Zabor-33.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как подключить мощную нагрузку к микроконтроллеру

Как подключить мощную нагрузку к микроконтроллеру

220V), красным — сигнал после выпрямления диодным мостом. Зеленым цветом изображены импульсы на выходе оптопары U3.

$regfile = «attiny2313.dat»
$crystal = 8000000

Dim N As Bit ‘1-плавно зажигаем лампочку, 0-гасим

Config Int0 = Falling
On Int0 Imp

Config Timer0 = Timer , Prescale = 1024 ‘переполнение за 0,032 сек
Dim Wt As Byte
On Timer0 Perepolnenie

Config Portd . 0 = Output
Opto Alias Portd . 0
Opto = 0

Enable Interrupts
Enable Timer0
Start Timer0
Enable Int0

Wt = 195 ‘минимальный накал
N = 1

Do ‘бесконечный цикл

Imp : ‘прерывание от детектора нуля
Timer0 = Wt ‘чем большее значение сюда положим, тем быстрее переполнится таймер
Start Timer0

If N = 1 Then ‘плавно зажигаем лампу
Incr Wt ‘увеличиваем до максимального значения
If Wt = 255 Then
N = 0
End If
Else ‘плавно гасим
Decr Wt ‘уменьшаем до минимального значения
If Wt = 195 Then
N = 1
End If
End If
Return

Perepolnenie : ‘переполнение таймера
Stop Timer0 ‘останавливаем таймер
Opto = 1 ‘включение симистора
Waitus 100
Opto = 0 ‘выключение оптосимистора
Return

минимальный накал средний накал максимальный накал

и не большое видео

Управление лампочкой метод конечно не ограничивается, этим же способом можно управлять и другой нагрузкой — нагревателями, двигателями и пр.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

pchela5, ну так это в военное, а у нас в мирное время все примерно)) Нашел ГОСТ 32144-2013 в котором сказано

200?’200px’:»+(this.scrollHeight+5)+’px’);»> Номинальное значение частоты напряжения электропитания в электрической сети равно 50 Гц.

Для указанного показателя КЭ установлены следующие нормы:

— отклонение частоты в синхронизированных системах электроснабжения не
должно превышать ±0,2 Гц в течение 95% времени интервала в одну неделю и
±0,4 Гц в течение 100% времени интервала в одну неделю

> Полуволна в нашей электросети по времени длится примерно 10 мс

В военное время значение синуса может достигать трёх! © Как так примерно? 50 Гц обязаны держать сети, иначе рассинхронизация может пойти и всё накроется медным тазом.

Чтобы понять откуда взялась цифра 195 надо сначала въехать в принцип работы: когда начинается новая полуволна (ток прошел через ноль), таймер начинает считать до своего переполнения и после этого откроет симистор. Если мы в него положим значение 255 тогда он переполнится практически сразу и симистор будет открыт все время пока ток снова не пройдет через ноль. Короче, симистор будет пропускать полуволну полностью. На следующей полуволне все повторится.

Теперь уменьшим стартовое значение таймера. Значит между прохождением тока через ноль и переполнением таймера пройдет больше времени, но чтобы получить минимальный накал необходимо чтобы таймер успел переполнится пока не закончилась та полуволна, которая запустила таймер

Полуволна в нашей электросети по времени длится примерно 10 мс, значит в таймер надо закладывать значение которое даст переполнение не позднее 10 мс.
У меня на практике с такой частотой работы контроллера и получилось минимальное значение 195.

добавить кнопки например:
pinc.1=input
pinc.0=input

Читайте так же:
Отделка внутренних откосов окон пластиком своими руками

вместо
If N = 1 Then ‘плавно зажигаем лампу
Incr Wt ‘увеличиваем до максимального значения
If Wt = 255 Then
N = 0
End If
Else ‘плавно гасим
Decr Wt ‘уменьшаем до минимального значения
If Wt = 195 Then
N = 1
End If
End If
Пишем
if pinc.0=0 then
decr Wt
end if
if pinc.0=0 then
incr Wt
end if

В протеусе есть инструменты для генерирования различных сигналов, в том числе и синуса

после того как вставили генератор на лист, двойной щелчек по нему и откроется окно настроек генератора, там можно задать частоту, амплитуду и много чего еще.

Управление симистором с МК

Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь.

Хитрое управление симистором.
Управляю нагрузкой с помощью симисторов. Схема: .

Управление нагрузкой симистором.
Всем привет! Собрал по типовой схеме этот узел, фазовое управление нагрузкой микроконтроллером (в.

Управление симистором напрямую от МК +бестрансформаторный БП
Друзья, поделитесь опытом — есть у меня самодельная система управления нагрузкой построенная на.

управление симистором, посоветуйте оптопару
==================== UPD. В общем и целом выбираю конечно решение на BTA16, как советуют .

Равно как и с оптопарой без детектора.

Добавлено через 1 минуту

Есть разница в подключении для различного вида нагрузок?
Необходимо реализовать ПИД-управление нагревательным элементом. Если вы спрашиваете чтоб узнать не подойдет ли здесь реле — нет, не подойдет.

_SayHello, Спасибо. То есть, мне необходимо отлавливать 0 микроконтроллером, например, с помощью отдельной оптопары? Если так, то выходит, необходимо использовать АЦП? Или есть методы отлавливания нуля микроконтроллером, с использованием ТТЛ? И если так, то почему нельзя использовать этот оптосимистор?

Мощностью можно управлять несколькими способами: 1) Регулировать фазу открытия симистора на каждом периоде сети.
2) Можно регулировать количеством периодов сети.
Второй вариант будет попроще, но и по-грубее, к примеру мы знаем что период сети +- 20 мс ( 50 Гц),
пусть 100 периодов из 100 у нас 100% мощность. Значит мы считаем выход ПИД регулятора в % мощности, например получилось 50%. 20 мс * 50 = 1 с. Таким образом мы выставляем на 1 секунду лог. единицу, симистор откроется при переходе через 0 сам, через одну секунду сняли лог. единицу, симистор закроется сам при переходе через ближайший 0. В таком случае можно использовать оптопару с встроенным детектором нуля. Правда если характер нагрузки резистивный. При индуктивном характере момент включения лучше сдвигать относительно перехода 0 на четверть периода. Погрешность данной регулировки может быть в пол периода, так как мы включаем в произвольное время, и считаем что нагрузка уже работает, а на самом деле она еще будет дожидаться ближайшего перехода через 0.

В первом варианте уже сложнее, тут надо точно знать момент перехода через 0, а оптопары обратной связи по этому параметру не дают. По этому, необходимо использовать внешнюю цепь детектора нуля, погугли — их миллион. Я использовал простейшую из пары резисторов и оптопары. Подобные схемы при переходе через 0 в большинстве случаев выдают фронт, который можно повесить на внешнее прерывание, или на Input Capture таймера. В прерывании по приходу фронта уже может выставляться необходимая задержка по фазе по которой на управляющую оптопару будет подаваться строб включающий нагрузку до конца данного периода. Если использовать IC таймер у контроллера, то параллельно можно высчитывать период сети ( время между двумя фронтами) и делать поправку на период сети, ибо он немного, но «плавает». + строб приходит не точно в момент перехода сети через 0, а через определенное время, обусловленное падением напряжения на диоде оптопары детектора нуля в прямом направлении. Например, падение в прямом направлении на диоде составляет 0.6 В, напряжение сети изменяется по синусоидальному закону с частотой 50 Гц, с действующим значением 220 В. Отсюда можно посчитать амплитуду синуса, и прикинуть за какое время сигнал на входе оптопары вырастет от 0 до 0.6 В и оптопара откроется — это и будет время, которое также можно учитывать, чтобы увеличить точность регулирования. Конечно, амплитуда сети тоже может изменяться, тем самым будет и задержка меняться, можно и этот параметр контролировать, но то уж как глубоко вы готовы зайти.

Читайте так же:
Чем покрасить деревянный откосы окна

Подключение оптопары к микроконтроллеру AVR ATmega8

В этой статье мы рассмотрим подключение оптопары к микроконтроллеру ATmega8 (семейство AVR). Оптопары представляют собой устройства, предназначенные для изоляции электронных и электрических схем. Это простое устройство может изолировать чувствительную электронику от «грубой» электроники такой, к примеру, как электродвигатели, при этом сохраняя контроль над источником.

В данном примере мы будем управлять скоростью вращения электродвигателя переменного тока (конкретно вентилятора) с помощью логического управления от микроконтроллера. Мы могли бы это сделать и с помощью простого соединения (без использования оптопары), но тогда бы нам пришлось столкнуться с появлением шумов в схеме управления скоростью вращения электродвигателем. Поскольку это двигатель переменного тока нам бы пришлось использовать сложные фильтрующие схемы чтобы избавиться от этого шума. Но с помощью оптопары мы можем избежать прямого контакта микроконтроллера с электродвигателем и при этом сохранить полный контроль над системой.

Оптоэлектронные устройства, как следует из их названия, имеют в своем составе триггерную систему, управляемую с помощью света. Мы передаем сигнал на светоизлучающее устройство на источнике, а на приемном конце мы имеем триггерный переключатель, работающий от света. В данном проекте мы будем подключать оптопару 4N25 к микроконтроллеру ATmega8. Когда выключатель на стороне контроллера будет нажат, светодиод оптопары будет зажигаться.

Необходимые компоненты

Аппаратное обеспечение

  1. Микроконтроллер ATmega8 (купить на AliExpress).
  2. Программатор AVR-ISP (купить на AliExpress), USBASP (купить на AliExpress) или другой подобный.
  3. Оптопара 4N25 (купить на AliExpress).
  4. Светодиод (купить на AliExpress).
  5. Резистор 1 кОм (3 шт.) (купить на AliExpress).
  6. Источник питания с напряжением 5 Вольт.

Программное обеспечение

  1. Atmel Studio версии 6.1 (или выше).
  2. Progisp или flash magic (необязательно).

Работа схемы

Схема устройства приведена на следующем рисунке.

Читайте так же:
Ширина откосов оконных проемов

Прежде чем двигаться дальше, рассмотрим принципы работы оптопары. Внутренняя схема оптопары приведена на следующем рисунке.

Контакты PINA и PINC подсоединяются к источнику. Контакты PINB, PINC, PINE подсоединяются к нагрузке.

Из представленного рисунка видно, что оптопара состоит из светодиода на стороне источника и фототранзистора на стороне нагрузки. Система заключена в замкнутый корпус, что увеличивает эффективность работы фототранзистора.

Когда от источника поступает сигнал на светодиод оптопары он испускает свет и фототранзистор, расположенный рядом со светодиодом, срабатывает и приводит в исполнение подсоединенную к его выходам цепь. Таким образом, управляющий сигнал от микроконтроллера преобразуется в свет, который заставляет сработать фототранзистор и тем самым подать необходимый сигнал в управляемую нагрузку (в представленной схеме нагрузкой является светодиод, но в общем случае подобным образом можно управлять и электродвигателем).

Эквивалентную электрическую схему оптопары можно изобразить следующим образом.

При нажатии кнопки, подсоединенной к микроконтроллеру, он подает управляющий импульс на светодиод оптопары (в эквивалентной схеме замещенный диодом), что заставляет сработать транзистор и зажечь подсоединенный к нему светодиод (в денном случае светодиод является нагрузкой оптопары). Более детально принцип работы данной схемы рассмотрен в комментариях к представленной программе.

Исходный код программы на языке С (Си) с пояснениями

Программа для рассматриваемой схемы подключения оптопары к микроконтроллеру AVR ATmega8 представлена следующим фрагментом кода на языке С (Си). Комментарии к коду программу поясняют принцип работы отдельных команд.

Использование сети 220 В в микроконтроллерах

Сеть 220 В в большинстве случаев является основным источником питания для устройств, содержащих МК. Кроме того, она может служить информационным и управляющим каналом. Актуальными являются следующие задачи:

  • измерение сетевой частоты и сетевого напряжения;
  • проверка наличия сетевого питания при переходе на резервный источник;
  • передача по сетевым проводам информационных сигналов;
  • тактирование работы устройства от сетевой частоты;
  • определение момента перехода переменного напряжения через нуль, чтобы коммутировать различные нагрузки с минимальным уровнем помех.

Стандартами стран СНГ допускается разброс сетевого напряжения в диапазоне 187. 242 В и изменение частоты в пределах 49. 51 Гц. Однако эти параметры варьируются в зависимости от страны и континента (Табл. 3.1), что надо учитывать при разработке продукции на экспорт.

Таблица 3.1. Стандарты электрических сетей в разных странах

Напряжение [В]Частота [Гц]Страны мира
22050Страны СНГ, Аргентина, Германия, Греция, Египет, Китай и другие
23050Бангладеш, Индия, Маврикий, Новая Зеландия, Танзания и другие
24050Австралия, Великобритания, Кипр, ОАЭ, Судан, Уганда и другие
11060Багамские острова, Гаити, Гондурас, Южная Корея и другие
12060Венесуэла, Канада, Колумбия, Коста-Рика, Куба, Либерия, США и другие
12760Мексика
10050/60Япония

Для адаптации напряжения сети 220 В к низковольтным входам МК используют резистивные делители (Рис. 3.1, а. з), оптическую (Рис. 3.2, а. ж) и трансформаторную (Рис. 3.3, а. з) развязку. В двух последних случаях гарантируется гальваническая изоляция первичных и вторичных цепей, что повышает безопасность.

Читайте так же:
Монтаж наружного откоса окна

ВНИМАНИЕ! Здесь и далее при настройке и эксплуатации устройств, которые не имеют гальванической развязки от промышленной сети переменного тока, следует соблюдать повышенную осторожность и правила электробезопасности.

Рис. 3.1. Схемы неизолированных датчиков сетевого напряжения 220 В <начало):

а) диод VD1 отсекает отрицательную полуволну напряжения, резистором R2 регулируется амплитуда сигнала на входе МК (частота 50 Гц), конденсатор С1 устраняет помехи;

б) на вход МК поступает сигнал удвоенной частоты 100 Гц от мостового выпрямителя;

в) провод питания МК +5 В гальванически связан с сетыо 220 В. Резистор R1 ограничивает ток через внутренние защитные диоды МК (0.1. 0.3 мА). Частота сигнала 50 Гц;

г) транзисторы VTI, VT2 образуют двухсторонний ограничитель напряжения с нагрузкой в виде резистора R2. Транзистор VT3 — усилитель-инвертор. Конденсатор С1 защищает МК от коммутационных помех, которые могут возникать в сети 220 В при работе тиристоров;

д) МК проверяет исправность симистора VS1 и отсутствие обрыва в нагрузке Конденсатор С1 имеет большую ёмкость, поэтому на входе МК напряжение усредняется. Резистором R2 устанавливается порог напряжения, ниже которого считается, что произошла авария;

е) для устройств, которые критичны к полярности включения вилки в сетевую розетку, «нуль» (N) и «фазу» (L) определяют стандартным прибором электрика «светящаяся отвёртка»;

ж) двухстороннее ограничение сетевого напряжения внутренними диодами МК. Конденсатор С1 высоковольтный (250 В переменного напряжения) на случай обрыва резистора R3.

Рис. 3.2. Схемы датчиков сетевого напряжения 220 В с оптической изоляцией (начало):

а) фототранзисторы оптопары VU1 закрываются на 0.1. 0.2 мс в момент перехода сетевого напряжения через нуль. Точная длительность подбирается резистором R2, частота 100 Гц;

б) формирователь импульсов с частотой 50 Гц. Двойная гальваническая развязка: на оптопа-ре VU1 и на трансформаторе 77. Коллекторной нагрузкой оптопары служит внутренний резистор МК. Диод Шоттки VD1 защищает излучатель оптопары VU1 от обратного напряжения;

в) аналогично Рис. 3.2, а, но на двух отдельных оптопарах и без транзисторного ключа;

г) МК проверяет отсутствие обрыва в нагрузке по наличию импульсных сигналов с частотой 50 Гц. Диоды VD1. VD6 запараллелены (встречно) для максимальной симметрии схемы;

Рис. 3.2. Схемы датчиков сетевого напряжения 220 В с оптической изоляцией (окончание)’.

д) двухкаскадный формирователь сетевых импульсов на транзисторах VTI, VT2. Частота сигнала на входе МК 100 Гц. Питание первичной стороны формирователя осуществляется от параметрического стабилизатора, собранного на элементах R3, VD2, VD3, С1. Диодный мост VD1 должен быть рассчитан на обратное напряжение не менее 400 В;

е) индикатор наличия сетевого напряжения с гальванической развязкой на оптопаре VU1. Элементы С1, R2 служат соответственно реактивным и активным балластом для стабилитрона VD5. При отключении сети 220 В конденсатор С1 быстро разряжается через резистор R1 (доли секунды). Это повышает безопасность, иначе конденсатор может разрядиться через тело человека, если случайно прикоснуться к обесточенной сетевой вилке руками;

Читайте так же:
Откос окна внешний вид

ж) светодиод HL1 индицирует наличие сетевого питания и защищает излучатель оптопа-ры VU1 от обратного напряжения. Резистор RI при положительной полуволне задаёт ток через оптопару, а при отрицательной — через светодиод HL1. Частота импульсов на входе МК 50 Гц.

Рис. 3.3. Схемы датчиков сетевого напряжения 220 В с трансформаторной развязкой <начало):

а) транзисторный формирователь импульсов с частотой 100 Гц. Конденсатор С2 подавляет импульсные помехи. Резистор RI подбирается так, чтобы транзистор VT1 был гарантированно открыт при самом низком сетевом напряжении. Оно, в свою очередь, определяется коэффициентом передачи трансформатора 77. Напряжение с диодного моста VD1. VD4 поступает также в систему основного питания, которая формирует напряжение +5 В для МК;

б) детектор перехода сетевого напряжения через нуль. Компаратор DA1 увеличивает крутизну фронтов сигнала и повышает помехоустойчивость. Выход компаратора (открытый коллектор) нагружен на «pull-up» резистор R3. Диоды VD5, VD6 ограничивают напряжение на входах компаратора на уровне 0.6. 0.7 В при положительной полуволне сетевого напряжения, а диоды, входящие в мост VDI. VD4, — при отрицательной полуволне;

в) на резисторе R2 выделяется пульсирующее напряжение частотой 100 Гц. Конденсатор С1 подавляет ВЧ-помехи. Элементы VD3, R1 защищают МК от всплесков сетевого напряжения. Диоды VD1, VD2должны соединяться с адаптером А1 отдельными проводами;

г) с диодного моста VDI. VD4 пульсирующее напряжения частотой 100 Гц поступает на входы аналогового компаратора МК. Стабилитроны VD5, VD6 должны иметь пороговое напряжение ниже, чем напряжение питания М К (в данном случае это+5 В). Диоды VD7, VD8защищают М К от большого разбаланса напряжений на входах компаратора;

Рис. 3.3. Схемы датчиков сетевого напряжения 220 В с трансформаторной развязкой (окончание):

д) формирователь прямоугольных импульсов ТТЛ-уровня из переменного сетевого напряжения 9. 12 В. Задействуется свободный канал микросхемы DA1 (драйвер интерфейса RS-232), имеющий на входе триггер Шмитта. Цепочка RI, С2служит фильтром ВЧ-помех;

е) резисторы R2, R3 образуют делитель с уровнем +2.5 В, чтобы АЦП МК работал в линейном режиме. Частота импульсов, снимаемых с диодного ограничителя VD3, VD4, — 50 Гц;

ж) аналогично Рис.3.3, г, но с двумя парами ограничительных диодов Шоттки VD2. VD5. Это, очевидно, перестраховка на случай выхода из строя диодов, находящихся в мосту VDI;

з) амплитуда входного напряжения МК с частотой пульсаций 100 Гц регулируется резистором R2. Конденсатор большой ёмкости С1 при отключении сети поддерживает некоторое время напряжение питания +5 В, чтобы МК успел корректно закончить программные процедуры.

Источник: Рюмик С.М. 1000 и одна микроконтроллерная схема. (Выпуск 1)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector