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:

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 Емкость аккумуляторов повышена в 10 раз 14.08.2013 Японская компания Shin-Etsu Chemical разработала технологию, которая позволяет в 10 повысить емкость аккумуляторов для мобильных устройств. Суть технологии заключается в замене графита в литиево-ионных аккумуляторах на кремниевый материал. Благодаря новой технологии смартфоны и планшеты смогут работать от одной зарядки до 10 дней, тогда как сейчас в режиме активной эксплуатации это лишь один-два дня. Современные гаджеты отличаются небольшим временем автономной работы, что связано с их размерами и особенностью работы, когда устройство регулярно ищет доступные беспроводные сети для подключения к интернету, регулярно получает из интернета различную информацию и т.д. Новый материал стоит дороже графита, однако, как подчеркивает Nikkei, данный прорыв избавит пользователей от необходимости заряжать смартфон каждый день или раз в два дня, поэтому цена новой технологии является не такой уж высокой. Помимо аккумуляторов для мобильных устройств, новый материал может использоваться в батареях для электромобилей, утверждают в Shin-Etsu Chemical. По словам представителей Shin-Etsu Chemical, к коммерческому производству аккумуляторов нового типа производители смогут приступить примерно через 3-4 года. Shin-Etsu Chemical - основанная в 1926 г. крупнейшая химическая компания в Японии, занимающаяся производством полимеров, изделий из кремния для полупроводниковой промышленности, фоторезистов, искусственного кварца и других материалов. С рыночной капитализацией в $28,7 млрд и годовыми продажами в $12,7 млрд компания занимает 450-ю строчку в списке 2000 крупнейших компаний мира по версии журнала Forbes. Аккумуляторные батареи - одна из наиболее актуальных сфер для работы инженеров различных компаний. Так, в апреле 2013 г. разработчики одного из американских стартапов объявили, что им удалось улучшить свойства электродов литиево-ионных батарей, что повысило их емкость на 30%.

Другие интересные новости:

▪ Беспроводные наушники 9.1 Sony MDR-HW700DS

▪ Стабильность вторичного углеродного радикала

▪ На 3D-принтере напечатали растягивающуюся искусственную кожу

▪ Тепловизор разоблачит мошенника

▪ Гибкий материал для датчиков пульса

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Телевидение. Подборка статей

▪ статья Георг Зиммель. Знаменитые афоризмы

▪ статья Можете ли вы назвать хотя бы одного ирландского святого? Подробный ответ

▪ статья Шиповник морщинистый. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Мотоциклетный охранный сигнализатор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Две прыгающие резинки. Секрет фокуса

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

www.diagram.com.ua
2000-2026