Контроллеры переключения гирлянд на микроконтроллере Z8. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Микроконтроллеры

 Комментарии к статье

Один из наиболее любимых и ожидаемых праздников в нашей стране, конечно, Новый год. А какой Новый год без елки или праздничной световой иллюминации! Однако дешевые светодинамические устройства, поставляемые на российский рынок в больших количествах из стран юго-восточной Азии, не рассчитаны на переключение довольно мощных нагрузок и не отличаются высокой надежностью и разнообразием реализуемых эффектов. А как быть, если вы хотите заставить переливаться собственноручно изготовленную гирлянду, составленную из обычных ламп накаливания, или доступного сегодня повсеместно светового шнура "Дюралайт"? В подобных случаях вам поможет контроллер гирлянд "Кросс", способный переключать относительно мощные световые нагрузки в соответствии с "прошитыми" в ППЗУ его МК алгоритмами. Ниже описываются две разновидности прибора: "Кросс-чейзинг", предназначенный для реализации алгоритмов, связанных с прерыванием свечения нагрузок, и "Кросс-хамелеон", который, кроме этого, может работать в режимах плавного изменения яркости свечения ламп.

Основные технические характеристики устройства: напряжение питания - 220 В ± 20 %, число линий - 2, ток нагрузки каждого канала - до 0,7 А (150 Вт), потребляемый ток - не более 40 мА; интервал температур окружающей среды - от 0 до +60 "С.

Принципиальная схема прибора изображена на рис. 1. Его основа - микроконтроллер Z86E0208PSC (DD1). Для запуска внутреннего генератора используется либо узел А1, состоящий из кварцевого резонатора ZQ1 и конденсаторов С5, С6 емкостью 22...33 пФ ("Кросс-хамелеон"), либо узел А2 с указанными на схеме номиналами элементов ("Кросс-чейзинг"). В скобках на схемах узлов здесь и далее приведены позиционные обозначения элементов по документации фирмы "ЭлИн".

Питается устройство от бестрансформаторного источника с выходным напряжением +5 В. Он состоит из двух гасящих конденсаторов (С1 и С1*), диодов VD1 и VD2, стабилитрона VD3 с напряжением стабилизации 5,1 В и фильтрующего оксидного конденсатора С2. Резисторы R1 и R2 уменьшают вероятность сбоя микроконтроллера, устраняя нежелательные явления, возникающие при включении питания.

Для коммутации гирлянд (на схеме они условно показаны как одиночные лампы накаливания EL1 и EL2) применены симисторы ВТ136-600Е (1VS1 и 1VS2) фирмы Philips. К сожалению, их отечественных аналогов не существует, а из всех зарубежных приборов подобного класса наиболее доступны именно эти изделия. Особенность названных симисторов заключается в том, что для переключения им достаточно тока управления (положительной полярности) 10...20 мА.

Через резисторы R3 и R4 подается напряжение +5 В на управляющие выводы микросхемы DD1, сконфигурированные программно как выходы с открытым стоком. Для увеличения тока управления симисторами 1VS1 и 2VS1 соседние синхронно переключающиеся выходы порта Р2 объединены. Значение тока нагрузок, указанное в технических характеристиках описываемого устройства, обеспечивается при эксплуатации симисторов без каких-либо охладителей. Применив теплоотводы с соответствующей площадью охлаждающей поверхности, значение этого тока можно увеличить до 3 А.

На выводы портов Р2,2 и Р2,1 напряжение +5 В подается через резисторы R5 и R6.

Важный элемент контроллера - узел энергонезависимой памяти, выполненный на микросхеме EPROM 93C46 (DS1), выпускаемой множеством различных фирм-производителей. Авторы предлагают использовать микросхему 93С46СВ фирмы ST (Thompson). Она содержит встроенный механизм защиты от сбоев, что важно при размещении подобного компонента в непосредственной близости от мощных силовых цепей.

При сборке контроллера "Кросс-хамелеон" необходимо применить цепь синхронизации работы DD1 с времячастотными характеристиками сети. Для этого используют резистор R7 и защитные диоды VD4 и VD5. Если же вы собираете прибор "Кросс-чейзинг", то для увеличения его помехоустойчивости вместо VD5 следует установить перемычку, "заземлив" тем самым вывод 8 DD1 (диод VD4 и резистор R7 в этом случае исключают).

В зависимости от желания радиолюбителя в ППЗУ микроконтроллера DD1 "зашивают" программу либо прибора "Кросс-чейзинг" (ее коды приведены в табл. 1), либо прибора "Кросс-хамелеон" (табл. 2). В последнем случае цепи синхронизации и тактирования микроконтроллера необходимо выполнить, как указано выше.

(нажмите для увеличения)

В качестве С1 и С1* подойдут только конденсаторы К73-17 с номинальным напряжением не менее 250 В. Допустимо применение конденсаторов с любыми номиналами, суммарная емкость которых составляет 1,2... 1,4 мкФ. В выпрямителе (VD1 и VD2) используют любые диоды с допустимым прямым током не менее 0,5 А и обратным напряжением не менее 400 В (например. КД226Г- КД226Е, 2Д236А, 2Д236Б). Номинальное напряжение резисторов R1, R2 - не менее 250 В, рассеиваемая мощность - не менее 0,5 Вт (этим требованиям отвечают резисторы МЛТ-0,5).

Все детали прибора смонтированы на двусторонней печатной плате, умещающейся в корпусе сетевого адаптера (авторы используют корпус, в котором новгородский радиозавод "Трансвит" выпускает блоки питания ИЭП и ИЭН). Разъемом Х1 служит сетевая вилка корпуса, соединенная с платой короткими проводами сечением 0,35...0,5 мм========2=======. Провода такого же сечения, идущие к нагрузке, можно либо припаять к соответствующим контактным площадкам платы, либо закрепить винтами впаянного в нее стандартного трехклеммного блока (Х2) фирмы DINKLE или AMP. Кнопки SB1 и SB2 (микропереключатели FKX-065-9-5 зарубежного производства) размещены на стороне платы, противоположной деталям (их штоки выведены на заднюю стенку корпуса).

Разумеется, конструкция контроллера может быть и иной. Однако в любом случае она должна исключать возможность касания элементов устройства, так как они находятся под высоким напряжением.

Управление контроллером "Кросс" несложно. Алгоритм переключения выбирают последовательным нажатием кнопки SB2 по кольцу (Алгоритм 1, Алгоритм 2. .... Алгоритм 6, Алгоритм 1 и т. д.). Переход от одного алгоритма к другому сопровождается секундным гашением ламп обоих каналов.

Прибор "Кросс-чейзинг" имеет следующие алгоритмы переключения:

Алгоритм 1 - кросс-переключение в паре (А; В; А и т. д.);

Алгоритм 2 - кросс-переключение в паре + два общих зажигания (А; В; АВ, АВ; В; А; АВ; АВ; А и т. д.);

Алгоритм 3 - счетчик (0; А; В; АВ; 0; В; А; АВ;0; А и т. д.);

Алгоритм 4 - накопление + денакопление в паре (0; А; АВ; В; 0; В; АВ; А; 0; А и т. д.);

Алгоритм 5 - мерцание (АВ; А; АВ; В; АВ; А и т. д.);

Алгоритм 6 - комплекс "Фантазия": 10 раз Алгоритм 3+10 раз Алгоритм 4 + 20 раз Алгоритм 1 + 10 раз Алгоритм 5. Здесь и далее "0" - оба канала выключены, "А" - включен канал 1, "В" - включен канал 2, "АВ" - одновременно включены оба канала, ";" - граница фазы переключения.

Скорость работы контроллера "Кроссчейзинг" определяется длительностью рабочего такта алгоритма переключения. Ее изменяют последовательным нажатием кнопки SB1 в пределах 0,2...2 с (10 градаций с шагом 0,2 с). После достижения минимальной скорости (длительность такта - 2 с) осуществляется переход к максимальной (0,2 с).

Алгоритмы переключения прибора "Кросс-хамелеон" более сложны:

Алгоритм 1 - "переливание" в противофазе (максимум яркости свечения ламп в одном канале совпадает с минимумом яркости в другом);

Алгоритм 2 - "переливание" накоплением и денакоплением с реверсом каналов (яркость свечения ламп во втором канале начинает нарастать после достижения максимума яркости в первом, а убывание яркости во втором - после достижения минимума яркости в первом);

Алгоритм 3 - кросс-переключение в паре (А; В; А и т. д.);

Алгоритм 4 - накопление/денакопление (0; А; АВ; В; 0; А и т. д.).

Скорость работы контроллера "Кросс-хамелеон" в режимах "переливания" определяется длительностью цикла изменения яркости свечения от минимума до максимума. Предусмотрено регулирование длительности (нажатием той же кнопки SB 1) от 1,6 до 8 с (пять градаций с шагом 1,6 с). После достижения минимальной скорости (длительность цикла - 8 с) осуществляется переход к максимальной (длительность - 1,6 с). В режимах переключения скорость работы регулируется в тех же пределах, что и в "Кросс-чейзинге".

При эксплуатации обоих вариантов прибора рекомендуется сначала установить максимальную скорость переключения, затем выбрать понравившийся алгоритм и только после этого установить требуемую скорость отработки выбранного алгоритма.

Благодаря узлу энергонезависимой памяти, контроллеры "Кросс" после отключения от сети запоминают последний выбранный режим работы.

Авторы: А.Ольховский, С.Щеглов, А.Матевосов, К.Чернявский, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Микроконтроллеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Photoshop для смартфонов 08.03.2013 Компания Adobe Systems объявила в своем блоге о выходе приложения Photoshop Touch для смартфонов. Его можно загрузить в Apple App Store для iOS-устройств и Google Play для устройств на базе Android. Стоимость приложения составляет $4,99. Версия Photoshop для смартфонов обладает почти такой же функциональностью, как и Photoshop для планшетов, выпущенный в октябре 2011 г. В смартфонной версии Photoshop Touch поддерживается работа со слоями, присутствуют инструменты выбора областей, настройки изображения и фильтры - все ключевые функции настольной программы. Присутствуют дополнительные функции, такие как Scribble Selection, которая позволяет выбирать области на изображении касанием пальца.

Другие интересные новости:

▪ Помада и красит губы, и массирует их

▪ Стервятники и антибиотики

▪ Человекоподобный робот отправится в космос

▪ Печатная схема из-под курочки

▪ Угольная пена

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Мобильная связь. Подборка статей

▪ статья Маргарет Этвуд. Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему Кубрик не ответил на письмо восхищения от Куросавы? Подробный ответ

▪ статья Оператор по обслуживанию фреоновых холодильных установок. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Устройство для обнаружения движущихся металлических предметов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сахар (сахароза) светится в темноте под действием трения. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026