Starter per lampade alogene sul microcontrollore Z8

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Dispositivo di protezione all'avvio per lampade alogene sul microcontrollore Z8. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Recentemente, i faretti e le lampade alogene vengono sempre più utilizzati per illuminare cottage estivi e singole case di campagna. Tuttavia, nel nostro clima, la durata delle lampade di questi dispositivi è breve. Ciò è dovuto, innanzitutto, all'afflusso di corrente di spunto, che distrugge il filamento freddo della lampada quando viene accesa.

Per eliminare questo picco, è stato sviluppato il cosiddetto dispositivo di protezione dall'avvio (PU), che garantisce un'accensione regolare di qualsiasi lampada a incandescenza, comprese quelle alogene. Inoltre, il dispositivo è in grado di spegnere senza problemi il carico e ridurre la tensione su di esso di circa il 10% della tensione di rete nominale, il che aumenta la durata delle lampade quando le si collega a una rete con una tensione superiore a 220 V. .

Le principali caratteristiche della PU sono le seguenti: tensione di alimentazione - 220 V ±20%; tempo di accensione/spegnimento 10s; consumo di corrente - non più di 40 mA. Il valore massimo della corrente di carico e il valore limite della potenza di commutazione sono determinati dal triac utilizzato e dal relativo dissipatore di calore.

Il diagramma schematico di PU è mostrato in fig. 2.

(clicca per ingrandire)

La sua base è lo stesso microcontrollore Z86E0208PSC (DD1), “cucito” con i codici della tabella. 3, che forniscono l'algoritmo richiesto per l'accensione e lo spegnimento del carico. La frequenza di clock di DD1 è impostata da un circuito costituito da un risonatore al quarzo Q1 e condensatori C4, C5 con una capacità di 22...33 pF.

(clicca per ingrandire)

Il dispositivo è alimentato da una sorgente senza trasformatore, che differisce da un'unità simile del dispositivo "Cross" nell'utilizzo di un raddrizzatore a onda intera VD1, che ha permesso di ridurre la capacità del condensatore di "estinzione" C3.

Il circuito di carico è controllato da una coppia di componenti costituiti da un triac di potenza VS1 e un fotoaccoppiatore U1. Il LED HL1 si accende e si spegne in sincronia con il carico, indicando che l'algoritmo funziona correttamente (se l'indicazione non è necessaria, viene sostituito con un ponticello e invece di R5 con una resistenza di 240 Ohm, un resistore con una resistenza di 360 Ohm è installato).

Come U1 viene utilizzato un fotoaccoppiatore triac con un momento di commutazione arbitrario, che consente di modificare gradualmente la luminosità del carico. È accettabile utilizzare qualsiasi analogo degli optoaccoppiatori MOC3023 di Motorola (MOC3022, MOC3052, MOC3053, ecc.), Dispositivi senza controllo del passaggio del segnale attraverso lo zero di classi superiori. Allo stesso scopo, l'unità di controllo implementa uno speciale meccanismo hardware-software per sincronizzare il funzionamento del programma del dispositivo con le caratteristiche tempo-frequenza della rete. L'unità di sincronizzazione è assemblata sul transistor VT1. Il numero di elementi di questo circuito può essere ridotto se viene eseguito in modo simile a un nodo controller simile"camaleonte incrociato"' (ovvero, lasciare il resistore R3 con un valore nominale di 2 MOhm. Diodo protettivo VD3, attivare il ponticello che collega i contatti per i terminali di base e collettore di VT1 e aggiungere un diodo che esegue funzioni simili al diodo VD4 in Fig. .1).

Lo stadio di uscita PU non trasmette la prima semionda della tensione alternata al carico quando il dispositivo è collegato alla rete. A questo scopo nel circuito di controllo del triac VS1 è incluso il circuito R12C9R13.

L'accensione/spegnimento locale graduale del carico e il controllo della riduzione della potenza di uscita vengono effettuati tramite i contatti 5 ("On/Off)" e 7 ("Limitazione 10%") del connettore X1 (attraverso di essi i comandi vengono trasmessi a elaborare o vietare l'elaborazione degli algoritmi corrispondenti da parte del microcontrollore DD1) . Per impostare il comando di spegnimento, collegare il contatto 6 al filo comune del dispositivo (pin 1) (con un interruttore esterno SA5), e il comando di limitazione della potenza in uscita (con un ponticello esterno) è collegato al pin 7. La presenza di queste connessioni vengono determinate dal controllore solo quando il dispositivo è connesso alla rete. Entrambi i circuiti sono dotati di protezione capacitiva a diodi (VD5C7 e VD6C8). escludendo il passaggio di rumore pulsato al microcontrollore. Tuttavia, la lunghezza dei cavi che collegano il pannello di controllo all'interruttore è limitata e non deve superare i 3...5 m. Se questo requisito non viene soddisfatto, il microcontrollore potrebbe non funzionare correttamente a causa delle interferenze indotte sui cavi.

Come interruttore SA1. utilizzato per il controllo locale del funzionamento dell'unità di controllo, è adatto un interruttore di alimentazione convenzionale o un interruttore a levetta con fissazione della posizione. Se i suoi contatti si aprono, la centrale aumenta gradualmente la potenza sul carico entro 10 s, se si chiudono. - elabora un algoritmo per la sua riduzione graduale nello stesso periodo di tempo. In assenza di un circuito di controllo locale, è garantita solo un'accensione regolare del carico (quando il dispositivo è spento, la tensione di uscita diminuisce bruscamente).

Per controllare il funzionamento dell'unità di controllo da una lunga distanza, utilizzare un'unità assemblata su un fotoaccoppiatore U2 (in questo caso, i pin 2 e 9 del microcontrollore DD1 sono collegati con un ponticello). Quando il circuito di ingresso è diseccitato, l'unità di controllo funziona in modalità normale (è consentito il funzionamento del dispositivo). Applicando la tensione di rete all'ingresso (pin 8 e 9 del connettore X1) si provoca la comparsa di corrente attraverso il condensatore C11 e l'accensione del LED dell'accoppiatore ottico. Collegati tramite un ponticello, i pin 2 e 9 del microcontrollore DD1 sono collegati al relativo pin GND. Di conseguenza, il microcontrollore smette di funzionare sugli algoritmi di commutazione (il funzionamento del dispositivo è vietato), riducendo gradualmente la tensione sul carico. Nonostante il dispositivo rimanga sotto tensione, il processore in questo caso viene bloccato dal segnale del telecomando.

Per il controllo remoto, utilizzare un normale interruttore di alimentazione. Possono collegare più centraline. collegati in parallelo e situati a notevole distanza l'uno dall'altro.

Una diminuzione del valore efficace della tensione di uscita sul carico del 10% rispetto al valore efficace della tensione di rete si ottiene modificando la forma del segnale di uscita (tagliando la sinusoide). Il dispositivo non contiene dispositivi speciali per il monitoraggio della tensione di rete o della tensione di carico; il microcontrollore riduce semplicemente la tensione di uscita del 10% rispetto alla tensione di rete. Per questo motivo si sconsiglia l'utilizzo di questa modalità in reti con valore di tensione efficace molto ridotto. Va ricordato che con tensioni inferiori a 150...180 V, le lampadine della maggior parte delle moderne lampade alogene non possono riscaldarsi alla temperatura necessaria affinché si verifichi l'effetto alogeno, quindi si guastano rapidamente.

Poiché la tensione di uscita nella modalità di limitazione non ha una forma sinusoidale, per misurare con precisione il suo valore efficace, vengono utilizzati strumenti che consentono il monitoraggio di forme d'onda arbitrarie.

I condensatori K3-9 sono consigliati come C11, C73, C17, le restanti parti sono di piccole dimensioni.

Il valore della corrente commutata dal triac VS1 dipende dal dissipatore. Quindi, se per il raffreddamento viene utilizzata una piastra di dimensioni 40 > 90 mm in lamiera di lega di alluminio spessa 3 mm, è possibile collegare alla PU un carico con una potenza fino a 500 W. Con una piastra dello stesso materiale, ma di dimensioni 60x90 mm, il triac può funzionare con un carico fino a 1 kW. In questo caso, l'unità PU, insieme al dissipatore di calore del triac, è posizionata liberamente in una custodia per cinque floppy disk da tre pollici (dimensioni - 110x110x20 mm).

Utilizzando l'unità di controllo descritta, è possibile accendere senza problemi un carico più potente se, invece di quello indicato nello schema, si utilizza un triac in grado di commutare valori più elevati di corrente di carico (ad esempio TS 112-16. TS 122-25.TS 132-40 rispettivamente con dissipatori 0111, 0221, 0231). Poiché la corrente di controllo di questi dispositivi è molto maggiore, è necessario innanzitutto modificare i parametri del circuito R12C9R13 (ridurre la resistenza del resistore R13 a 1,2 kOhm e aumentare la capacità del condensatore C9 a 0,22 μF). E in secondo luogo, risaldare il ponticello S1 dai pin 2-3 a 1-2 in modo che al posto del VS1 installato sulla scheda venga utilizzato un triac esterno VS2. Quest'ultimo è montato su un dissipatore e collegato alla scheda tramite fili corti. Naturalmente, un tale progetto richiede un alloggio più spazioso.

Autori: A. Olkhovsky, S. Shcheglov, A. Matevosov, K. Chernyavsky, Mosca

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