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Arduino電源制御センター:N-FET/P-FET/リレー/RTC搭載キット

必要な部品と材料

部品数量備考
IRF6201 N-FET1ロードスイッチ用 (データシート参照、汎用品で可)
IRF9310 P-FET1電源スイッチ用 (データシート参照、汎用品で可)
8A ソリッドステートACリレー1
NPNトランジスタ1P-FETゲート駆動用
0.1A ホールド リセッタブルPTC1Arduino電源保護用
2.2A ホールド リセッタブルPTC1テスト電流保護用
ショットキーダイオード 1206 SMA 60V/2A2
RTCモジュール1データログ用実時計 (任意)
SparkFun Arduino Pro Mini 328 - 5V/16MHz1メインMCU (3.3V版でも可)
Adafruit ハイサイド電流/電圧モニター1高精度ハイサイド電流・電圧監視用 (任意)
0.96" OLEDディスプレイ (SPI)1Adafruit品ならレイアウト微調整必要
OSH Park製 カスタムPCB1自作PCB設計 - OSH Parkで発注可能 ($30/3枚) - オープンハードウェア!
0.1Ω パワー抵抗 (1W)1電流/電圧分解能を決定。1W品のため3.16Aまで。より大電流なら抵抗値を下げる

プロジェクト概要

定期的に直面する制御・計測・自動化タスクを一括処理するためにこのボードを設計しました。できるだけモジュール化・柔軟に構成し、様々なプロジェクトに対応できるようにしています。これが3回目のメジャーリビジョンで、初めて公開に値すると判断した版です。

Arduino電源制御センター:N-FET/P-FET/リレー/RTC搭載キット

このボードはDCとACの両電源を制御可能です。DC側は最大40V/6Aまで対応し、電源側と負荷側を独立制御できます。負荷は抵抗性・誘導性の両方に対応。Arduinoがボード上の全要素を制御し、アナログ入力で直接測定するほか、Adafruitハイサイドセンサーで高精度な電流・電圧監視も可能です。AC制御はソリッドステートリレーで実装しています (用途は未定ですが、完全性のため搭載)。

ユースケース例: IoTデバイスのバッテリーランダウンテスト

  1. バッテリーをソースコネクタに接続
  2. IoTデバイスの電源入力をテストコネクタに接続
  3. 「最悪ケース」負荷をロードコネクタに接続
  4. コンバーターチップとアナログヘッダーにTMP-36温度センサーをテープ固定
  5. Arduinoに負荷プロファイル (送信/起動/スリープ) をPWMでプログラミング
  6. テスト実行: 電圧・電流・温度をログ記録
  7. 重要: 設定した性能/安全ルールに基づきArduinoがテスト自動終了

その他の活用アイデア

Arduino電源制御センター:N-FET/P-FET/リレー/RTC搭載キット

アップロードしたEAGLEファイルで基板カスタマイズ可能。またはOSH Parkから直接発注できます。

Arduino電源制御センター:N-FET/P-FET/リレー/RTC搭載キット
Arduino電源制御センター:N-FET/P-FET/リレー/RTC搭載キット

ソースコード

サンプルコード - GitHubリポジトリ

このスケッチでは、TESTポイント間に接続したDC-DCコンバーターをテストしています。コンバーターチップにTMP-36を接着し、単セルLiPoを電源として使用。負荷PWMを0→100%へ徐々に増加させながら特性を計測します。
https://github.com/chipmc/Battery_Rundown_Test

カスタムパーツ・エンクロージャ

Tester%20Board%20v3a.sch
Tester%20Board%20v3a.brd

回路図

OSH Park

Arduino電源制御センター:N-FET/P-FET/リレー/RTC搭載キット
Arduino電源制御センター:N-FET/P-FET/リレー/RTC搭載キット

全部品の接続関係

Arduino電源制御センター:N-FET/P-FET/リレー/RTC搭載キット

製造プロセス

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