Labornetzteil mit ATmega168P, INA219, LM317HVT, DS1621 und USB

Aufbau

Das Netzteil wurde eingebaut in das Gehäuse eines alten Satelliten-Receivers. Im Bild links zu sehen ist das Schaltnetzteilmodul. Dieses stammt aus einem defekten Multifunktionsdrucker. Ursprünglich war die Leiterplatte in einem Metallgehäuse montiert, welches entfernt wurde, um Platz zu sparen. Der Netzanschluss wurde ergänzt durch einen Netzschalter an der Rückwand des Gehäuses. Auf der rechten Seite ist die Leiterplatte montiert, die die selbst entworfene Schaltung aufnimmt. Die Frontplatte ist aus Plexiglas selbst angefertigt. Die Beschriftung dafür ist auf Papier ausgedruckt und in selbstklebende Laminierfolie laminiert. Der Displayausschnitt lässt sich mit einem herkömmlichen Cuttermesser realisieren. Die runden Ausschnitte für Taster und LED lassen sich gut mit den passenden Locheisen ausstanzen. Hinter der Frontplatte wurde das Display montiert. Die 3 Spannungsregler vom Typ LM317HVT sind auf dem Kühlblech dahinter isoliert montiert, da deren Gehäuse nicht auf Massepotential liegt. Außerdem ist an das Blech ein Thermometer-Schaltkreis DS1621 auf einer kleinen Leiterplatte angeschraubt. Abhängig von dessen Temperatur wird ein kleiner Lüfter geregelt. Der Lüfter ist auf den Bildern nicht ersichtlich. Er ist an der rechten Seitenwand angeschraubt. Das Potentiometer zur Einstellung der Ausgangsspannung ist ebenfalls auf dem Kühlblech befestigt. Zwei Taster und 2 LED sind auf einer kleinen separaten Leiterplatte oberhalb des Potentiometers befestigt.

Die Bauelemente der selbst entworfenen Schaltung wurden auf einer Streifenleiterplatte montiert. Das sind also unter anderem 3 Stück Strom-/Spannungswandler vom Typ INA219 nebst zugehörigen Shunts zur Strommessung. Diese Schaltkreise sind leider nur als SMD-Bauteile verfügbar. Sie wurden deshalb vorher auf kleine Adapterplatinen aufgelötet.  Ich habe keine speziellen Shunts für die Strommessung verwendet, sondern zufällig vorhandene Leistungswiderstände mit 0,1 Ohm. Die im Stromlaufplan angegebene Schutzbeschaltung an den Eingängen der INA219 mit jeweils 2*10 Ohm/100 nF erwies sich im Test allerdings als unbrauchbar. Deshalb wurden die Widerstände mit 10 Ohm später im Aufbau überbrückt. Der Prozessor, ein ATmega168PA im DIP-Gehäuse sitzt auf der Leiterplatte ganz oben links. Er wurde auf einem Schaltkreissockel montiert. Unter dem Prozessor ist der ISP-Programmieranschluss zu sehen. Rechts oben vor der Rückwand ist das Mini-USB-Modul UM2102 verlötet. Die senkrecht aufgelötete Platine mit dem kleinen Trafo auf der linken Seite etwa in Bildmitte ist der Inverter für die Hintergrundbeleuchtung des LCD. Diese wurde aus der Originalleiterplatte des Gerätes, aus dem auch das LCD stammt, ausgesägt. Der Inverter benötigt 12 Volt Betriebsspannung. Über einen Steuereingang lässt sich der Inverter ein- und ausschalten. Da dieser Eingang intern mit den 12  Volt verbunden ist, wurde zur Ansteuerung ein Schalttransistor eingefügt. Sämtliche Anschlüsse der Leiterplatte wurden mit Steckern ausgeführt. So lässt sich die Platine einfach demontieren, falls doch einmal eine Reparatur oder Änderung erforderlich sein sollte.

Als Display kommt ein LCD mit HD44780-kompatiblen Kontroller mit 2 Zeilen je 40 Zeichen zum Einsatz. Damit können die Messwerte aller drei Kanäle gleichzeitig dargestellt werden, wie hier z.B. Spannungen und Ströme.