Цей пристрій призначений як для місцевого, так і дистанційного керування освітленням, використовує стандартну електоросеть ~220v 50 Гц. Воно містить в собі два незалежних канали управління, які в будь-якому поєднанні можуть працювати в одному з двох режимів:
1. Режим вимикача. У цьому режимі при включенні відразу подається 100% мережевої напруги в навантаження. Він використовується для энергосбрегающих ламп.
2. Режим регулятора. У цьому режимі потужність в навантаженні можна плавно регулювати. Використовується для таких споживачів, як наприклад лампи розжарювання або галогенові лампи (у тому числі живляться через електронний трансформатор).
Дистанційне керування вимикачем здійснюється чотирма кнопками (по дві на канал) будь-якого пульту ДУ, працюючого з широко поширеною системою команд RC-5. Пульти цієї системи досить доступні і дешеві.Переваги даного вимикача:
Завдяки застосуванню MOSFET транзисторів замість сімісторов відсутнє таке поняття як "струм утримання" і тому діапазон регулювання не обмежений знизу при будь допустимої потужності навантаження
Можливість управління в широкому діапазоні споживаної потужності: від 1 Вт до 400 Вт (при установці транзисторів на теполоотводы)
Комутація навантажень відбувається в момент переходу мережевої напруги через нуль, тим самим звівши до мінімуму перешкоди в електромережу. Отже відпадає потреба в протизавадних елементах у вимикачі.
Для режиму регулятора є можливість встановити індивідуально на кожен канал нижній поріг регулювання потужності. Це може знадобитися для тих пристроїв, яким не можна знижувати потужність нижче певного значення (наприклад, електронні трансформатори для галогенових ламп)
Функції, виконувані вимикачем:
Дистанційне включення і вимикання навантаження, регулювання потужності;
Місцеве включення, вимикання і регулювання потужності за допомогою кнопок управління
В режимі регулятора плавне включення, що продовжує приміром термін служби ламп розжарювання
Запам'ятовування попереднього стану вимикача і рівня потужності (при збої в электоропитании робота відновлюється). Завдяки динамічному використання EEPROM для цих функцій, ресурс кількість маніпуляцій управління вимикачем для кожного каналу становить не менше 3 млн. разів.
Управління регулятором
Місцеве управління здійснюється розташованими на вимикачі двома кнопками (по одній на кожен канал)
Увімкнення або вимкнення навантаження - одноразове короткочасне натискання клавіші (0,2 - 1 сек.).
Регулювання потужності - утримування натиснутою клавіші більше 1 сек. Кожне наступне тривале натискання викликає протилежний напрямок зміни потужності.
Дистанційне керування здійснюється пультом ДУ, спрямованим у бік вимикача. Для керування вимикачем визначаються чотири клавіші пульта.
Вимкнення або ввімкнення навантаження - одноразове короткочасне натискання відповідної клавіші пульта (0,1-1 сек.).
Регулювання потужності - утримування натиснутою клавіші більше 1 сек.
При натисканні на керуючі клавіші місцевого управління або на пульті ДУ лунає звуковий сигнал тривалістю ~0,2 сек., означає, що команда прийнята.
Пристрій вимикача
Регулятор побудований на недорогому і доступному мікроконтролері АТtiny2313-20PU. Принципова схема пристрою наведена нижче.
(натисніть для збільшення)
Вузол живлення служить для забезпечення мікроконтролера і ІК-приймача напругою живлення, близьким до 5 Ст. Вхідна напруга випрямляється через діодний міст VD1, гаситься резистором R1, обмежується стабілітронів VD2, в результаті чого на С1, С2 формується напруга близько 5В. Елементи R2C3 є фільтром в ланцюзі живлення фотоприймача.
Вузол синхронізації. R6R7R8C4 є ланцюжком, необхідної для детектування нуля. Резистори R6R7 гасять вхідна напруга, яке обмежується внутрішніми діодами виведення PD2 мікроконтролера. Конденсатор С4 служить для придушення імпульсних перешкод. Відпрацьовується кожен перехід мережевої напруги через нуль - 100 разів в секунду. Якщо необхідна і поточна потужність не збігаються, то поточна коригується. Це дозволяє також реалізувати плавне включення навантаження в режимі регулятора. Так само подвоєна частота електромережі використовується для опитування кнопок місцевого управління, формування інтервалів часу світіння HL1 і HL2.
Вузли керування та індикації. Кнопки SB1 і SB2 призначені для управління першої та другої навантаженнями відповідно.
Світлодіоди HL1 і HL2 служить для індикації режимів роботи першого і другого каналу управління.
Фотоприймач В1 бере ІК-посилки від пульта ДУ. У ньому також відбувається демодуляція несучої частоти посилок RC-5 (36 кГц). Сформований вихідний сигнал фотоприймача подається на вхід РD3 мікроконтролера. Декодування ІК посилок в МК здійснюється програмно. Аналізуючи код прийнятої команди, мікроконтролер DD1 формує сигнали управління силовими транзисторами. Звуковий пьезоизлучатель HA1 і світлодіоди HL1, HL2 подає сигнали при певних станах регулятора в різних режимах його роботи.
Вузол комутації навантаження. З висновку PB0(PB1) мікроконтролера DD1 позитивні імпульси через R9(R10) відкривають транзистори VT1(VT2), через які мережеве напруга надходить у відповідну навантаження. Резистори R11 і R12 служать для запобігання мимовільного відкривання транзисторів в момент подачі живлення на пристрій, коли висновки PB0, PB1 ще знаходяться в третьому стані і не сконфигурировались програмою МК. На навантаження надходить випрямлена мережеве напруга, що допускається для використовуваних ламп.
Вибір режиму роботи здійснюється перемичками S1 і S2 для першого і втрого каналу відповідно. Якщо перемичка відсутня, то канал знаходиться в режимі регулятора, а якщо встановлена, то вимикача.
Конструкція регулятора
Регулятор зібраний на односторонній друкованій платі з фольгованого склотекстоліти, креслення і розташування деталей якій знаходяться у доданих файлах. З боку друкованих провідників встановлені елементи HL1, HL2, B1, SB1, SB2, HA1. Інші елементи встановлені з протилежного боку. Плата кріпиться гвинтами D2.5mm по кутах. Силові транзистори спеціально розміщені на краю плати таким чином, щоб до них можна було легко прикріпити радіатори, якщо використовувана навантаження споживає більше 100 Вт.
Використовувані деталі та можливі заміни
Для керування регулятором можна використовувати будь пульт ДУ, що працює по протоколу RC-5. Мікроконтролер DD1 можна замінити на ATtiny2313-20PI або ATtiny2313V-20PU(PI), а фотоприймач В1 на аналогічний, розрахованим на несучу частоту 36 кГц, наприклад TSOP4836, TSOP1836SS3V, SFH506-36, SFH5110-36, TFMS5360, але слід врахувати, що розташування висновків фотоприймачів різних типів може відрізнятися. Транзистори VT1,VT2 можуть бути IRF840A або вітчизняними аналогами КП840, КП707, але слід врахувати, що у всіх цих транзисторів на відміну від 2SK2545 поверхню для кріплення тепловідведення не ізольована від стоку, тому кріпити їх на загальний радіатор можна тільки через ізолюючі прокладки. Стабілітрон VD2 замінимо на BZX79C5V1, BZX55C5V1, 1N4733A, чи можна підібрати вітчизняні КС156А,М КС456А,М, щоб напруга стабілізації не перевищувала 5,5 Ст. Замість світлодіодів HL1 HL2 можна застосувати HB3B-446ARA, ARL-3214URC-10cd або аналогічні сверхяркие. Діодний міст VD1 повинен бути розрахований на струм не менше сумарного струму споживання обома навантаженнями і на зворотне напруга не менше 400B. HA1 - будь-яка двухвыводная п'єзоелектрична пищалка. Тримачі запобіжників використані марки FH-100. Запобіжники захищають силові елементи від пегрузки і короткого замикання. Номінал їх має бути 2.....2,5 рази вище струму споживання використовуваної навантаження.
Збирання і налагодження регулятора
На початку на плату запаюють всі елементи крім DD1, B1, С4. Включивши регулятор в мережу, вимірюють постійна напруга на С1 і потім на С3. В обох випадках воно повинно бути близько 5В. Потім послідовно замикають перемичкою доріжок на платі, що йдуть до 20, 5, 20 і 4 висновків DD1, при цьому повинен загорітися HL1 і HL2 відповідно. Тепер треба перевірити роботу каналів управління. Для цього треба відключити живлення, приєднати в якості навантажень, наприклад, лампи розжарювання потужністю до 100Вт, включити живлення подати на ліві за схемою виводи R9, R10 c вузла живлення +5V (наприклад шляхом замикання перемичкою доріжок на платі, що йдуть до 20 і 12, 20 і 13 висновками DD1. При цьому повинні засвітитися лампи першого і другого каналу відповідно. Якщо все пройшло успішно, то відключаємо регулятор від мережі, запаюють DD1(хоча для неї краще поставити панельку) і B1, С4 і підключаємо програматор до роз'єму XP2 (стандартний шестиконтактний роз'єм для внутрішньосхемного програмування AVR). При цьому з програматора на регулятор має надходити напруга живлення. Файли прошивки для перевірки працездатності регулятора додаються (прошивати EEPROM також обов'язково!!!)
FUSE-біти мікроконтролера DD1 повинні бути запрограмовані таким чином:
• CKSEL3...0 = 0100 - тактування від внутрішнього RC осцилятора 8 МГц;
• CKDIV8 =0 - дільник тактової частоти на вісім включений;
• SUT1...0 =10 - Start-up time: 14CK + 65 ms;
• CKOUT = 1 - Output Clock on CKOUT заборонено;
• BODLEVEL2...0 = 101 - пороговий рівень для схеми контролю напруги 2,7 В;
• EESAVE = 0 - EEPROM стирання при програмуванні кристала заборонено;
• WDTON = 1 - Немає постійного включення Watchdog Timer;
Інші FUSE - біти краще не чіпати. FUSE-біт запрограмований, якщо встановлений в "0".
Для режиму регулятора, як говорилося вище, можна встановити індивідуально на кожен канал нижній поріг регулювання потужності. Для цього в осередку EEPROM за адресою $01 і $02 потрібно записати значення для першого і другого каналу відповідно. В даному пристрої в діапазоні від 0% до 100% є 127 ступенів регулювання. Таким чином, щоб встановити нижній поріг на рівні, наприклад, 25% потрібно це значення помножити на 1,27 (25*1,27=32) і записати значення 32($20) у відповідну клітинку EEPROM. Спочатку в обидві філії записані нулі.
Інструкція з експлуатації знаходиться у доданих файлах. Вимикач має режим перевірки пульта ДУ на сумісність. Для цього необхідно встановити обидва канали в режим регулювання, включити їх, встановити на них мінімальний рівень потужності, вимкнути. Потім натиснути будь-яку кнопку на пульті і якщо він працює за системою RC-5, то пролунає звуковий сигнал тривалістю 1сек. Допустима сумарна потужність комутованій навантаження в кожному каналі без радіатора - 100 Вт. При більшій необхідно встановити транзистори на тепловідвід відповідної площі. Регулятор призначений для керування тільки тими типами навантажень, які вказані на початку статті. Вони допускають харчування випрямленою мережевим напругою. Підключати до нього інші пристрої, наприклад, люмінесцентні лампи або електродвигуни, не можна. Це може вивести регулятор з ладу.
Увага! При збірці та налагодженні регулятора пам'ятайте, що всі його елементи знаходяться під мережевим напругою і дотик до них може призвести до ураження електричним струмом.
Завантажити файли проекту одним архівом : схема, демопрошивка, малюнки друкованої плати, інструкція з експлуатації
Автор: Олексій Баталов, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. У вас повинен бути включений JavaScript для перегляду. , ICQ#: 477022759; Публікація: www.mcuprojects.narod.ru/projects.html, www.cxem.net