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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Dispositivo di interruzione dell'alimentazione intermittente con ritardo lungo. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori Viene data la descrizione di un semplice dispositivo che consente, con un periodo di alcune ore, di spegnere e riaccendere automaticamente qualsiasi apparecchio elettrico per un breve periodo. Il dispositivo è realizzato sul microcontrollore ATtiny13A e contiene un numero minimo di elementi. Un esempio dell'utilizzo di tale dispositivo può essere lo spegnimento periodico di un dispositivo per riavviare il suo programma (questo ripristina la funzionalità che era stata interrotta a causa di un guasto). È possibile, ad esempio, interrogare un termometro elettronico o altro sensore con un periodo di diverse ore e trasmetterne le letture tramite un canale radio. Nella mia casa di paese, il sistema di registrazione, in assenza dei proprietari, raccoglie le letture di vari sensori e le invia tramite un modem 3G a un sito specializzato dove è memorizzato il database. È stato notato un imprevedibile "abbandono" o addirittura una completa cessazione dell'aggiornamento delle informazioni nel database. Il motivo era la perdita di connessione tra il modem e la rete cellulare. Solo un riavvio periodico di tutti i dispositivi di sistema (modem, router, controller) ha aiutato. Ho scelto il modo più semplice per farlo: spegnere il sistema di registrazione per alcuni secondi ogni quattro o cinque ore. Per implementare questo metodo, è necessario un generatore di impulsi con un periodo di ripetizione molto lungo. La soluzione del problema con il metodo tradizionale porta a un dispositivo piuttosto complesso con requisiti elevati per la stabilità a lungo termine degli elementi. L'alternativa è un dispositivo economico su un microcontrollore. Il principio del suo funzionamento può essere il seguente: il microcontrollore "dormiente" periodicamente "si sveglia" al segnale del timer watchdog, controlla quanto tempo è trascorso dall'ultimo riavvio del sistema e, se è arrivato il momento giusto, spegne l'alimentazione per un po'. Lo schema del dispositivo è mostrato in fig. 1. La tensione +5 V viene fornita dalla presa di ingresso XS1 (USB-BF) attraverso i contatti normalmente chiusi K1.1 del relè K1 alle prese di uscita XS2 e XS3 (doppio connettore USBA-2J). Con l'uscita PB4 del microcontrollore DD1, è collegata una chiave elettronica sul transistor VT1, nel circuito del collettore di cui è collegato l'avvolgimento del relè K1 con una resistenza di 75 ohm (la tensione operativa dell'avvolgimento è 5 V) .
Il LED HL1 funge da indicatore dello stato del dispositivo. Si accende quando viene tolta l'alimentazione dalle prese XS2 e XS3. All'accensione, il microcontrollore configura tutte le sue linee di porta come ingressi, quindi il transistor rimane spento e la bobina del relè è diseccitata. Il programma del microcontrollore è stato sviluppato nell'ambiente Algorithm Builder per AVR. Il diagramma a blocchi dell'algoritmo del suo lavoro è mostrato in fig. 2. Gli stati dei bit di configurazione del microcontrollore ATtiny13A richiesti per il funzionamento del programma sono mostrati in fig. 3.
La modalità di funzionamento del watchdog timer del microcontrollore va impostata nell'ambiente di sviluppo, come mostrato in fig. 4, che corrisponde al tempo di esposizione più lungo - 8,2 s. Il programma è costruito in modo che la maggior parte delle volte il microcontrollore sia in modalità "sleep". "Svegliandosi" quando viene attivato il timer watchdog, esso, secondo il programma, controlla il contenuto del registro R0 e ne aumenta il contenuto di uno.
Il valore memorizzato nel registro R0 non cambia nella modalità "sleep", che consente di utilizzare il suo registro come contatore del numero di "risvegli" del microcontrollore. L'overflow del registro si verifica ogni 35 minuti circa (8,2 s x 256). Se il suo contenuto è diverso da zero, l'overflow del contatore non si è ancora verificato e il microcontrollore si "addormenta" di nuovo (passa alla modalità di spegnimento). Gli overflow del registro R0 vengono conteggiati dal programma nel registro R1. Nel mio caso sono bastati otto overflow (8,2s x 256 x 8 = 4,7 ore), quindi il valore iniziale nel registro R1 è 7, e ogni overflow del registro R0 lo riduce di uno. Dopo l'intervallo di tempo specificato, il programma configura il pin PB4 come uscita e lo imposta a livello logico alto. Questo apre il transistor VT1 e porta all'azionamento del relè K1, che interrompe il circuito di alimentazione dei dispositivi collegati ai connettori XS2 e XS3. Dopo 8,2 s, il timer watchdog si attiva nuovamente e il programma riporta l'uscita PB4 alla modalità di ingresso, che spegne il relè K1. L'alimentazione ai dispositivi esterni viene ripristinata. Di conseguenza, circa una volta ogni quattro ore e mezza, il dispositivo diseccita il dispositivo, che viene alimentato attraverso di esso con una tensione di 5 V, per otto secondi. L'interruttore è montato su un frammento di una breadboard con dimensioni di 20x50 mm. Il microcontrollore DD1 è installato nel pannello. Relè K1 - SRS-05VDC-SL. Il controllo dell'interruttore prodotto dovrebbe essere avviato senza un microcontrollore. Alla presa 5 del pannello del microcontrollore e all'uscita sinistra (secondo lo schema) dell'avvolgimento del relè K1 deve essere presente una tensione di 8 V applicata alla presa XS1. Questa tensione è misurata rispetto allo zoccolo 4 della scheda microcontrollore. È possibile verificare il funzionamento del transistor VT1 e del relè K1 cortocircuitando gli slot 8 e 3 del pannello del microcontrollore: il relè dovrebbe funzionare e il LED dovrebbe accendersi per la durata del circuito. Dopo aver installato il microcontrollore nel pannello, verificare il funzionamento del dispositivo consiste in una lunga attesa per il momento in cui il LED si accende e il relè funziona. Un tubo termoretraibile viene inserito su una scheda testata con parti, attraverso le quali è chiaramente visibile il bagliore del LED HL1. Il demolitore finito è mostrato in Fig. 5.
È interessante notare l '"effetto collaterale". Per non attendere troppo a lungo l'intervento del relè durante il controllo, nel microcontrollore della parte ricevente del dispositivo descritto nel mio articolo "Radiocontrollato" è stato caricato un programma un po' semplificato (senza analizzare lo stato del registro R1) cavo di prolunga di rete" ("Radio", 2014, n. 7, p. 31 -33). Durante il suo funzionamento, ogni 35 minuti, le prese di derivazione sono state accese per 8 s. Alla vigilia di Capodanno, l'illuminazione dell'albero di Natale è stata collegata a questa prolunga. L'effetto è stato inaspettato: nel momento più inopportuno, l'illuminazione si è accesa improvvisamente. L'albero di Natale, sbattendo le palpebre allegramente, ha rallegrato i presenti per alcuni secondi. La vita ha dimostrato che un dispositivo completamente inutile, a prima vista, che ha funzionato in una casa di campagna per più di un anno, si è rivelato ... utile. Analizzando le informazioni registrate sul sito, è diventato chiaro come il riavvio del sistema risolva il problema del congelamento del canale cellulare. Allo stesso tempo, per correggere l'errore, non è stato necessario recarsi sul sito per riavviare il sistema. Il dispositivo si è rivelato compatto e conveniente. Va inoltre notato che ha un basso consumo di corrente in modalità standby, che rende possibile l'applicazione di tale soluzione in sistemi autoalimentati. I principi alla base dell'algoritmo considerato possono essere utilizzati anche per altri scopi, ad esempio per simulare la presenza in casa. Il programma del microcontrollore può essere scaricato da ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/08/pr.zip. Autore: A. Pakhomov
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