Санариптик башкарылган сызыктуу электр менен камсыздоо: 6 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:39

Менин жашымда, болжол менен 40 жыл мурун, мен кош сызыктуу электр булагын түздүм. Схемалык диаграмманы Голландияда азыркы учурда "Электор" деп аталган журналдан алдым. Бул электр менен камсыздоо чыңалууну жөндөө үчүн бир потенциометрди, ал эми токту тууралоо үчүн колдонулган. Көп жылдардан кийин бул потенциометрлер туура иштебей калгандыктан, туруктуу чыгуу чыңалуусун алууну кыйындатты. Бул электр менен камсыздоо сүрөттө көрсөтүлгөн.

Ошол эле учурда мен PIC микроконтроллерин жана JAL программалоо тилин колдонуп, хоббимдин бир бөлүгү катары камтылган программалык камсыздоону иштеп чыктым. Мен дагы эле энергия менен камсыздоону колдонгум келгендиктен - ооба, азыр сиз которуу режиминин арзан варианттарын сатып ала аласыз - мен эски потенциометрлерди санариптик версияга алмаштыруу идеясын алдым жана жаңы PIC долбоору пайда болду.

Электр менен камсыздоонун чыңалуусун жөндөө үчүн мен 6 баскычты төмөнкүдөй колдонуучу PIC 16F1823 микроконтроллерин колдонуп жатам:

• Чыкуу чыңалуусун күйгүзүү же өчүрүү үчүн бир баскыч, электр энергиясын толугу менен күйгүзүү же өчүрүү зарылдыгы жок
• Чыгуу чыңалуусун жогорулатуу үчүн бир баскыч жана башка чыңалуу баскычын чыгаруу
• Алдын ала коюлган катары колдонула турган үч баскыч. Белгилүү бир чыңалуу орнотулгандан кийин, так чыңалуу ушул алдын ала коюлган баскычтардын жардамы менен сакталат жана алынат

Электр энергиясы 2,4 Вольттон 18 Вольттун ортосундагы чыңалууну чыгарууга жөндөмдүү, максималдуу агымы 2 Ампер.

1 -кадам: Баштапкы дизайн (оңдоо 0)

Мен аны санарип потенциометр менен башкарууга ылайыктуу кылып баштапкы схемалык диаграммага бир аз өзгөртүүлөрдү киргиздим. Мен мурунку учурдагы потенциометрди учурдагы жөнгө салуу үчүн эч качан колдонгон эмесмин, ошондуктан мен аны алып салдым жана аны туруктуу резисторго алмаштырдым, максималдуу токту 2 Амперге чейин чектеп койдум.

Схемалык диаграмма эски, бирок ишенимдүү LM723 чыңалуу жөндөгүчүнүн айланасында курулган электр менен камсыздоону көрсөтөт. Мен ошондой эле ал үчүн басылган электр платасын түздүм. LM723 учурдагы чектөөчү өзгөчөлүгү жана кеңири чыңалуу диапазону менен температуранын компенсацияланган чыңалуусуна ээ. LM723 чыңалуу чыңалуусу тазалагыч LM723 инвертирленбеген киришине туташкан санарип потенциометрге барат. Санарип потенциометр 10 кОм мааниге ээ жана 3 зымдуу сериялык интерфейстин жардамы менен 100 кадамда 0 Омдон 10 кОмго чейин өзгөртүлүшү мүмкүн.

Бул Power Supply 15 Вольттук чыңалуу жөндөгүчүнөн (IC1) санариптик вольт жана ампер өлчөгүчкө ээ. Бул 15 Вольт, ошондой эле PIC жана санариптик потенциометрди кубаттаган 5 Вольттуу чыңалуу жөндөгүчүнүн (IC5) кириши катары колдонулат.

Транзистор T1 LM723ти өчүрүү үчүн колдонулат, ал 0 вольтко чыгат. Күч каршылыгы R9 токту өлчөө үчүн колдонулат, ал аркылуу ток өткөндө резистордун чыңалуусунун төмөндөшүнө алып келет. Бул чыңалуу төмөндөшү LM723 тарабынан максималдуу чыгуу агымын 2 амперге чейин чектөө үчүн колдонулат.

Бул баштапкы дизайнда электролитикалык конденсатор жана күч транзистору (2N3055 түрү) тактада жок. Менин баштапкы дизайнымда көп жылдар мурун Электролиттик Конденсатор өзүнчө тактада болгон, ошондуктан мен аны сактап калдым. Күч транзистору жакшы муздатуу үчүн кабинеттин сыртындагы муздатуучу табакка орнотулган.

Баскычтар кабинеттин алдыңкы панелинде. Ар бир баскыч тактадагы 4k7 резисторлору аркылуу жогору тартылат. Баскычтар жерге туташтырылган, бул аларды активдүү төмөн кылат.

Бул долбоор үчүн сизге төмөнкү электрондук компоненттер керек (ошондой эле 2 -версия):

• 1 PIC микроконтроллери 16F1823
• 1 санарип потенциометр 10k, түрү X9C103
• Чыңалуу жөнгө салуучулары: 1 * LM723, 1 * 78L15, 1 * 78L05
• Көпүрөнү түзөтүүчү: B80C3300/5000
• Транзисторлор: 1 * 2N3055, 1 * BD137, 1 * BC547
• Диоддор: 2 * 1N4004
• Электролиттик конденсаторлор: 1 * 4700 uF/40V, 1 * 4.7 uF/16V
• Керамикалык конденсаторлор: 1 * 1 нФ, 6 * 100 нФ
• Резисторлор: 1 * 100 Ом, 1 * 820 Ом, 1 * 1к, 2 * 2к2, 8 * 4к7
• Power каршылыгы: 0.33 Ohm / 5 Watt

Мен ошондой эле тиркелген скриншотто жана сүрөттө көрсөтүлгөн басма схемасын иштеп чыктым.

2 -кадам: Кайра каралып чыккан дизайн (2 -версия)

Басып чыгарылган схемаларга буйрук бергенден кийин, мен "чыңалуудан коргоо" деп аталган өзгөчөлүктү кошуу идеясын алдым. Менде дагы эле көптөгөн программалык эстутум бар болгондуктан, PICтин аналогун санариптик конвертерге (ADC) колдонуп, чыңалуу чыңалуусун чечтим. Бул чыгуу чыңалуусу - кандайдыр бир себептерден улам - жогорулап же түшүп кетсе, электр менен камсыздоо өчүрүлөт. Бул туташкан микросхеманы ашыкча чыңалуудан коргойт же кыска туташууну токтотот. Бул 1 -версия, бул 0 -версиянын кеңейтүүсү, баштапкы дизайн.

Дизайнды нан тактасы аркылуу сынап көрсөм да (сүрөттү караңыз), мен ага дагы деле ыраазы болгон жокмун. Кээде санарип потенциометр дайыма эле бир позицияда эмес окшойт, мис. алдын ала коюлган маанини калыбына келтирүүдө. Айырмасы кичине, бирок тынчсыздандырды. Потенциометрдин маанисин окуу мүмкүн эмес. Бир аз ойлонгондон кийин, мен 2-версияны түздүм, бул 1-версиянын кичинекей кайра түзүлүшү. Бул дизайнда, схеманын 2-версиясын караңыз, мен санарип потенциометрди колдонгон жокмун, бирок аналогдук конверттелген санарипти (DAC) колдондум. PIC LM723 аркылуу чыгуу чыңалуусун көзөмөлдөө үчүн. Бир гана көйгөй PIC16F1823 5-бит DACке ээ болгон, бул жетишсиз болчу, анткени өйдө жана ылдый кадамдар өтө чоң болмок. Ушундан улам мен бортунда 10-бит DAC бар PIC16F1765ке которулдум. DAC менен болгон бул версия ишенимдүү болгон. Мен дагы эле баштапкы басылган платаны колдоно алмакмын, анткени кээ бир компоненттерди алып салуу, 1 конденсаторду алмаштыруу жана 2 зымды кошуу керек (1 -версиянын чыңалуусун аныктоо мүмкүнчүлүгүн кошуу үчүн 1 зым мурунтан эле керек болчу). Ошондой эле, кубаттуулуктун таралышын чектөө үчүн 15 Вольттун жөндөгүчүн 18 Вольтко алмаштырдым. 2 -ревизиянын схемасын караңыз.

Демек, эгер сиз бул дизайнга өтүүнү кааласаңыз, анда 0 версиясына салыштырмалуу төмөнкүлөрдү жасашыңыз керек:

• PIC16F1823 менен PIC16F1765 алмаштырыңыз
• Кошумча: 78L15ти 78L18 менен алмаштырыңыз
• Санарип потенциометрдин X9C103 түрүн алып салыңыз
• R1 жана R15 резисторлорун алып салыңыз
• Электролиттик C5 конденсаторун 100 нФ керамикалык конденсаторго алмаштырыңыз
• IC4 pin 13 (PIC) менен IC2 pin 5 (LM723) ортосунда байланыш түзүңүз
• IC4 pin 3 (PIC) менен IC2 pin 4 (LM723) ортосунда байланыш түзүңүз

Мен ошондой эле басылган платаны жаңырттым, бирок бул версияга буйрутма берген жокмун, скриншотту караңыз.

3 -кадам: (Дис) Ассамблея

Сүрөттө жаңыртууга чейин жана андан кийин электр менен камсыздоону көрөсүз. Потенциометрдин жардамы менен жасалган тешиктерди жабуу үчүн мен кабинеттин алдыңкы панелинин үстүнө алдыңкы панелди коштум. Көрүнүп тургандай, мен кош электр менен камсыз кылдым, анда эки электр энергиясы тең бири -биринен толугу менен көз каранды эмес. Бул мага 18 Вольттон жогору чыгуу чыңалуусу керек болгон учурда аларды катарлап коюуга мүмкүндүк берет.

Басып чыгарылган платадан улам электрониканы чогултуу оңой болгон. Чоң электролиттик конденсатор менен күч транзистору басылган платада жок экенин унутпаңыз. Сүрөт көрсөткөндөй, 2ди кайра карап чыгуу үчүн кээ бир компоненттердин кереги жок, 2 чыңалуунун бири чыңалууну аныктоо мүмкүнчүлүгүн кошуу үчүн, экинчиси санарип потенциометрди PIC микроконтроллеринин аналогдук конвертерине алмаштыруусунан улам.

Албетте, сизге 18 Вольттук AC, 2 Амперди берүүгө жөндөмдүү трансформатор керек. Менин баштапкы дизайнымда мен шакекчелүү өзөктүк трансформаторду колдондум, анткени алар натыйжалуу (бирок кымбатыраак).

4 -кадам: Текшерүү 0 үчүн программалык камсыздоо

Программалык камсыздоо төмөнкү негизги милдеттерди аткарат:

• Санарип потенциометр аркылуу электр энергиясынын чыгыш чыңалуусун көзөмөлдөө

• Баскычтардын өзгөчөлүктөрүн колдонуңуз, алар:

  • Power On/Off. Бул чыгуу чыңалуусун 0 Вольтко же акыркы тандалган чыңалууга орнотуучу которуштуруу функциясы
  • Voltage up/Voltage down. Кнопканы басуу менен чыңалуу бир аз өйдө же бир аз төмөндөйт. Бул баскычтар басылганда, кайталоо функциясы иштетилет
  • Алдын ала коюлган дүкөн/Алдын ала алуу. Ар кандай чыңалуу жөндөөсү PICтин EEPROMунда алдын ала коюлган баскычты жок дегенде 2 секунд басуу менен сакталышы мүмкүн. Кыскараак басуу ошол алдын ала коюлган EEPROM маанисин алат жана ошого жараша чыгуу чыңалуусун орнотот

Күйгүзүлгөндө, PICтин бардык казыктары киргизүү катары коюлат. Электр энергиясынын чыгышында аныкталбаган чыңалуунун алдын алуу үчүн, PIC иштеп, цифралык потенциометр инициализацияланганга чейин 0 Вольтто калат. Бул күчтү өчүрүү каршылыгы R14 аркылуу ишке ашат, ал транзистор T1 LM723ти PIC тарабынан чыгарылганга чейин өчүрөт.

Калган программалык камсыздоо алдыда. Баскычтар сканерленет жана эгерде бир нерсени өзгөртүү керек болсо, санарип потенциометрдин мааниси үч зымдуу сериялык интерфейс аркылуу өзгөрөт. Белгилей кетсек, санарип потенциометрдин жөндөөнү сактоо мүмкүнчүлүгү да бар, бирок бул колдонулбайт, анткени бардык орнотуулар PIC EEPROMдо сакталат. Потенциометр менен интерфейс тазалагычтын маанисин окуу мүмкүнчүлүгүн сунуш кылбайт. Ошентип, качан тазалагычты белгилүү бир мааниге коюу керек болгондо, эң биринчи жасала турган нерсе, тазалагычты нөлдүк абалга кайтаруу жана ошол учурдан баштап тазалагычты туура абалга келтирүү үчүн кадамдардын санын жөнөтүү.

EEPROM баскычтын ар бир басылышы менен жазылып калбаш үчүн жана EEPROMдун иштөө мөөнөтүн кыскартуу үчүн, EEPROM мазмуну баскычтар иштебей калгандан кийин 2 секунддан кийин жазылат. Бул баскычтарды акыркы жолу алмаштыргандан кийин, акыркы орнотуунун сакталганына ынануу үчүн, кубаттуулукту алмаштырардан мурун, жок дегенде 2 секунд күтүүнү унутпаңыз. Күйгүзүлгөндө, электр энергиясы дайыма EEPROMдо сакталган акыркы тандалган чыңалуудан башталат.

JAL булак файлы жана PICти 0 версиясы үчүн программалоо үчүн Intel Hex файлы тиркелет.

5 -кадам: Revision 2 үчүн программалык камсыздоо

2 -версия үчүн программалык камсыздоонун негизги өзгөрүүлөрү төмөнкүлөр:

• Чыңалууну аныктоо функциясы орнотулгандан кийин электр булагынын чыгуу чыңалуусун өлчөө менен кошулган. Бул үчүн ПИКтин ADC конвертери колдонулат. ADCди колдонуп, программалык камсыздоо чыгаруу чыңалуусунун үлгүлөрүн алат жана эгер бир нече үлгүлөрдөн кийин чыгаруу чыңалуусу белгиленген Вольттон 0,2 Вольттон жогору же төмөн болсо, анда электр менен камсыздоо өчүрүлөт.
• Санарип потенциометрди колдонуунун ордуна, энергия менен камсыздоонун чыгуу чыңалуусун көзөмөлдөө үчүн PICтин DACын колдонуу. Бул өзгөртүү программалык камсыздоону жөнөкөй кылды, анткени санарип потенциометр үчүн 3 зымдуу интерфейсти түзүүнүн кажети жок болчу.
• EEPROM сактагычын High Endurance Flash сактагычына алмаштырыңыз. PIC16F1765тин бортунда EEPROM жок, бирок Flash программасынын бир бөлүгүн туруксуз маалыматты сактоо үчүн колдонот.

Voltage Detection башында иштетилбегенин эске алыңыз. Күйгүзүү учурунда төмөнкү баскычтар басылгандыгы текшерилет:

• Күйгүзүү/өчүрүү баскычы. Эгер басылса, эки чыңалуу аныктоо функциясы өчүрүлөт.
• Ылдый басуу баскычы. Эгер басылса, төмөнкү чыңалуу аныктоо иштетилет.
• Өйдө басуу баскычы. Эгер басылган болсо, жогорку чыңалуу аныктоо иштетилет.

Бул чыңалуу аныктоо орнотуулары Жогорку чыдамкайлык флэшинде сакталат жана электр энергиясы кайра күйгүзүлгөндө кайра чакыртылат.

JAL булагы файлы жана Intel Hex файлы 2 -версия үчүн ПИКти программалоо үчүн тиркелет.

6 -кадам: Акыркы жыйынтык

Видеодо кубаттуулуктун 2 -версиясын иштеп жаткандыгын көрөсүз, анда ал күйгүзүү/өчүрүү өзгөчөлүгүн, чыңалууну жогорулатууну/чыңалууну төмөндөтүүнү жана алдын ала орнотууларды колдонууну көрсөтөт. Бул демо үчүн мен дагы реалдуу токтун агып жаткандыгын жана максималдуу токтун 2 ампер менен чектелгенин көрсөтүү үчүн резисторду электр менен камсыздоого туташтырдым.

Эгерде сиз JAL менен PIC микроконтроллерин колдонууга кызыксаңыз - Паскаль сыяктуу программалоо тили - JAL веб -сайтына баш багыңыз.

Бул Инструктивдүү кылып, реакцияларды жана жыйынтыктарды чыдамсыздык менен күтүңүз.