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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Металлический водород 12.08.2017 Уже 80 лет ученые пытаются создать сверхпроводник. Исследуя природу вещества, удалось теорию о создании металлического водорода превратить в реальность. Группа исследователей из Гарвардского университета пошли дальше, чем их предшественники. В 1935 году Юджин Вигнер и Белл Хантингтон доказали в теории вероятность создания металлического водорода. Они предполагали, что для сверхпроводника необходимо давление в 300 тыс. атмосфер. Со временем ученые увеличивали эти показатели до 5 млн. Однако о сих пор это казалось нереальным, так как даже в ядре Земли давление достигает 3 млн атмосфер. Современные исследователи для того, чтобы теорию превратить в реальность использовали самое твердое вещество алмаз. Благодаря этому они все же добились показателей давления в 5 млн атмосфер. Водород достиг стадии металла, однако извлечь его ученые не успели. Когда алмаз достали, он рассыпался. После данного эксперимента ученые разошлись во мнениях. Одни считают, что исследователи добились результата. Другие же придерживаются мнения, что металлический водород все же остался на уровне воображение ученых, которые проводили эксперимент.

Другие интересные новости:

▪ Создан графеновый полупроводник

▪ Микроскопические перестраиваемые лазеры

▪ Миниатюрный датчик с радарной технологией

▪ Big Data для футболистов

▪ Семга-великан

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Начинающему радиолюбителю. Подборка статей

▪ статья Лешек Кумор. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое серебряный век? Подробный ответ

▪ статья Подмаренник душистый. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Как изобретатели комара обманули. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Предсказание стопочки карт. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026