Modulární proudový zdroj pro elektromagnetické aktuátory

Pavel NOVOTNÝ

Bakalářská práce

Modular constant current power supply for electromagnetic actuators

Anotace:

Tato bakalářská práce řeší problematiku návrhu modulárního proudového zdroje. Cílem byl návrh jednokanálových modulů, které mohou pracovat samostatně, nebo z nich lze skládat vícekanálové celky. Zdroj bude sloužit pro ovládání elektromagnetických aktuátorů. Moduly by měly být nastavovány přes počítač, který bude připojen k modulům prostřednictvím brány. V úvodní části práce je pojednáno o charakteru zátěží. Také je uveden přehled základních topologiích spínaných zdrojů a popis topologie vybrané pro návrh zdroje. Dále je v ni zpracován stručný úvod ke sběrnici CAN bus, která slouží pro komunikaci mezi moduly zdroje. Následující návrhová část popisuje výběr konkrétních součástek, schematický návrh a návrh desky plošného spoje. Kapitola o firmwaru vysvětluje, jak bylo postupováno při programování mikrokontroléru. Následuje část práce, která popisuje funkci počítačové aplikace určené pro ovládání modulů zdroje a ukazuje rozhraní výsledné aplikace. Také se v ni popisuje formát zpráv, kterým zdroj komunikuje. Další kapitola je o měření na konečném modulu proudového zdroje a o donastavování firmwaru na základě dat z měření. V závěru práce je popsán výsledný modul proudového zdroje a jsou zmíněny problémy, které nastaly při jeho výrobě a oživování. Výsledkem této práce jsou čtyři identické moduly proudového zdroje, které byly otestovány pro napájení cívek proudem do 5 A při napájení ze zdroje do 24 V. Moduly mohou pracovat samostatně nebo je lze složit do vícekanálového zdroje. Jejich ovládání je zařízeno prostřednictvím počítačové aplikace.

Abstract:

This bachelor's thesis is about design of modular current source. The goal was to design a single channel current source module, which could work independently, or could be put together with other modules to make a multichannel current source. These modules are going to be used for controlling electromagnetic actuators. Their parameters should be adjustable from a computer, which will be connected to modules via a gateway. In the introduction of this thesis is discussed the nature of electrical loads. There is also overview of basic topologies of switched mode power supplies and brief introduction to CAN bus, that is used for communication between modules. The following part is about component selection, schematic design and design of printed circuit board. The chapter about firmware explains the process of programming a microcontroller. The following chapter is describing the function of computer application that is intended for controlling the modules, and it also describes user interface together with data format used for communication with modules. Next part is about measurement of made current module and about firmware modifications, which are based on measured results. The outcome of this work are four identical current source modules, which have been tested as current sources for inductors. They provided output current up to 5 A while they were connected to 24 V power supply. Modules are capable of working independently as single channel source, or they can be put together and work as multichannel current source. They are controlled via application on the computer.

Klíčová slova

proudový zdroj, MATLAB, CAN bus, elektromagnetický aktuátor, sběrnice, UART

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 26. 5. 2022

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Martin Vítek

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta elektrotechnická

Bakalářský studijní program / obor:
Elektrotechnika a informatika / Elektronika a telekomunikace