Пускозащитное устройство для галогенных ламп на микроконтроллере Z8. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Микроконтроллеры

 Комментарии к статье

В последнее время для освещения дачных участков и индивидуальных загородных домов все чаще используют галогенные прожекторы и светильники. Однако в нашем климате срок службы ламп в этих приборах невелик. Связано это, прежде всего, с броском пускового тока, разрушающего холодную нить накала лампы при ее включении.

Для устранения этого броска разработано так называемое пускозащитное устройство (ПУ), которое обеспечивает плавное включение любых ламп накаливания, в том числе галогенных. Кроме того, прибор способен плавно выключать нагрузку и понижать напряжение на ней примерно на 10 % от номинального напряжения сети, что увеличивает ресурс ламп при подключении их к сети с напряжением более 220 В.

Основные характеристики ПУ следующие: напряжение питания - 220 В ±20%; время включения (выключения) 10с; потребляемый ток - не более 40 мА. Максимальное значение тока нагрузки и предельное значение коммутируемой мощности определяются используемым симистором и его теплоотводом.

Принципиальная схема ПУ изображена на рис. 2.

(нажмите для увеличения)

Его основа - тот же микроконтроллер Z86E0208PSC (DD1), "прошитый" кодами из табл. 3, которые обеспечивают требуемый алгоритм включения и выключения нагрузки. Тактовую частоту DD1 задает цепь, состоящая из кварцевого резонатора Q1 и конденсаторов С4, С5 емкостью 22...33 пф.

(нажмите для увеличения)

Питается устройство от бестрансформаторного источника, отличающегося от аналогичного узла прибора "Кросс" применением двухполупериодного выпрямителя VD1, что позволило уменьшить емкость "гасящего" конденсатора C3.

Управление цепью нагрузки осуществляется парой компонентов, состоящей из силового симистора VS1 и оптрона U1. Светодиод HL1 зажигается и гаснет синхронно с нагрузкой, индицируя правильность отработки алгоритма (если индикация не нужна, его заменяют перемычкой, а вместо R5 сопротивлением 240 Ом устанавливают резистор сопротивлением 360 Ом).

В качестве U1 применен симисторный оптрон с произвольным моментом переключения, что обеспечивает возможность плавного изменения яркости свечения нагрузки. Допустимо использование любых аналогов оптопар МОC3023 фирмы Motorola (МОC3022, МОC3052. МОC3053 и т. п.), приборов без контроля прохождения сигнала через ноль более высоких классов. С этой же целью в ПУ реализован специальный аппаратно-программный механизм синхронизации работы программы прибора с времячастотными характеристиками сети. Узел синхронизации собран на транзисторе VT1. Число элементов этой цепи можно уменьшить, если выполнить ее аналогично подобному узлу контроллера "Кросс-хамелеон"' (т. е. оставить резистор R3 номиналом 2 МОм. защитный диод VD3, включить перемычку, соединяющую контактные площадки под выводы базы и коллектора VT1, и добавить диод, выполняющий функции, аналогичные диоду VD4 на рис. 1).

Выходной каскад ПУ не пропускает на нагрузку первую полуволну переменного напряжения при включении устройства в сеть. С этой целью в цепь управления симистора VS1 включена цепь R12C9R13.

Местное плавное включение/выключение нагрузки и управление снижением выходной мощности осуществляется через контакты 5 ("Вкл./Выкл.)" и 7 ("Ограничение 10%") разъема X1 (через них передаются команды на отработку или запрещение отработки микроконтроллером DD1 соответствующих алгоритмов). Чтобы задать команду выключения, с общим проводом прибора (контакт 6) соединяют (внешним выключателем SA1) контакт 5, а команду ограничения выходной мощности (внешней перемычкой) - контакт 7. Наличие этих соединений определяется контроллером только в момент включения устройства в сеть. Обе цепи снабжены диодно-емкостной защитой (VD5C7 и VD6C8). исключающей прохождение к микроконтроллеру импульсных помех. Однако длина проводов, соединяющих ПУ с выключателем, ограничена и не должна превышать 3...5 м. При невыполнении этого требования возможны сбои микроконтроллера из-за наведенных на проводах помех.

В качестве выключателя SA1. используемого для местного управления работой ПУ, подойдет обычный сетевой выключатель или тумблер с фиксацией положений. Если его контакты размыкаются, ПУ постепенно повышает мощность на нагрузке в течение 10 с, а если замыкаются. - отрабатывает алгоритм ее плавного снижения в течение такого же времени. В отсутствие цепи местного управления обеспечивается только плавное включение нагрузки (при отключении прибора выходное напряжение снижается скачком).

Для управления работой ПУ с большого расстояния используют узел, собранный на оптроне U2 (в этом случае выводы 2 и 9 микроконтроллера DD1 соединяют перемычкой). При обесточенной входной цепи ПУ работает в обычном режиме (работа прибора разрешена). Подача на вход (контакты 8 и 9 разъема X1) сетевого напряжения приводит к появлению тока через конденсатор С11 и зажиганию светодиода оптрона. Соединенные перемычкой выводы 2 и 9 микроконтроллера DD1 оказываются подключенными к его выводу GND. В результате микроконтроллер прекращает отработку алгоритмов переключения (работа прибора запрещена), плавно снижая напряжение на нагрузке. Несмотря на то, что прибор остается под напряжением, процессор в этом случае заблокирован сигналом дистанционного управления.

Для дистанционного управления служит обычный сетевой выключатель. Им можно коммутировать несколько ПУ. включенных параллельно и расположенных на значительном расстоянии один от другого.

Уменьшение действующего значения выходного напряжения на нагрузке на 10% по отношению к действующему значению напряжения сети достигается изменением формы выходного сигнала (обрезанием синусоиды). Прибор не содержит никаких специальных устройств контроля напряжения сети или напряжения на нагрузке, просто микроконтроллер понижает выходное напряжение на 10% относительно напряжения сети. По этой причине не рекомендуется использовать такой режим в сетях с сильно заниженным действующим значением напряжения. Следует помнить, что при напряжении ниже 150...180 В колбы большинства современных галогенных ламп не могут разогреться до температуры, необходимой для возникновения галогенного эффекта, поэтому они быстро выходят из строя.

Поскольку выходное напряжение в режиме ограничения имеет не синусоидальную форму, для точного измерения его действующего значения используют приборы, позволяющие контролировать сигналы произвольной формы.

В качестве C3, С9, С11 рекомендуются конденсаторы К73-17, остальные детали - любые малогабаритные.

Значение тока, коммутируемого симистором VS1, зависит от теплоотвода. Так, если для охлаждения применена пластина размерами 40> 90 мм из листового алюминиевого сплава толщиной 3 мм, к ПУ можно подключать нагрузку мощностью до 500 Вт. С пластиной из этого же материала, но размерами 60x90 мм, симистор может работать на нагрузку мощностью до 1 кВт. При этом ПУ вместе с теплоотводом симистора свободно размещается в футляре для пяти трехдюймовых дискет (габариты - 110x110x20 мм).

С помощью описываемого ПУ можно плавно включать и более мощную нагрузку, если вместо указанного на схеме использовать симистор, способный коммутировать более высокие значения тока нагрузки (например. ТС 112-16. ТС 122-25. ТС 132-40 с теплоотводами 0111, 0221, 0231 соответственно). Поскольку ток управления этих приборов значительно больше, необходимо, во-первых, изменить параметры цепи R12C9R13 (сопротивление резистора R13 уменьшить до 1,2 кОм. а емкость конденсатора С9 увеличить до 0,22 мкФ). А во-вторых, перепаять перемычку S1 с контактов 2-3 на 1 -2 с тем, чтобы вместо установленного на плате VS1 использовать внешний симистор VS2. Последний монтируют на теплоотводе и соединяют с платой короткими проводами. Конечно, для подобной конструкции нужен более просторный корпус.

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:

Кратковременное голодание и работа мозга 25.11.2025

На фоне роста популярности интервального голодания многие опасаются, что отказ от еды на несколько часов может обернуться снижением концентрации, ухудшением памяти и общим "затуманиванием" сознания. Однако современные исследования позволяют иначе взглянуть на эту тему. Научный обзор, включивший свыше семидесяти независимых экспериментов и более 3,5 тысячи участников, показал: здоровые взрослые, которые не ели от десяти до двенадцати часов, выполняли когнитивные тесты так же качественно, как и те, кто принимал пищу перед испытанием. Память, скорость реакции, логическое мышление и внимание оставались на прежнем уровне, что опровергает распространенный бытовой миф. Доктор Дэвид Моро, профессор психологии из Университета Окленда в Новой Зеландии, подчеркивает, что представления о "головной туманности" во время голода часто оказываются преувеличенными. Он отмечает, что люди склонны связывать чувство голода с низкой энергией, раздражительностью и невозможностью сосредоточиться, хотя че ...>>

Умная розетка TP-Link Tapo P410M 25.11.2025

Компания TP-Link выпустила на рынок новую уличную розетку Tapo P410M. Она получила поддержку универсального стандарта Matter и стала еще одним шагом в сторону единой экосистемы умных устройств. Особенность Tapo P410M заключается в том, что она рассчитана на работу в сложных климатических условиях. Устройство функционирует при температуре от -20 до +50 °C и защищено от дождя, влаги и пыли по стандарту IP54. Благодаря этому розетка безопасно используется на открытом воздухе, будь то внутренний двор, садовая зона или наружное освещение возле дома. Компания TP-Link также акцентировала внимание на удобстве подключения. Розетка поддерживает Wi-Fi 2,4 ГГц и Bluetooth LE, что избавляет от необходимости покупать отдельный хаб. Настройка выполняется через фирменное приложение Tapo или с использованием QR-кода на корпусе, что особенно удобно при установке в труднодоступных местах. После первичной конфигурации управление устройством доступно из приложения или с помощью голосовых помощников A ...>>

Игровой монитор Sony PlayStation Gaming Monitor 24.11.2025

На презентации State of Play компания Sony представила устройство, которое может изменить представления о фирменной экосистеме PlayStation, - свой первый игровой монитор под этим брендом. PlayStation Gaming Monitor, как официально назвали новинку, ориентирован сразу на две аудитории: владельцев консолей и пользователей ПК. Для компьютерных систем, включая macOS, поддерживается частота обновления до 240 Гц с технологией переменной частоты VRR, а для консолей PlayStation 5 и PlayStation 5 Pro частота ограничена 120 Гц, что соответствует архитектуре и возможностям самих приставок. Основу устройства составляет 27-дюймовая IPS-панель с разрешением QHD 2560?1440 пикселей, обеспечивающая высокую четкость и широкий угол обзора. Отдельное внимание продукция заслужила благодаря функции, не встречавшейся ранее в мониторах Sony. В нижней части корпуса находится встроенная выдвижная док-станция для беспроводной зарядки контроллеров DualSense. Такой подход позволяет избавиться от отдельных зар ...>>

Случайная новость из Архива NFC-микросхема Infineon NLM0011 для управления LED-драйверами 28.01.2020 Компания Infineon представила две новые микросхемы NLM0011 и NLM0010, которые позволяют управлять светодиодным источником питания с помощью аналогового или ШИМ-сигнала. В микросхемах реализован беспроводной NFC-интерфейс. Изделия ориентированы на создание решений для управления освещением и совместимы с большинством существующих типов бюджетных аналоговых светодиодных драйверов. В NLM0011 интегрированы функции CLO (constant lumen output), OTC (operation time counter) и подсчета операций вкл/выкл. Благодаря встроенному функционалу, управление освещением можно производить напрямую, без подключения дополнительного микроконтроллера. NLM0010 представляет собой версию NLM0011 без функции CLO. Микросхемы поддерживают пассивный (параметры ШИМ могут быть настроены через NFC) и активный (вывод ШИМ генерируется согласно сохраненным параметрам ШИМ) режимы работы. Области применения: Системы освещения; Решения, в которых в качестве управляющего сигнала используется ШИМ или постоянное напряжение; Системы идентификации и аутентификации. Характеристики: Конфигурируемый выход ШИМ амплитудой 2,8 В с точностью рабочего цикла +- 0,1%; Интерфейс NFC, соответствующий стандарту ISO/IEC 18000-3 mode 1(ISO / IEC 15963); CLO (у NLM0011) с 8 настраиваемыми контрольными точками; Счетчик времени работы (OTC) и счетчик операций вкл/выкл.; Встроенный регулятор напряжения (LDO), позволяющий избежать влияния нестабильного напряжения питания; Энергонезависимая память (NVM), включая UID и 20 байт, зарезервированные для данных пользователя; Совместимость с MD-SIG "NFC Programming Specification".

Другие интересные новости:

▪ Разработка технологии для улавливания парниковых газов

▪ LM27761 - инвертор напряжения на переключаемых конденсаторах с LDO

▪ Телевизоры GIGABYTE

▪ Туалет для коровы

▪ Говорящая стиральная машина

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Блоки питания. Подборка статей

▪ статья Ловля блох по-научному. Искусство аудио

▪ статья Как велик Большой Каньон? Подробный ответ

▪ статья Корабль на колесах. Личный транспорт

▪ статья Жавелевая вода как отбеливающее средство. Простые рецепты и советы

▪ статья Протягивание нитки через лед. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025