پروژه دستگاه تست منبع تغذیه رایانه

پایان نامه تحصیلی

دوره کارشناسی ناپیوسته

رشته الکترونیک

مقدمه :

               در سالهای اخیر تولید و استفاده از رایانه رشد فزاینده ای کرده وبازار سخت افزار رایانه به یکی از بزرگترین بازارها در جهان تبدیل شده است . ساخت قسمتهای مختلف رایانه ها بر خلاف دستگاههای دیگر  عموما بوسیله تولید کننده نهایی انجام نمیشود بلکه اکثر تولیدکنندگان رایانه ، مونتاژکننده هستند و تنها فرق آنها با هم در نوع و کیفیت قطعات ورودی مورد استفاده میباشد.

رایانه های امروزی معمولا از 10 تا 15 قطعه تشکیل میشوند که جعبه به همراه منبع تغذیه ( Case  ) یکی از این قطعات میباشد. چون برق مصرفی تمام قطعات داخلی رایانه توسط منبع تغذیه تامین میشود بدیهی است که کیفیت آن خیلی مهم میباشد.

منبع تغذیه رایانه

                      منبع تغذیه رایانه ها در دو مدل AT  و ATX  وجود دارد که در حال حاضر نوع دوم مورد استفاده قرار میگیرد . خطوط ولتاژ یک منبع تعذیه ATX  به صورت زیر میباشد :

-    +3.3v  : جهت استفاده مادربرد  ، کارتهای جانبی  و پردازنده اصلی   با  قدرتی در  حدود    20A

- +5v         : جهت استفاده مادربرد ،کارتهای جانبی و انواع دیسک گردانها با قدرتی در حدود  35A

- +12v       : جهت استفاده کارتهای جانبی ، انواع دیسک گردانها و فن ها با قدرتی در حدود  25A     

-+5VSB   : جهت  استفاده مادربرد در حالت    Stand By     با قدرتی در حدود  2A       

- -5V        : جهت  استفاده مادربرد با قدرتی در حدود  0.5A       

- -12V      : جهت  استفاده مادربرد با قدرتی در حدود 0.8A       

   کیفیت منبع تغذیه رایانه بستگی به پارامترهای زیر دارد :

         1-    حداکثر جریان خروجی در هر کدام از خطوط ولتاژ آن

2-   پایداری  ولتاژهای خروجی در محدوده های تعیین شده ( Stability  )

3-   عدم وجود نویز در خروجی (Filtering  )

محافظت در مقابل اتصال کوتاه .

حساسیت کم به نوسانات برق شهر ( مثلا AC in 200v~240v   ) 

فرمول ها و تصاویر در فایل اصلی قابل مشاهده است 

هدف پروژه :

                     در ایران سالانه حدود700 هزار رایانه شخصی مونتاژ میگردد و در نتیجه به همین تعداد نیز منبع تغذیه مصرف میشود و چون  این منابع تغذیه از تامین کننده های مختلف داخلی یا خارجی خریداری میشود لازم است کیفیت محصول ارایه شده آنها مورد ارزیابی قرار گرفته و مشخصات ادعایی آنها بصورت عملی تایید شود . برای تست و ارزیابی کیفیت منبع تغذیه رایانه نیاز به دستگاه تست کننده بود که مشابه خارجی آن حدود 3000 هزار دلار است  برای رفع این مشکل تصمیم به طراحی و ساخت  چنین دستگاهی در غالب پروژه تحقیقاتی(پایان نامه تحصیلی) گرفته شد.

مشخصات عملکردی دستگاه :

      این دستگاه از 5 خصوصیت کیفی منبع تغذیه سه 3 تای اولی را تست میکند و  دو تای آخر را انجام نمی دهد که اگر لازم باشد در مدل بعدی اعمال خواهد شد .

   دستگاه را میتوان در یکی از دو حالت دستی یا اتوماتیک  مورد استفاده قرار داد

فرمول ها و تصاویر در فایل اصلی قابل مشاهده است 

 حالت دستی :

    این حالت کاری  برای تست سریع و ساده ساخته شده و عملکرد آن به اینصورت میباشد که پس از روشن کردن دستگاه ، منبع تغذیه مورد نظر به آن وصل میگردد سپس با زدن کلیدهای افزایش یا کاهش بار الکتریکی روی هر کدام از ولتاژ های +12v , +5v , +3.3v    جریان کشیده شده و تغییرات ولتاژ قابل مشاهده خواهد بود

حالت اتوماتیک

       عملکرد اصلی دستگاه در این حالت کاری میباشد در حالت  اتوماتیک این دستگاه از طریق درگاه  چاپگر    ( LPT PORT   ) به رایانه وصل میشود و از این به بعد انجام انواع الگوریتم های تست از طریق نرم افزار صورت میگیرد  در این حالت یک برنامه نویس با در دست داشتن 5  ولتاژ اصلی منبع تغذیه                                  (-12v,-5v,+12v,+5v,+3.3v  ) و امکان اعمال 16 نوع بار روی هر کدام از  3 خط ولتاژهای مثبت  انواع تستها را برنامه نویسی کند..

بار الکتریکی ( Load  ) 

برای کشیدن جریان مشخص از یک منبع تغذیه DC  و با فرض ثابت ماندن  ولتاژ  می توان طبق رابطه

جریان را بدست آورد. ( I  : جریان ، V  :  ولتاژ ،R   : مقاومت )

بطور مثال اگر قرار باشد از خط ولتاژ  V=+5v  جریانی برابر  I=25A    کشیده شود مقدار مقاومت باید  R=0.2 ohm    باشد .

     برای  این دستگاه سه  بارالکتریی  Load12 , Load5 , load3.3   ساخته شده است که هرکدام از این بارها دارای 15 حالت میباشند یعنی اندازه مقاوت آنها بین R=r  تا R=r/15   تغییرمیکند که با فرض ثابت ماندن ولتاژ، جریان کشیده شده بین I=i  تا I=15*i   خواهد شد.

شکل هر سه بارالکتریکی این دستگاه یکسان میباشد و تنها فرق آنها در اندازه مقاومت r  میباشد.

که با تغییر مقدار مقاومت r  مقدار  i نیز تغییر خواهد کرد

   بطور مثال برای ولتاژ V=+12v   اگر   i=2A  خواسته شود در آنصورت

که در آنصورت حداکثر جریان کشیده شده از این خط ولتاژ  برابر با  I=15*i=30A  خواهد شد.

صفحه نمایش و کنترل دستی

در حالت  دستی این دستگاه   برای هر کدام از سه خط ولتاژ اصلی  از واحدهای زیر استفاده شده است :

فرمول ها و تصاویر در فایل اصلی قابل مشاهده است 

نمایشگر هفت قسمتی ( 7-Segment  ) 3 رقمی جهت نمایش جریان خط.

دو عدد کلید جهت افزایش یا کاهش جریان. (Key  )

میتر عقربه ای جهت نمایش ولتاژ خط. ( Miter  )

طرز کار این قسمت دستگاه بدینصورت میباشد که با زدن کلید بالایی یک بار الکتریکی کوچک ( r  ) به بارهای قبلی اضافه میشود ودر نتیجه  جریان خط  افزایش می یابد  و  مقدار آن   بر حسب آمپر  توسط صفحه    7-Segment    نمایش داده میشود  و همچنین مقدار ولتاژ خط نیز توسط Miter     نمایش داده خواهد شد.

با زدن کلید پایین عکس عمل قبلی انجام خواحد شد.

مدارهای کنترل کننده 

این قسمت دستگاه از قسمتهای زیر تشکیل شده است :

برد کنترل کننده بارهای الکتریکی

برد کنترل کننده صفحه نمایش

برد  کنترل کننده مرکزی

1- برد کنترل کننده بارهای الکتریکی

 وظیفه این برد وارد یا خارج کردن بارهای الکتریکی  بوسیله رله از مدار میباشد .

طرزکار :

          بوسیله خطوط آدرس A0  تا A3    یکی از 16 خانه حاقظه  EPROM  انتخاب میشود و چون  15 عدد بار در هر کدام از خطوط وجود دارد پس نیاز به 15 بیت برای هر آدرس میباشد که برای اینکاردو عدد Eprom  لازم است  .

حال EPROM ها باید به گونه ای  برنامه ریزی شوند که به ازای آدرس  0  هیچکدام از رله ها فعال نشده و به ازای آدرس 15  تمام 15 رله ها فعال شوند وچون در خروجی EPROM ها از ترانزیستورهای نوع PNP  استفاده شده پس بیت 1  یعنی خاموش بودن رله و بیت 0   یعنی روشن بودن رله :

(فرمول ها و تصاویر در فایل اصلی قابل مشاهده است )