жирных минуса при попытке получить номинальную яркость при динамической индикации. Первый - это паспортное снижение допустимого среднего тока индикатора в импульсном режиме. И второй - это снижение приращения яркости свечения катода с ростом тока (зависимость яркости от тока мне неизвестна). И, да, повышение частоты ШИМ никак не влияет на яркость.
Резюме/как жить дальше: чтобы понять какая яркость должна быть при нормальной работе всех узлов подключайте анодный резистор на 70кОм к +170 В, и любой из катодов на общую точку. Если источник питания тянет эту нагрузку (индикатор нормально светится), на резисторе будет около 30 В, что соответствует 0,43 мА. Это весьма маленький ток, но при 170 В питания и 10кОм (как в схеме) сопротивлении для динамической индикации из четырёх элементов получится плюс минус такая яркость. Она может быть даже ниже, т.к. оптроны тут работают не в ключевом режиме и вносят дополнительное сопротивление в цепь. Повышать ток на мой взгляд лучше уменьшением анодного сопротивления, чем повышением питания. Но это с точки зрения КПД преобразователя, а что лучше переживёт именно эта схема - надо смотреть.
PS: по видео, конечно, сложно оценить и индикаторы разные, если интересно для сравнения - статика на ИН-12 с током 1.1 мА в дневном режиме (и второе видео с 25% ШИМ в ночном) с гайверовской платой 173 В и 10кОм.
Фото ночного режима.
IMG_20260320_093740.jpg
 

kensain

✩✩✩✩✩✩✩
4 Мар 2026
4
0
@ipsy, дело оказалось в регулируемом БП. Не знаю в чём именно была причина, но запитав схему от обычного телефонного ЗУ, напряжение было нормальное. Припаял диод и блок часов. Теперь всё работает. Я доволен результатом.

Большое спасибо всем за помощь!
 

Вложения

ipsy

✩✩✩✩✩✩✩
22 Сен 2025
21
1
Раз уж у меня в руках есть гайверовская плата, решил уделить время на измерения в повышающем DC/DC с разбором полётов. Не знаю, делал это кто-то где-либо с публикацией материалов, если что - будет повтор. По ходу изложения обязуюсь не выказывать эмоций и не использовать междометий.
Итак, производятся измерения осциллографом сигнала управления полевым транзистором (2 канал: синяя осциллограмма) и его напряжение сток-исток (1 канал: жёлтая осциллограмма). Для снижения наводок произведены мероприятия: использован осциллограф с гальванически разделёнными каналами, щупы 1:1, включён ФНЧ 20МГц, щуп на сток-исток подключён с минимальной длиной общего провода щупа.
Измерения произведены в нормальном режиме работы часов, нагрузка изменяется при автоматическом переключении режимов.
1. Измерение в режиме с максимальным потреблением (около 4 мА).
Gyver_Drain-Source&Gate.png
Из осциллограмм видно, что ширина импульса управления транзистором достигает практически предельных значений, хотя ток всего 4 мА.
Видео с записью осциллограмм при изменении режимов работы часов:
Видна работа обратной связи по напряжению, но преобразователь не справляется с задачей: при изменении нагрузки от 0 до 4 мА колебания напряжения на выходе достигают 10 В.
2. Повышающий DC/DC на основе UC3843, питание 11 В. Для сравнения привожу осциллограммы в тех же узлах (Ug, Uds) в повышающем преобразователе на основе идентичных компонентов, с той же схемой но под управлением специализированной микросхемы uc3843.
UC3843_Drain-Source&Gate.png
Классический вид осциллограммы для подобного типа DC/DC.
Реакция на нагрузку (часы со статической индикацией: мигают четыре индикатора ИН-12 с током ~1.2 мА каждый):
UC3843_Drain-Source&Gate(0_to_5mA).png
Нагрузка в 5 мА вызывает увеличение продолжительности открытого состояния транзистора (увеличение энергии, запасаемой дросселем) на проценты.
Видео с записью осциллограмм работы конвертера при резистивной нагрузке от 8 до 60 мА:
Напряжение при этом проседает с 175 до 168 вольт.
Резюме.
Каждый из представленных преобразователей может быть доведён до лучших характеристик различными доработками. Однако, вариант на специализированной микросхеме при токах до 10 мА гарантирует требуемые выходные параметры, чего нельзя сказать о схеме с управлением от вывода ATmega 328. Очевидно, тока управления атмеги недостаточно для нормального открывания полевого транзистора (заваленный фронт, низкое напряжение, малый ток), что ограничивает ток накачки дросселя. Усугубляет дело и низкое входное напряжение питания.
В качестве альтернативы данной схеме можно применить повышающий преобразователь на микросхеме MAX177, с которого при 5 В народ снимает до 20 мА. Китайцы, конечно, как всегда уныло, но те же потребные 4-6 мА недорогой модуль тащит. За подороже всегда можно найти и лучше, например этот до 20 мА. Переделка схемы минимальная - припаять 4 провода.
 
  • Лойс +1
Реакции: Wan-Derer

poty

★★★★★★★
19 Фев 2020
3,612
1,027
@ipsy, эксперименты и исследования - это хорошо. Только условия нужно делать одинаковые. Если напряжение поднять, то длина импульса прогнозируемо упадёт. Для низкого напряжения питания нужно поднимать частоту и уменьшать индуктивность. Также нужно посмотреть на сглаживающий конденсатор на выходе, чтобы он был достаточного качества для такой частоты. А транзистор и его "недооткрывание" - дело десятое.
 

ipsy

✩✩✩✩✩✩✩
22 Сен 2025
21
1
@poty,
я не провожу экспериментов и исследований, а сравнение схем не являлось целью. Меня интересовала работа повышающего преобразователя на данной плате, и слабости в его реализации, на мой взгляд, очевидны. И их не исправить примочками. Если напряжение поднять... но его не поднять. Транзистор и его недооткрывание как раз дело самое главное: толку от поднятия тока дросселя, и, тем более, частоты переключения, если большую часть времени транзистор будет находиться в активном режиме? Я опробовал работу схемы с дросселем 47мкГн с током насыщения 4А - практически без изменений. И ясно же что виной всему транзистор, который, сюрприз - не идеальный включатель-выключатель, а прибор с конкретными параметрами, и их надо смотреть в документации. Поинтересуйтесь какие характеристики примет транзистор IRF840 с заявленными
(Rds (on) =0.85 Ом/4.8А, при Vgs=10В) при напряжении управления Vgs=5В. На порядок хуже! И это в данном случае главное, а не отличие по питанию в два раза.
 

poty

★★★★★★★
19 Фев 2020
3,612
1,027
@ipsy, зачем смотреть в datasheet? Если есть готовая схема, ток заряда катушки индуктивности можно померить с помощью того же осциллографа. И станет ясно, что дело - не в транзисторе.
А про напряжение питания я говорил в контексте того, что "микросхемную" реализацию Вы, почему-то, питали более высоким напряжением. Отсюда и запас, и длительность импульса.
Про уменьшение индуктивности без результата - вообще какой-то сюр, если честно.
 

ipsy

✩✩✩✩✩✩✩
22 Сен 2025
21
1
@poty,
Изменение индуктивности не без результата, а без ощутимого результата: всё равно под током нагрузки всего 3-4мА уже широченный импульс на управляющем переходе и просадка выходного напряжения.
Я ток мерить не буду, косвенно из осциллограм понятно, что индуктивность мало запасает и вариантов кроме Rds у меня нет.