Простой регулятор мощности с цифровой индикацией.

pw_00

Этот проект создан как обучающий, для ознакомления с основами построения сетевых регуляторов мощности. Устройства подобного типа можно использовать для управления освещением, скоростью работы вентиляторов (электромоторов переменного тока), а также для регулировки мощности паяльника. Цифровая индикация позволяет косвенно судить о величине энергии подаваемой в нагрузку. Возможность сохранения заданных параметров в EPROMM контроллера позволяет избавиться от необходимости постоянной настройки при включении устройства. Регулятор не только запоминает, заданную мощность, но и текущее состояние. Если вы установили состояние “oF” – выключено. То при подаче питания регулятор будет в состоянии выключено. Если вы его будете отключать в состоянии включено (когда показывается заданная мощность), то и при подаче питания, будет также включена заданная мощность.

Схема регулятора.

 pw_05

Регулятор собран на микроконтроллере фирмы Microchip PIC16F1823. Для питания используется конденсаторный источник питания.

high_voltageВНИМАНИЕ. ВСЕ ЭЛЕМЕНТЫ УСТРОЙСТВА НАХОДЯТСЯ ПОД ПОТЕНЦИАЛОМ СЕТИ 230 ВОЛЬТ. БУДЬТЕ ОСОБЕННО ВНИМАТЕЛЬНЫ ПРИ НАЛАДКЕ УСТРОЙСТВА.

Для управления мощностью в регуляторе применяется фазовое регулирование с использованием задержки момента включения симистора. В качестве момента синхронизации используется точка перехода через ноль напряжения сети. К качестве формирователя импульса синхронизации используется свойства порта микроконтроллера ограничивать величину входного напряжения за счет защитных диодов. Рассмотрим электрическую схему порта микроконтроллера.

pw_01

Резистор 20 мОм ограничивает входной ток до допустимого уровня, а диоды ограничиваю напряжение до уровня питания микроконтроллера. В микроконтроллере PIC16F1823 есть возможность организации прерывания по изменению состояний на входах. Для синхронизации мы настраиваем наш вход в регистрах IOCAN: и IOCAF: на активацию прерывания и по нарастанию, и по спаду сигнала. Этим мы получаем возможность для синхронизации в каждом полу-периоде.

Для регулировки мощности нам необходимо изменять момент включения симистора.

pw_02

Принцип такой чем мы раньше подает включающий импульс после момента синхронизации, тем больше мощности подается в нагрузку. Для регулировки мощности нам необходимо организовать задержку на включения симистора. Для этого будем использовать таймер TIMER1.

Принцип управления следующий, мы используем прерывания которое может формировать таймер при своем переполнении. В момент поступления импульса синхронизации, мы делаем предустановку таймера, на величину, необходимую для формирования нашей задержки. И включаем его. Таймер начинает отсчитывать время, при переполнении, программа переходит на формирования импульса управления симистором (таймер выключается). Далее все повторяется.

Как математически формируется задержка. Мы используем контроллер на максимальной частоте (люблю максимальные частоты, благо в этом устройстве нет необходимости для экономии потребления). Поэтому мы может на вход таймера подавать тактовую частоту 8 мГц. Если установить предделитель на 8, то на входе таймеры мы получим 1 мГц тактовой частоты.

Мы используем задание мощности от 0 до 100%. И нам необходимо регулировка по 1%. Длительность полупериода сети 50 Гц равна (100 Гц) = 0,01 сек. Длительность тактовой 0,000001 сек. В нашем случае мы получаем, что за один полупериод таймер насчитает 10 000 импульсов. На 1% мощности нам будет приходиться 100 импульсов.

У нас 16-битный таймер его полное значение 65535 (65536) импульсов. Для начала формирования задержки нам необходимо его предустанавливать на величину:

power_zag=65535-((100-power1)*100);

где: power_zag – значение которое мы загружаем в таймер, power1 – значение задание мощности в % (0-100).

pw_03

После поступления импульса управления, симистор открывается и вся оставшееся мощность направляется в нагрузку. В момент перехода напряжения сети через ноль симистор закрывается. Обратите внимание, что для управления симистором используется “отрицательное напряжение”.

Питание схемы.

Так как для нас нет необходимости в большой мощности (но есть необходимость для питания индикатора) и предполагается, что элементы устройства в процессе эксплуатации всегда будут защищены от прикосновения, питание нашей схемы выполнено по схеме с конденсаторным делителем напряжения.

pw_04

Назначение элементов. Резистор R1 предназначен для ограничение максимального тока через стабилитрон в момент включения или выключения устройства, а также в момент когда в сети могут появится высокочастотные помехи для которых сопротивление конденсатора становиться равным нулю.

Конденсатор C1 является нашим основным ограничителем тока для стабилитрона, на котором формируется напряжение питания. Для отрицательной полуволны стабилитрон полностью пропускает напряжение, а для положительной формирует на себе 5,6 вольта.

Диод D2 пропускает положительное напряжение и заряжает конденсатор C2 который используется для питание микроконтроллера.


 Регулятор в сборе.

pw_08-150

 

Функции кнопок управления , верхняя включить-выключить, средняя увеличить мощность  нижняя уменьшить. Регулятор сохраняет свои настройки при отключении от сети. В момент сохранения на индикаторе высвечивается сообщение “–” на пол секунды.


Видео проекта.

 


Печатная плата.

Для проекта была спроектирована печатная плата. Форма платы предназначена для возможности монтажа в розетку удлинителя.

pw_06ВНИМАНИЕ. Приобрести плату можно в магазине ВОРОН (правда цену…).


Фотографии проекта:


  • Печатная плата

    Печатная плата
  • Подключение платы к колодке

    Подключение платы к колодке
  • Регулятор в сборе

    Регулятор в сборе
  • Плата вид с верху

    Плата вид с верху
  • Плата установленная в корпусе

    Плата установленная в корпусе



Прошивка для регулятора, индикатор общий анод v-1.0

Проект  и прошивка для регулятора, индикатор общий анод v- 2.0
Схема в pdf
Схема в PCAD2006



Это может быть интересно


  • Система отопления на солнечных коллекторах от Дмитрия (rv3dpi)Система отопления на солнечных коллекторах от Дмитрия (rv3dpi)
    Солнечные коллекторы для отопления в Европе используют в более 50% от общего количества установленных гелиосистем. Однако следует понимать, что гелиосистемы предназначены лишь для поддержки отопления и экономии затрат на основную систему отопления. …
  • Проект с использованием MCC часть 03Проект с использованием MCC часть 03
    Первым делом перенастроим регистры конфигурации, следующим образом: Отключим выход генератора (CLKOUT function is disabled. I/O function on the CLKOUT pin) Включим сторожевой таймер (WDT enabled) После этой настройки мы должны …
  • OLED RET012864E/REX012864JOLED RET012864E/REX012864J
    RET012864E/REX012864J ОЛЕД индикатор производитель Raystar-Optronics приобретался в http://www.microchip.ua/ к сожалению никакой информации на сайте поставщика нет. Поэтому решил работу с этой версией индикатора на драйвере SSD1305 предоставить на своем сайте. Так как есть ошибки …
  • PIC18 – System ArbitrationPIC18 – System Arbitration
    Системный арбитр. Разрешает доступ к памяти между выборами уровнями системы (т.е. Main, Interrupt Service Routine) и выбором периферийных устройств (т.е. DMA и Scanner) на основе назначенных пользователем приоритетов. Каждый из уровней …
  • Мультизоновый индикатор-терморегулятор ch-c3010Мультизоновый индикатор-терморегулятор ch-c3010
    Часто возникает необходимость получить информацию по температуре с множества точек контроля. Вам необходимо знать температуру в комнате, в коридоре,  температуру на улице, а в погребе (или на балконе) не только …
  • USB K-L-line адаптерUSB K-L-line адаптер
    USB K-L-line адаптер предназначен для связи персонального компьютера с диагностической шиной автомобиля – интерфейс ISO-9141. Этот проект предназначен для сборки недорого устройства с использованием специально для этой цели разработанной печатной …
  • Обновление ESP8266 c ESPFlashDownloadTool_v3.6.3Обновление ESP8266 c ESPFlashDownloadTool_v3.6.3
    Технология обновления следующая: Загружаем программу со страницы espressif.com. Разархивируем. Где находятся файлы, для прошивки? Заходим в каталоги Подключаем по схеме в статье WiFi ESP8266 (замыкаем BT2, перемычка). Запускаем программу, откроется два …
  • Четырех канальный терморегулятор ch-4000Четырех канальный терморегулятор ch-4000
     Четыре независимых канала регулирования температуры, одновременно можно подключить 16 датчиков температуры DS18B20 с удалением до трехсот метров. Можно для регулировки выбрать любой датчик, подключенный к устройству. Каждый канал может работать как в …
  • Ссылки на интересные источникиСсылки на интересные источники
    Сбор 3D моделей от André L’Hérault конденсаторы, резисторы, индуктивности dropbox IPC-SM-782 Surface Mount Design and Land Pattern Standard Видео уроки по Altium designer Alexey Sabunin https://www.youtube.com/channel/UCG7N5CqXpyK8nQjr1EmMgng Сергей Булавинов https://www.youtube.com/channel/UCISAMXRnN_Qw9UTjUwZI1Jw Robert Feranec https://www.youtube.com/user/matarofe Самый быстрый, …
  • Ultrasonic Level Meters – ULM –53LUltrasonic Level Meters – ULM –53L
    Измерение расстояния при помощи ультра звукового датчика ULM–53L–10. Диапазон измерения от 0,5 м до 10 м, полностью пластмассовый излучатель PVDF, механическое соединение фланцем из полиэтилена HDPE (исполнение “N”) Характеристики Диапазон измерения …



Share →
Translate »

Copyright © Catcatcat electronics 2013-2019. Все права защищены.
Копирование разрешается только с указанием активной ссылки на правообладателя.

e-mail: catcatcat.electronics@gmail.com