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:

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Графен приближает идею космического лифта 08.09.2026

Вывод грузов за пределы Земли сегодня остается сложным и дорогостоящим процессом: каждый запуск требует огромного количества топлива, а значительная часть конструкции ракеты используется всего один раз. Поэтому идея космического лифта, возникшая еще много десятилетий назад, продолжает привлекать внимание инженеров и исследователей. Вместо множества отдельных ракетных стартов предлагается создать постоянную транспортную систему между Землей и космосом, по которой грузы перемещались бы с помощью электричества. Последние достижения в производстве поликристаллического графена вновь заставили специалистов обсуждать эту концепцию не только как фантастическую идею, но и как потенциальный инженерный проект. Основным элементом будущего сооружения должен стать сверхпрочный трос. Согласно концепции Международного консорциума космического лифта (ISEC), он должен начинаться у экватора и простираться примерно на 100 000 километров в космос, значительно дальше геостационарной орбиты. На внешнем ко ...>>

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Случайная новость из Архива Найден ген наращивания мышечной массы 31.07.2022 Исследователи из университетов Мельбурна и Копенгагена изучили молекулярные реакции в мышцах до, во время и после различных видов упражнений. Найденный ген поможет открыть альтернативные способы лечения даже без физических упражнений. Чтобы определить, как во время и после различных упражнений активируются гены и белки, авторы провели анализ скелетных мышц человека во время разных упражнений, рассказал доктор Бенджамин Паркер, ведущий автор исследования. Команда проанализировала, как менялись сигнальные реакции в мышцах после различных видов упражнений, а также насколько последовательными были эти изменения у разных людей. Исходя из этого, они идентифицировали ранее неучтенный ген C18ORF25. Он активировался чаще всего. Чтобы проверить его работу, команда сконструировала мышей без этого гена. В результате у них был дефицит мышечных волокон. Это привело к ослаблению мышц и снижению физической работоспособности. И наоборот, когда они увеличивали активность генов, мышцы животных становились сильнее. Авторы заявили, что их работа поможет бороться с атрофией мышц, а также предотвращать и лечить хронические болезни, включая диабет, сердечно-сосудистые заболевания и многие виды рака.

Другие интересные новости:

▪ Столкновение черных дыр

▪ Механическая клавиатура HVER Stealth

▪ Самые большие динозавры

▪ Золото из мусора

▪ Ученые объяснили белизну снега

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Палиндромы. Подборка статей

▪ статья Это что за остановка, Бологое иль Поповка? Крылатое выражение

▪ статья Как пилот сверхзвукового истребителя подстрелил самого себя? Подробный ответ

▪ статья Основные требования к проектам промышленных предприятий и производств

▪ статья Антенна YAGI на 28 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стабилизатор напряжения переменного тока. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026