Автоматизация аэроионизатора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Дом, приусадебное хозяйство, хобби

 Комментарии к статье

В большинстве самодельных источников питания для аэроионизаторов акцент сделан на простоте и дешевизне изготовления устройства из подручных материалов. Ни о каких эксплуатационных удобствах речь не идет. Авторы предлагаемой статьи решили дополнить традиционный источник микроконтроллером, что позволило разнообразить режимы его работы.

Под управлением микроконтроллера аэроионизатор сможет работать не только в привычном непрерывном режиме, хотя и в нем предусмотрена возможность регулировать подаваемое на нее напряжение. Он будет включаться и выключаться с заданным периодом и автоматически прекращать работу по истечении установленного времени. Параметры всех режимов можно изменять с кнопочного пульта, наблюдая их значения на светодиодном цифровом индикаторе.

Основная часть схемы источника (без подключаемой к вилке ХР1 платы ввода/вывода) приведена на рис. 1.

Здесь можно выделить три основных функциональных узла.

Узел питания - бестрансформаторный. Это вполне оправдано при общем потребляемом от сети токе не более 15 мА. Диодный мост VD1 выпрямляет переменное сетевое напряжение. Резистор R1 ограничивает амплитуду импульсов зарядного тока конденсатора С1. Выпрямленное напряжение через гасящие резисторы R14 и R15 питает оконечный каскад высоковольтного инвертора на полевом транзисторе VT4, а через резисторы R2-R4 (на них падает приблизительно 70 В) - стабилизатор напряжения +12 В на транзисторе VT1 для предварительных каскадов инвертора. Из напряжения +12 В с помощью интегрального стабилизатора DA1 получают +5 В для питания микросхем устройства.

Узел управления построен на базе микроконтроллера PIC16F628, который должен быть предварительно запрограммирован в соответствии с таблицей. Данные об установленном пользователем режиме работы источника микроконтроллер хранит во внутренней энергонезависимой памяти. Поэтому нет необходимости, включая ионизатор, каждый раз настраивать источник его питания заново - работа будет автоматически возобновлена в режиме, действовавшем в момент выключения.

(нажмите для увеличения)

Чтобы заблаговременно распознать этот момент, использованы два компаратора, встроенных в микроконтроллер. На их входы (выводы 1 и 18 DD1) поступает напряжение из диагонали резисторного моста R18-R21, причем во время работы прибора напряжение на выводе 18 DD1 выше, чем на его выводе 1. После отключения от сети напряжение на выводе 18 DD1 быстро спадает, а в цепи +5 ВII и на выводе 1 DD1 некоторое время остается почти неизменным благодаря цепи VD3C7. Обнаружив, что разность потенциалов выводов 18 и 1 изменила знак, микроконтроллер успевает записать в энергонезависимую память данные о режиме работы прежде, чем напряжение его питания упадет до значения, недостаточного для продолжения работы.

На выводы 10-13 микроконтроллера поступают сигналы от четырех установленных на плате ввода/вывода кнопок, с помощью которых управляют источником. Формируемые микроконтроллером в последовательной форме сигналы управления находящимися на той же плате двумя цифровыми светодиодными индикаторами сдвиговый регистр DD2 преобразует в параллельную форму. Индикация динамическая: в зависимости от уровней напряжения на выводах 6 и 9 DD1 в каждый момент времени работает лишь один из индикаторов.

Высоковольтный инвертор построен на транзисторах VT2-VT4 и импульсном трансформаторе Т1 - строчном от малогабаритного черно-белого телевизора. Импульсы прямоугольной формы частотой 150...350 Гц, генерируемые микроконтроллером DD1 на выводе 8, усиливают транзисторы VT2 и VT3 до амплитуды 10..-12В. После укорочения дифференцирующей цепью C8R13 эти импульсы открывают мощный КМОП-транзистор VT4, в цепь стока которого включена обмотка 5-7 трансформатора Т1. Диод VD4 - демпферный.

Импульсы с повышающей обмотки (9-11) трансформатора поступают на выпрямитель с умножением напряжения на диодных столбах VD6-VD11. Схема и конструкция такого выпрямителя общеизвестна. При его изготовлении можно воспользоваться рекомендациями статьи В. Утина "Варианты блока питания "Люстры Чижевского" ("Радио", 1997, № 10, с. 42, 43).

В зависимости от частоты повторения импульсов напряжение, подаваемое на ионизатор, изменяется в интервале 15...35 кВ, при необходимости его можно увеличить, добавив еще несколько ступеней умножения напряжения

Основная печатная плата источника, на которой находятся почти все изображенные на схеме (см. рис 1) элементы, показана на рис. 2. Плата - двусторонняя, причем детали устанавливают с обеих сторон. Конденсаторы С2 и С9 - К73-17, а оксидные - К50-35 или их аналоги. Остальные конденсаторы (кроме С10-С15) - керамические любого типа.

(нажмите для увеличения)

Трансформатор T1 с высоковольтным выпрямителем и гнездом XS1 для подключения ионизатора находятся в отдельном блоке. Конденсаторы С10-С15 - К73-13 или другие на напряжение не менее 10 кВ. Защитный резистор R17 должен выдерживать без пробоя между выводами полное выходное напряжение источника. Резисторы МЛТ-2 и им подобные рассчитаны всего на 1200 В и здесь не годятся. Подойдет, например, КЭВ-2. Можно составить резистор R17 из нескольких менее высоковольтных, соединив их последовательно.

Плата ввода/вывода собрана по схеме, изображенной на рис. 3 Нажатие на любую из кнопок SB1-SB4 не только подает команду микроконтроллеру, но и включает соответствующий светодиод HL1-HL4, давая пользователю возможность визуально убедиться, что команда подана. Резисторы R1 - R8 ограничивают ток элементов светодиодных индикаторов с общими катодами HG1 и HG2. При замене индикаторов указанного на схеме типа другими может потребоваться увеличить яркость их свечения, уменьшив номинал упомянутых резисторов.

Как и основная, плата ввода/вывода двусторонняя. Чертежи печатных проводников и схемы размещения элементов на обеих сторонах показаны на рис. 4. Плату крепят к передней панели корпуса низковольтного блока таким образом, чтобы десятичные точки на светодиодных индикаторах HG1 и HG2 оказались сверху (а не снизу, как обычно). Именно в таком положении цифры на индикаторах выглядят правильно (это предусмотрено программой микроконтроллера). Вилку ХР1 соединяют с одноименной на основной плате 16-проводным шлейфом.

Источник начинает работать через три секунды после включения в сеть и замыкания выключателя SA1 (см. рис. 1). Выведенное на цифровые индикаторы двузначное число - значение подаваемого на аэроионизатор высокого напряжения в киловольтах. Его можно изменять шагами по 1 кВ с помощью кнопок SB2 "Up" (вверх) и SB3 "Dw" (вниз). Состояние десятичных точек на индикаторах показывает, какой из возможных режимов работы установлен. Всего их шесть:

Светится десятичная точка на индикаторе HG1. Высокое напряжение вырабатывается непрерывно.

Светится десятичная точка на индикаторе HG2. Циклический режим с периодом 1...10 мин. В первой половине цикла высокое напряжение есть, во второй его нет.

Светятся десятичные точки на обоих индикаторах. Аналогичен режиму 1, но через заданное время (1...99 мин) высокое напряжение автоматически выключается.

Мигает десятичная точка на индикаторе HG1. Высокое напряжение на 1 с включено, на N с - выключено. Число N задают в интервале от 3 до 10.

Мигает десятичная точка на индикаторе HG2. Прибор работает, как в режиме 4, в течение заданного времени (1...99 мин), после чего высокое напряжение автоматически выключается.

Мигают десятичные точки на обеих индикаторах. Высокое напряжение плавно нарастает до максимального (35 кВ), затем плавно спадает до минимального (15 кВ). Период повторения цикла - 5 мин.

В режимах 3 и 5 по истечении заданного времени прибор "засыпает" - высокое напряжение выключено, индикаторы погашены. Выводят его из этого состояния нажатием на любую кнопку, после чего выдержка будет повторена.

Переключают режимы кратковременными нажатиями на кнопку SB1 "Set" (установка). Первое из них выключает высокое напряжение, а цифры на индикаторе начинают мигать, показывая при этом текущее значение параметра установленного режима, например, время, в течение которого высокое напряжение будет включено. Значение можно изменить с помощью кнопок "Up" и "Dw". Последующие нажатия на кнопку "Set" переключают режимы с соответствующим изменением состояния десятичных точек. Цифры на индикаторах перестают мигать,и новый режим начинает действовать, если удерживать кнопку "Set" нажатой более секунды.

Кнопка SB4 "Adj" (подстройка) предназначена для калибровки - приведения выходного напряжения в соответствии с показаниями индикатора. Напряжение измеряют киловольтметром, подключенным между гнездом XS1 и общим проводом. Можно воспользоваться, например, микроамперметром с током полного отклонения 50 мкА, соединив его последовательно с набором резисторов общим сопротивлением 1000 МОм.

Перед началом калибровки рекомендуется установить на индикаторах источника минимальное значение напряжения (15 кВ), хотя процедуру можно начинать с любого. После нажатия на кнопку "Adj" цифры на индикаторах будут мигать поочередно, сигнализируя, что режим калибровки включен. Оперируя кнопками "Up" и "Dw", подгоняют показания киловольтметра к значению, выведенному на индикаторы. Нажимают кнопку "Set". В этот момент микроконтроллер сохраняет в энергонезависимой памяти нужное для получения заданного напряжения значение частоты импульсов и увеличивает на 1 число на индикаторах. Кнопками "Up" и "Dw" вновь регулируют выходное напряжение и нажимают кнопку "Set". Эту процедуру повторяют необходимое число раз. Выходят из режима калибровки, удерживая кнопку "Set" нажатой более секунды.

Повторно включать источник ранее чем через минуту после выключения не следует.

Авторы: В.Секриеру, Е.Мунтяну, г.Кишинев, Молдавия

Смотрите другие статьи раздела Дом, приусадебное хозяйство, хобби.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Дешевый светящийся дозиметр 16.05.2012 С ростом опасности ядерного терроризма и контрабанды радиоактивных материалов особенно актуальными становятся вопросы создания дешевых и простых способов выявления радиационного излучения. Исследователи из Научно-исследовательского института Джорджии разработали уникальное вещество на основе наночастиц редкоземельных элементов, галогенидов и оксидов, которое светятся в присутствии радиоактивных материалов. В настоящее время широко используются два типа детекторов радиации: сцинтилляционные и твердотельные. Первые обычно сделаны на основе монокристалла йодида натрия или подобного материала, а второй - на основе полупроводниковых материалов, таких, как германий. Обе технологии могут надежно обнаружить гамма-лучи и субатомные частицы, испускаемые радиоактивными веществами. Например, когда гамма-лучи попадают на кристалл сцинтилляционного детектора, возникают световые вспышки, которые преобразуются в электрические импульсы. В твердотельных детекторах гамма-лучи преобразуются непосредственно в электрические импульсы. При всех своих достоинствах обе технологии имеют существенные недостатки. Так, сцинтилляционные детекторы требует больших, дорогих и сложных в изготовлении кристаллов, которые, к тому же, хрупки и очень боятся влаги. Твердотельные детекторы более чувствительны, но высокочистые монокристаллы германия изготовить еще сложнее, к тому же, такие детекторы могут обнаруживать радиацию лишь с небольшого расстояния. Кроме того, температура германия должна быть очень низкой -200 градусов по Цельсию, что затрудняет использование твердотельных детекторов. Новый композитный материал представляет собой нанопорошок, состоящий из 20-нм наночастиц гадолиния и бромида церия с добавлением кремния и оксида алюминия. Изготовить нанопорошок намного легче, чем большой высокочистый монокристалл. Гадолиний эффективно поглощает гамма-излучение и направляет его энергию на атомы церия, которые начинают излучать свет. Таким образом нанопорошок выступает в качестве эффективного сцинтиллятора и может заменить дорогие и сложные в эксплуатации современные детекторы радиации.

Другие интересные новости:

▪ Простой датчик парниковых газов

▪ Графическая карта AMD FirePro W4300

▪ Когда стены убивают

▪ Ноутбуки Acer Extensa EX2510 и EX2509

▪ Мозговые электростимуляторы для олимпийских бегунов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Металлоискатели. Подборка статей

▪ статья Каратаев, Каратаевщина. Крылатое выражение

▪ статья Физика. Большая энциклопедия для детей и взрослых

▪ статья Слесарь по контрольно-измерительным приборам. Должностная инструкция

▪ статья На что обращать внимание при прослушивании. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Волшебный поднос. Секрет фокуса

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026