ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Dua pengawal selia kuasa mikrokontroler. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Pengawal mikro Untuk mengawal beban inersia, pengawal selia kuasa thyristor sering digunakan, beroperasi pada prinsip membekalkan beban dengan beberapa separuh kitaran voltan utama diikuti dengan jeda. Kelebihan pengawal selia sedemikian ialah momen pensuisan thyristor bertepatan dengan momen apabila voltan sesalur melintasi sifar, jadi tahap gangguan radio berkurangan secara mendadak. Di samping itu, pengawal selia sedemikian, tidak seperti pengawal selia terkawal fasa, tidak mengandungi unsur ambang analog, yang meningkatkan kestabilan operasi dan memudahkan konfigurasi. Oleh kerana pensuisan beban berlaku hanya apabila voltan sesalur melintasi sifar, bahagian minimum tenaga yang dibekalkan kepada beban adalah sama dengan tenaga yang digunakan oleh beban dalam satu separuh kitaran. Oleh itu, untuk mengurangkan langkah kawalan kuasa, adalah perlu untuk memanjangkan urutan berulang separuh kitaran. Sebagai contoh, untuk mendapatkan langkah 10%, panjang urutan berulang 10 separuh kitaran diperlukan. Dalam Rajah. 1 (A) menunjukkan urutan denyutan pada elektrod kawalan thyristor untuk beban kuasa 30%. Seperti yang anda lihat, thyristor dibuka semasa tiga separuh kitaran pertama, dan ditutup semasa tujuh kitaran seterusnya. Urutan ini kemudiannya diulang. Kekerapan pensuisan pengatur sedemikian untuk sebarang kuasa kurang daripada 100% adalah sama dengan 1/10 daripada kekerapan separuh kitaran. Adalah lebih logik untuk mengagihkan separuh kitaran semasa thyristor dibuka sama rata sepanjang jujukan. Dalam kes umum, masalah pengagihan seragam sebarang bilangan denyutan N dalam urutan panjang M (untuk N kurang daripada atau sama dengan M) diselesaikan oleh algoritma Bresenham, yang biasanya digunakan dalam grafik raster untuk membina segmen condong. . Algoritma ini dilaksanakan menggunakan aritmetik integer, yang sangat memudahkan pengaturcaraannya. Dalam Rajah. Rajah 1 (B) menunjukkan jujukan untuk kuasa yang sama iaitu 30%, tetapi menggunakan algoritma Bresenham.
Dalam kes kedua, kekerapan pensuisan adalah tiga kali lebih tinggi. Perlu diingatkan bahawa keuntungan lebih ketara dengan langkah pelarasan kuasa kecil. Sebagai contoh, dalam kes langkah 1% untuk kuasa yang sama sebanyak 30%, keuntungan akan menjadi 30 kali ganda.
Asas pengatur kuasa (lihat Rajah 2) ialah mikropengawal U1 jenis AT89C2051 daripada ATMEL. Untuk menggerakkan litar pengawal selia, pengubah kuasa rendah T1 digunakan, yang, bersama-sama dengan penggunaan optothyristor, menyediakan pengasingan galvanik daripada rangkaian. Ini menjadikan peranti lebih selamat dari segi elektrik. Satu lagi sifat berguna pengawal selia ialah ia boleh digunakan dengan beban yang direka untuk voltan operasi yang berbeza. Untuk melakukan ini, cukup untuk menggunakan voltan yang diperlukan pada input thyristor dari pengubah tambahan. Sebagai contoh, pengawal selia boleh digunakan untuk menggerakkan besi pematerian voltan rendah. Ia hanya perlu bahawa voltan dan arus tidak melebihi maksimum yang dibenarkan untuk thyristor yang digunakan. Pelarasan kuasa beban dijalankan menggunakan butang SB1 dan SB2. Tekan pendek pada salah satu butang menukar kuasa dengan satu langkah. Apabila anda memegang butang, perubahan kuasa yang membosankan berlaku. Menekan dua butang serentak mematikan beban jika ia dihidupkan sebelum ini atau menghidupkan kuasa maksimum jika beban dimatikan. Untuk menunjukkan kuasa dalam beban, penunjuk LED tujuh segmen HG1 - HG3 digunakan. Untuk mengurangkan bilangan elemen, paparan dinamik digunakan, yang dilaksanakan dalam perisian. Pembanding analog yang dibina ke dalam mikropengawal mengikat voltan utama. Inputnya melalui pengehad R17, R18, VD1, VD2 menerima voltan berselang-seli daripada penggulungan sekunder pengubah kuasa. Peranan pengehad untuk kekutuban negatif dilakukan oleh diod jambatan penerus. Pembanding memulihkan tanda voltan sesalur. Suis pembanding berlaku apabila voltan sesalur melintasi sifar. Output pembanding ditinjau oleh perisian, dan sebaik sahaja perubahan dalam keadaannya dikesan, tahap kawalan dikeluarkan kepada output kawalan thyristor (port mikropengawal INT0) untuk menghidupkan thyristor. Jika separuh kitaran semasa hendak dilangkau, maka tahap kawalan tidak dikeluarkan. Kemudian penunjuk HG4 dihidupkan selama 3 ms. Pada masa ini, penekanan butang diperiksa dan, jika perlu, nilai kuasa semasa ditukar. Kemudian voltan kawalan dikeluarkan dari thyristor, dan penunjuk HG4 dan HG1 dihidupkan selama 2 ms. Selepas ini, perubahan baharu dalam keadaan pembanding dijangka dalam masa 4 ms. Jika tiada perubahan berlaku, sistem masih memulakan kitaran tanpa terikat kepada rangkaian. Hanya dalam kes ini thyristor tidak dibuka. Ini dilakukan supaya petunjuk berfungsi secara normal walaupun tanpa denyutan untuk memadankan frekuensi rangkaian. Algoritma operasi ini, bagaimanapun, mengenakan beberapa sekatan pada kekerapan rangkaian: ia mesti mempunyai sisihan dari 50 Hz tidak lebih daripada 20%. Dalam amalan, sisihan frekuensi rangkaian adalah lebih kecil. Isyarat dari port INT0 pergi ke suis yang diperbuat daripada transistor VT3 dan VT4, yang digunakan untuk mengawal LED optothyristor. Apabila isyarat RESET mikropengawal aktif, satu tahap logik hadir pada port. Oleh itu, sifar dipilih sebagai tahap aktif. Untuk menukar beban, dua optothyristor digunakan, disambungkan ke belakang. LED optothyristor disambungkan secara bersiri. Arus LED ditetapkan oleh perintang R16 dan kira-kira 100 mA. Pengawal selia boleh beroperasi dalam dua mod dengan langkah pelarasan kuasa yang berbeza. Mod pengendalian dipilih menggunakan jumper JP1. Status pelompat ini disoal sejurus selepas mikropengawal ditetapkan semula. Dalam mod 1, langkah pelarasan kuasa ialah 1%. Dalam kes ini, penunjuk memaparkan nombor dari 0 (0%) hingga 100 (100%). Dalam mod 2, langkah pelarasan kuasa ialah 10%. Dalam kes ini, penunjuk memaparkan nombor daripada 0 (0%) hingga 10 (100%). Pilihan bilangan penggredan 10 dalam mod 2 adalah disebabkan oleh fakta bahawa dalam beberapa kes (contohnya, mengawal dapur elektrik) langkah kecil pelarasan kuasa tidak diperlukan. Jika pengawal selia bertujuan untuk digunakan hanya dalam mod 2, maka penunjuk HG1 dan perintang R8, R9 tidak boleh dipasang. Secara umumnya, pengawal selia membenarkan anda menetapkan bilangan aras kuasa untuk setiap mod secara sewenang-wenangnya. Untuk melakukan ini, anda perlu memasukkan nilai penggredan yang diingini untuk mod 0005 ke dalam kod program di alamat 1H, dan di alamat 000BH untuk mod 2. Anda hanya perlu ingat bahawa bilangan maksimum penggredan dalam mod 1 sepatutnya tidak lebih. daripada 127, dan dalam mod 2 - tidak lebih 99 kerana beratus-ratus paparan tidak boleh dilakukan dalam mod ini. Dengan arus beban sehingga 2 A, optothyristor boleh digunakan tanpa radiator. Pada arus beban yang lebih tinggi, optothyristor mesti dipasang pada sink haba dengan keluasan 50 - 80 cm2. Apabila menggunakan pengawal selia dengan voltan kurang daripada 50 V, optothyristor boleh terdiri daripada mana-mana kelas voltan. Apabila bekerja dengan voltan sesalur, kelas optothyristor mestilah sekurang-kurangnya 6. Mana-mana pengubah kuasa rendah dengan voltan penggulungan sekunder 8 - 10 V (AC) dan arus beban yang dibenarkan sekurang-kurangnya 200 mA boleh digunakan sebagai kuasa pengubah. Diod VD3 - VD6 boleh digantikan dengan diod KD208, KD209 atau jambatan penerus KTs405 dengan sebarang huruf. Cip penstabil U2 jenis 7805 (analog domestik KR142EN5A, KR1180EN5) tidak memerlukan radiator. Transistor VT1 - VT3 - sebarang pnp kuasa rendah. Transistor VT4 boleh digantikan dengan transistor KT815, KT817 dengan sebarang huruf. Diod VD1, VD2 - sebarang silikon berkuasa rendah, contohnya KD521, KD522. Butang SB1 dan SB2 - mana-mana yang kecil tanpa mengunci, contohnya PKN-159. Penunjuk HG1 - HG3 - mana-mana tujuh segmen dengan anod sepunya. Ia hanya wajar bahawa mereka mempunyai kecerahan yang mencukupi. Kapasitor C3, C4, C6 - sebarang elektrolitik. Baki kapasitor adalah seramik. Perintang R16 ialah MLT-0,5, selebihnya ialah MLT-0,125. Ia lebih mudah untuk menggunakan perintang SMD, sebagai contoh, P1-12. Cip U1 dipasang pada soket. Jika pengawal selia dipasang dari bahagian yang boleh diservis, dan mikropengawal diprogramkan tanpa ralat, maka pengawal selia tidak memerlukan pelarasan. Ia hanya dinasihatkan untuk memeriksa ketepatan sambungan ke frekuensi rangkaian. Untuk melakukan ini, anda perlu menyegerakkan osiloskop dengan voltan sesalur dan pastikan nadi pengimbasan paparan (pada pin RXD dan TXD mikropengawal) adalah segerak dengan rangkaian dan mempunyai kekerapan sesalur dua kali ganda. Jika, semasa menyambungkan beban, penyegerakan terganggu akibat gangguan, adalah perlu untuk menyambungkan kapasitor dengan kapasiti 12 - 13 nf antara input pembanding (pin 1, 4,7 mikropengawal). Anda boleh memuat turun perisian: fail pwr100.bin (366 bait) mengandungi perisian tegar ROM, fail pwr100.asm (7,106 bait) mengandungi teks sumber. Perpustakaan yang diperlukan untuk terjemahan menggunakan TASM 2.76 terletak dalam arkib lib.zip (2,575 bait). Dengan langkah kawalan kuasa sebanyak 1%, ketidakstabilan voltan sesalur adalah punca utama ralat tetapan kuasa. Jika beban tidak disambungkan secara galvani ke rangkaian, maka mudah untuk mengukur nilai purata voltan yang dikenakan pada beban dan menggunakan litar suap balik untuk mengekalkannya tetap. Prinsip ini dilaksanakan dalam pengawal selia kedua. Gambar rajah blok peranti ditunjukkan dalam Rajah. 3.
Untuk beroperasi dalam mod kawalan automatik, dua modulator Bresenham Br digunakan. Maud. 1 dan Br. Maud. 2, yang dilaksanakan dalam perisian. Pada input modulator Br. Maud. 1 kod kuasa yang diperlukan diterima, yang ditetapkan menggunakan butang kawalan. Pada output modulator ini, urutan nadi terbentuk, yang, selepas penapisan oleh penapis lulus rendah 1, dibekalkan kepada salah satu input pembanding. Voltan yang dikeluarkan daripada beban dibekalkan kepada input kedua pembanding melalui penapis lulus rendah LPF 2. Daripada output pembanding, isyarat ralat satu bit dihantar ke input mikropengawal, di mana ia ditapis secara digital. Oleh kerana penapis digital DF beroperasi secara serentak dengan modulator, penindasan riak yang berkesan dipastikan pada kekerapan ulangan jujukan nadi keluaran dan pada harmonik frekuensi ini. Daripada output penapis digital, isyarat ralat 8-bit dihantar ke IR pengatur penyepaduan. Untuk meningkatkan ketepatan, pengawal penyepaduan beroperasi pada grid 16-bit. 8 bit bawah kod output pengawal dihantar ke input modulator Br. Maud. 2, pada output yang mana urutan nadi terbentuk, dibekalkan untuk mengawal thyristor. Gambarajah skematik pengawal selia kedua ditunjukkan dalam Rajah. 4.
Pengawal selia ini sangat serupa dalam litar dengan yang diterangkan di atas, jadi masuk akal untuk memikirkan perbezaannya sahaja. Memandangkan port I/O yang tersedia bagi mikropengawal tidak mencukupi, kami terpaksa meninggalkan penggunaan pembanding terbina dalam. Pengawal selia menggunakan pembanding dua jenis U2 LM393. Separuh pertama pembanding digunakan untuk mengikat voltan utama. Oleh kerana ciri-ciri LM393, adalah perlu untuk menambah perintang R27 ke litar pengikat, yang, bersama-sama dengan R14, R15, membentuk pembahagi voltan yang mengurangkan voltan negatif pada input pembanding. Gelombang persegi frekuensi rangkaian daripada output pembanding dibekalkan kepada input mikropengawal INT0. Separuh kedua pembanding digunakan dalam gelung maklum balas. Isyarat ralat satu bit dihantar ke input mikropengawal T1. Penapis laluan rendah yang dibentuk oleh elemen R16, C7 dan R17, C8 dipasang pada input pembanding. Isyarat daripada output modulator (pin T0 mikropengawal) dibekalkan kepada input penapis laluan rendah melalui pembahagi R18, R19. Pembahagi adalah perlu kerana pembanding tidak boleh beroperasi dengan voltan masukan yang hampir dengan voltan bekalan. Selepas pembahagi, denyutan mempunyai amplitud kira-kira 3,5 V. Kestabilan amplitud ditentukan oleh kestabilan voltan bekalan +5 V, yang digunakan sebagai rujukan. Voltan yang dikeluarkan dari beban dibekalkan kepada input penapis laluan rendah lain, juga melalui pembahagi yang dibentuk oleh perintang R20, R21. Pembahagi ini dipilih sedemikian rupa sehingga pada voltan sesalur yang diberi nilai dan kuasa beban 100%, voltan pada keluaran penapis laluan rendah ialah 3,5 V. Isyarat daripada output mikropengawal INT1 dihantar melalui suis transistor untuk mengawal thyristor. Optothyristors V1 dan V2, bersama-sama dengan pemasangan diod VD11, membentuk penerus terkawal, yang menggerakkan beban. Butang kawalan disertakan secara berbeza untuk menyimpan port mikropengawal. Terdapat jurang dalam kitaran operasi pengawal selia apabila penunjuk dimatikan. Pada masa ini, adalah mungkin untuk mengimbas butang menggunakan garis penunjuk ini. Oleh itu, tiga butang tambahan hanya menggunakan satu baris: ini adalah baris balik P3.7. Butang ketiga diperlukan untuk mengawal mod "AUTO". Sejurus selepas menghidupkan, pengawal selia berada dalam mod manual, i.e. berfungsi sepadan dengan pengawal yang diterangkan di atas. Untuk menghidupkan mod kawalan automatik, anda mesti menekan butang "AUTO" dan "UP" serentak. LED "AUTO" menyala. Dalam mod ini, pengawal selia secara automatik mengekalkan kuasa yang ditetapkan. Jika anda kini menekan dan menahan butang "AUTO", maka pada penunjuk anda boleh melihat keadaan semasa pengawal selia (peratusan kuasa keluaran yang berubah apabila voltan sesalur berubah-ubah supaya kuasa kekal tidak berubah). Jika voltan sesalur telah turun begitu banyak sehingga tidak dapat lagi mengekalkan kuasa, LED "AUTO" mula berkelip. Anda boleh mematikan mod kawalan automatik dengan menekan butang "AUTO" dan "TURUN" secara serentak. Apabila arus beban lebih daripada 2 A, optothyristor mesti dipasang pada sink haba. Pangkalan optothyristor disambungkan ke anod, jadi dalam litar ini peranti boleh dipasang pada radiator biasa, yang disambungkan ke wayar biasa peranti. Sebagai VD11, adalah dinasihatkan untuk menggunakan pemasangan diod Schottky (atau dua diod Schottky berasingan, contohnya KD2998). Sebagai pilihan terakhir, anda boleh menggunakan diod konvensional yang membenarkan arus beban yang diperlukan. Keputusan yang baik boleh diperolehi dengan KD2997, KD2999, KD213. Komparator LM393 dihasilkan oleh perisian Integral di bawah sebutan IL393. Anda juga boleh menggunakan dua pembanding berasingan, contohnya LM311 (aka KR554CA3). Daripada transistor KP505A (dihasilkan oleh kilang Transistor, Minsk), anda boleh menggunakan transistor bipolar KT815, KT817 dengan menambah perintang 1 Kom secara bersiri pada litar pengumpul VT3. Keperluan untuk bahagian lain adalah sama seperti untuk pengawal selia yang diterangkan di atas. Untuk mengkonfigurasi pengawal selia, anda perlu menyambungkan beban kepadanya dan menggunakan voltan sesalur yang diberi nilai (contohnya, menggunakan LATR). Kemudian anda perlu menetapkan kuasa maksimum (100%). Menggunakan perintang pemangkasan R21, adalah perlu untuk mencapai perbezaan voltan pada input 5 dan 6 komparator U2B hampir kepada sifar. Selepas ini, anda perlu mengurangkan kuasa kepada 90% dan hidupkan mod "AUTO". Dengan melaraskan R21, adalah perlu untuk mencapai kebetulan (dengan ketepatan ±1 unit) kuasa yang dipasang dan bacaan penunjuk dalam mod kawalan keadaan pengawal selia (dengan butang "AUTO" ditekan). Anda boleh memuat turun perisian: fail pwr100a.bin (554 bait) mengandungi perisian tegar ROM, fail pwr100a.asm (10,083 bait) mengandungi teks sumber. Perpustakaan yang diperlukan untuk terjemahan menggunakan TASM 2.76 terletak dalam arkib lib.zip (2,575 bait). Muat turun fail. Pengarang: Leonid Ivanovich Ridiko, wubblick@yahoo.com; Penerbitan: cxem.net Lihat artikel lain bahagian Pengawal mikro. Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini. Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu: Cara Baharu untuk Mengawal dan Memanipulasi Isyarat Optik
05.05.2024 Papan kekunci Seneca Prime
05.05.2024 Balai cerap astronomi tertinggi di dunia dibuka
04.05.2024
Berita menarik lain: ▪ Panel solar daripada biojisim sayuran ▪ Prototaip cermin mata pintar dengan autofokus ▪ Pengawal PWM miniatur baharu Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu
Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma: ▪ bahagian tapak Teknologi digital. Pemilihan artikel ▪ pasal baling batu. Ungkapan popular ▪ artikel Apakah warna seluar ketat Robin Hood? Jawapan terperinci ▪ Artikel Fisioterapi. Deskripsi kerja ▪ Pasal Gula terbalik. Resipi dan petua mudah
Tinggalkan komen anda pada artikel ini: Semua bahasa halaman ini Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web www.diagram.com.ua |