Регулятор мощности (РМ) нагрузки или "темнитель" обеспечивает автоматическое изменение мощности, подводимой к световой нагрузке, до различных заданных уровней. Значения верхнего и нижнего уровней, а также время перехода между ними задает пользователь. РМ позволяет не только устанавливать комфортный уровень освещенности помещений и залов, но и реализовать плавное его включение в течение заданного времени, а также увеличить эксплуатационный ресурс ламп накаливания.
Управляют прибором с помощью кнопок и трехразрядного индикатора. РМ может работать как в ручном, так и автоматическом режиме. В первом случае подбирают требуемую яркость свечения ламп, увеличивая или уменьшая подводимую к ним мощность с шагом 5%, а во втором - регулятор автоматически плавно изменяет выходную мощность в заданном интервале за установленное время. Граничные значения уровней мощности выбирают в пределах 0...99% (с шагом 5%, последний - 4%). а интервал времени перехода между ними - в пределах 0...60 с (с шагом 5 с).
РМ можно использовать для обслуживания не только световой, но и иной активной сетевой нагрузки (например, нагревателей различных типов, в том числе паяльников и т. п.).
Основные технические характеристики прибора: напряжение питания -220 В ±20%; потребляемый ток - не более 60 мА; интервал температур окружающей среды - от 0 до +60°С.
Максимальное значение тока нагрузки и предельное значение коммутируемой мощности определяются используемым симистором и его теплоотводом.
Основа РМ - два микроконтроллера. Один из них - главный или ведущий пары - расположен на доработанной плате ПУ (рис. 5), описанного в "Радио", № 7.
На ней имеется ряд контактов Х2 (Х1Р) для подключения по последовательному интерфейсу SPI ведомого устройства, функции которого в регуляторе выполняет плата передней панели (рис. 6). На ней расположен второй (ведомый) микроконтроллер пары DD1 с частотозадающей цепью, аналогичной используемой в описанных ранее конструкциях, а также трехразрядный индикатор HG1, кнопки SB1 - SB4 и микросхема DS1 энергонезависимой памяти. Наличие индикатора и кнопок упрощает выбор режима работы, а энергонезависимая память сохраняет выбранный режим после отключения питания прибора.
Главный микроконтроллер пары обслуживает кнопки и узел энергонезависимой памяти, вырабатывает управляющие сигналы для силовой цепи коммутации прибора, а также генерирует информационные коды для процессора индикатора. Второй микроконтроллер работает синхронно с первым и отвечает только за преобразование его информационных кодов в импульсы динамического управления цифровым индикатором.
Микроконтроллеры РМ питаются от умощненного бестрансформаторного источника ПУ, в котором емкость конденсатора C3 увеличена до 1 мкФ, а сопротивление резистора R1 уменьшено до 24 Ом. В качестве DD1 использован более мощный микроконтроллер Z86E0408PSC. Кроме того, на плате ПУ в этом применении устанавливают восьмиконтактный (вместо шестиконтактного) разъем Х2 (Х1Р), задействуют порты Р2.6. Р2.7, исключают резисторы R7, R8 (их функции выполняет резистор R1 платы передней панели), симистор VS1 и цепи VD5C7, VD6C8 (вместо них используют соответствующие цели на плате передней панели). В остальном устройство, собранное на плате ПУ для РМ, аналогично описанному в первой части статьи.
Для исключения сбоев в работе прибора в качестве защитных диодов VD1 - VD3 порта Р3 микроконтроллера DD1 (рис. 6) применены диоды с малым прямым падением напряжения (допустимо использование диодов Д310, Д311 или любых сигнальных диодов Шоттки).
Соединив платы ПУ и передней панели проводами длиной не более 200 мм и разместив их вместе с симистором VS1 и его теплоотводом в подходящем корпусе, получим готовый РМ на определенную мощность. Коды "прошивки" ППЗУ микроконтроллеров плат ПУ и передней панели приведены соответственно в табл. 6 и 7.
(нажмите для увеличения)
(нажмите для увеличения)
Индикатор РМ может находиться в следующих трех режимах: индикации установочных параметров автоматического режима, их коррекции и индикации текущего значения мощности. Первый отображает параметр, а второй и третий - его значения.
Параметры индикатора делятся на параметры автоматического режима и параметры, характеризующие текущее значение выходной мощности прибора. Параметров автоматического режима три: L - значение мощности первой (нижней) ступени, Н - второй (верхней) ступени, t - время перехода от одного из них до другого.
Параметров, характеризующих текущее значение подводимой к нагрузке мощности, тоже три: о - начальный уровень (всегда 0%), u - мощность первой (нижней) ступени, u - то же, второй (верхней) ступени. Элементы первого разряда индикатора HG1, формирующие символы, выделенные жирным шрифтом, указаны в табл. 8.
В разрядах значении параметров индикатор отображает либо уровень мощности, выдаваемой на нагрузку (0...99%). либо временной интервал плавного изменения в автоматическом режиме выходной мощности между установленными уровнями (0...60 с).
В зависимости от вида индикации функции кнопок управления работой прибора различны (табл. 9). Так, нужный параметр в режиме индикации выбирают последовательным нажатием кнопки SB2 по кольцу: L, Н, t, #, L, Н,..., где # - один из параметров, характеризующих текущее состояние нагрузки (о, u, u). При этом во втором и третьем разрядах индикатора отображается значение текущих установочных параметров автоматического режима по каждому параметру (если выбраны L, Н, t) или текущее значение выдаваемой на нагрузку мощности (если выбрано #).
(нажмите для увеличения)
Для ввода нового значения любого из параметров автоматического режима следует в режиме индикации выбрать необходимый (с помощью SB2) и нажатием кнопки SB4 перевести прибор в режим коррекции его значения. Подтверждением того, что прибор находится в этом режиме, является мерцание децимальной точки первого разряда индикатора. Изменяют параметр последовательным нажатием кнопок SB 1 или SB3: при однократном нажатии первой - его значение уменьшается с шагом 5 единиц, а при нажатии второй - увеличивается с таким же шагом. В заключение нажимают на кнопку SB4, и новое значение параметра сохраняется в энергонезависимой памяти прибора в качестве текущего. Если же по какой-либо причине результат коррекции необходимо отменить и вернуться к прежнему значению параметра, нажимают на кнопку SB2 В обоих случаях нажатие кнопки (SB4 или SB2) возвращает индикатор из режима коррекции в режим индикации (мерцание децимальной точки первого разряда прекратится).
Для работы прибора в автоматическом режиме предварительно выставляют соответствующие значения параметров L, Н и t в режиме коррекции. Затем с помощью кнопки SB2 переключают прибор в режим индикации текущего значения выводимой мощности (о, u, u). Теперь кнопками SB1 и SB3 можно изменять текущий уровень мощности в соответствии с предварительно введенными установочными значениями автоматического режима (L, Н, t).
При отработке автоматического перехода между ступенями выходной мощности второй и третий разряды HG1 мерцают, индицируя процесс ее изменения. Если мигает значение первой ступени (u) - осуществляется переход к нижней ступени, а если второй (u) - к верхней. Переходы, связанные с начальной ступенью (о), всегда производятся с "жестко" заданной максимально допустимой скоростью (50%/с). Это значение установлено программно с целью увеличения ресурса ламп накаливания за счет устранения начального скачка напряжения. При переходе от первой ступени к начальной всегда мигает значение последней (о).
Чтобы перейти на ручное управление, индикатор переводят (кнопкой SB2) в режим индикации текущего значения выводимой мощности и нажимают на кнопку SB4. О нахождении в режиме ручного управления свидетельствует мигание той же децимальной точки первого разряда индикатора. При этом с помощью кнопок SB1 и SB3 можно соответственно уменьшать и увеличивать уровень мощности на нагрузке с шагом 5%. Возврат к автоматическому управлению осуществляется нажатием кнопки SB2 и подтверждается прекращением мерцания децимальной точки.
В режиме ручного управления можно задавать (подбирать) значения уровней мощности нижней (L) и верхней (Н) ступеней автоматического режима работы, ориентируясь непосредственно на яркость свечения нагрузки. Для этого прибор переводят в автоматический режим и с помощью кнопки SB1 или SB3 выбирают ступень выводимой мощности, которая требует коррекции. При этом прибор отрабатывает выход на заданный уровень мощности (L или Н). Затем с помощью кнопки SB4 переводят прибор в режим ручного управления и кнопкой SB1 или SB3 добиваются необходимой для корректируемого уровня мощности яркости свечения нагрузки. После этого повторно нажимают кнопку SB4, и подобранное в ручном режиме значение мощности переписывается в ячейку энергонезависимой памяти, соответствующую корректируемой ступени. При выбранном значении текущего параметра u изменится установочное значение нижней ступени L, а параметра u - верхней ступени Н. Изменить значение начальной ступени о нельзя.
Авторы: А.Ольховский, С.Щеглов, А.Матевосов, К.Чернявский, г.Москва