Простой цифровой регулятор мощности

Visits: 6406


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

Значок

Простой цифровой регулятор мощности - прошивка v1.0 2.00 KB 1469 downloads

Простой цифровой регулятор мощности - прошивка...
Проект  и прошивка для регулятора, индикатор общий анод v- 2.0
Значок

Простой цифровой регулятор мощности - проект v2.0 57.29 KB 202 downloads

Простой цифровой регулятор мощности - проект...
Login Required Message:
Схема в pdf
Значок

Простой цифровой регулятор мощности - схема 14.12 KB 200 downloads

Простой цифровой регулятор мощности - схема ...
Login Required Message:
Схема в PCAD2006
Значок

Простой цифровой регулятор мощности - схема в PCAD2006 25.71 KB 89 downloads

Простой цифровой регулятор мощности - схема...
Login Required Message:



Это может быть интересно


  • Development board based on MCU PIC18F47Q84Development board based on MCU PIC18F47Q84
    Visits: 752 PIC18F47Q84 Microcontroller Family with CAN Flexible Data Status: In Production.
  • TM1650 драйвер LED семисегментного индикатораTM1650 драйвер LED семисегментного индикатора
    Visits: 17695 Китайский производитель Shenzhen Titan Micro Electronics Co., Ltd.  Выпускает широкую линейку драйверов управления светодиодными дисплеями, которые позволяют разгрузить микроконтроллер для основной работы, главная особенность этих драйверов не только …
  • Регулятор влажности ch-3800Регулятор влажности ch-3800
    Visits: 1400   И еще один проект на плате ch-c3xxx –  универсальный регулятор влажности ch-3800. Регулятор позволяет работать как в режиме индикатора влажности, так и в режиме регулятора. Рабочий диапазон …
  • REFERENCE CLOCK OUTPUT MODULEREFERENCE CLOCK OUTPUT MODULE
    Visits: 487 REFERENCE CLOCK OUTPUT MODULE Модуль формирования опорного тактового сигнала Модуль опорного тактового сигнала обеспечивает возможность посылать сигнал синхронизации на тактовый опорный выходной контакт или контакты (CLKR) в зависимости от …
  • Индикатор температурыИндикатор температуры
    Visits: 2647 Проект для начинающих, на демо плате BB-2T3D-01. Простой индикатор температуры. Проект никак не задумывался, просто на витрину магазин Ворон нужна была демонстрационная модель на макетной плате, чего нибудь работающего. Остановились на индикаторе …
  • LED драйвер TM1639LED драйвер TM1639
    Visits: 2151 TМ1639 позволяет работать на матрицу 8*8 или 8 семисегметных индикаторов. Может работать как на индикаторы с общим катодом, но и есть возможность подключать общим анодом. Для управления драйвером …
  • The art of DJThe art of DJ
    Visits: 81 The art of DJ. The art of DJ has gained wide popularity. Today, a DJ is not just someone whose task is to mix tracks; a DJ is …
  • Altium Designer my setup system and project structure V23.3Altium Designer my setup system and project structure V23.3
    Visits: 138 Оновлення бази даних та шаблонів від березня 2023 року. Updating the database and templates from March 2023. Altium Designer my Libraries, Project templates, System settings by Catcatcat. Дивись …
  • Проект с использованием MCC часть 07Проект с использованием MCC часть 07
    Visits: 942 Модуль PWM – широтно импульсная модуляция (ШИМ). ПИК контроллеры часто на борту имеют модули ШИМ. На их основе строятся многие узлы управления электро приводами. В нашем варианте мы …
  • MCC PIC24 – модуль OUTPUT COMPARE – в режиме генератора звуковых сигналовMCC PIC24 – модуль OUTPUT COMPARE – в режиме генератора звуковых сигналов
    Visits: 598 При проектировании простых устройств автоматики, часто необходимо иметь механизм звукового оповещения. Самый верхний уровень, это формирование голосовых сообщений, но об этом, как то по позже… В самом примитивном …



Поделись этим!

Catcatcat

catcatcat

Development of embedded systems based on Microchip microcontrollers.

Продолжайте читать

НазадДалее