Регулятор мощности на аттини 2313 своими руками

Обновлено: 05.07.2024

Существует огромной количество классических тиристорных и симисторных схем регуляторов, но этот регулятор выполнен на современной элементной базе и кроме того являлся фазовым, т.е. пропускает не всю полуволну сетевого напряжения, а только некоторую её часть, тем самым и осуществляется ограничение мощности, т.к открытие симистора происходит только при нужном фазовом угле.

Достоинствами этой конструкции является: простота самостоятельного изготовления, дешевизна и лёгкая управляемость. Минусами можно считать то, что нормальная работа схемы происходит только только с нагрузками до 150-200 Ватт, при более мощной нагрузке возникает гул и генерируются радиопомехи.

При первом включении схеме на сегментном индикаторе горит цифра 0. Включение и отключение осуществляется одномоментным нажатием и удержанием двух кнопок-микропереключателей. Регулировка больше-меньше – каждым нажатием по отдельности. Если не нажимать ни на один из тумблеров, то после последнего нажатия через два часа регулятор отключится самостоятельно, индикатор до тех пор будет моргать на ступени последнего рабочего уровня потребляемой мощности.

В момент отключения устройства от сети запоминается последний уровень выдаваемой мощности, который будет автоматически задан при очередном включении. Регулировка осуществляется в диапазоне от 0 до 9 и далее от А до F. То есть всего имеется 16 ступеней регулировки.

Радиатор на фото выше достаточно большой, конструкция позволяет поставить вариант и по меньше, но другого у меня не было. При первом включении устройства у меня на дисплее моргал 0, на нажатие кнопок схема не реагировала. Заменив конденсатора по питанию на номинал 1000 мкФ,проблема исчезла.

Печатная плата в формате Sprint Layout и прошивка микроконтроллера размещены в одном архиве по ссылке выше.

Схема используется для плавного регулирования мощности в нагрузке. В основу способа управления положен метод фазового управления симистором. Сущность его заключается в пропуске части полупериода переменного сетевого напряжения. Ток поступающий в нагрузку пропорционален интегралу полученного сигнала. Основа конструкции микроконтроллер PIC16F1823.

Устройство поддерживает работу с активной (лампа накаливания, нагреватель) и индуктивной нагрузкой. Тактирование микроконтроллера осуществляется от внутреннего генератора. Сигнал синхронизации с сетью поступает с выпрямительного моста на вход внутреннего компаратора микроконтроллера через фильтр на R10, C5, R9, R8, C3. Опорное напряжение компаратора поступает с внутреннего ЦАП микроконтроллера и равно около 0,6 В, которое задается при конфигурации МК. Для устранения влияния емкости C6 на синхронизацию применяется диод D6. Индикация выполнена на E30561 с общим катодом.

Конструктивно устройство собрано на двух печатных платах. На одной распологаются индикатор и управляющие кнопки, а на другой МК, блок питания и симистор. Соединение плат выполнено проводом МГТФ.

С радиатором для симистора (HS-135-38), как на рисунке максимальная мощность нагрузки около 500 Вт. Соответственно под этот радиатор и сделано посадочное место на печатной плате.

Регулирование конструкции происходит с помощью симистора типа BT138. Управление которым осуществляется посредством МК. Цифровой LED дисплей показывает на сколько процентов в текущий момент времени открыт симистор. Логическая часть схемы получает питание от блок питания, основа которого стабилизатор напряжения DA1 7805.

Проект не коммерческий, прошивки и печатки будут.
Идея. Сделать свой стабилизированный регулятор мощности по типу РМ-2. Добавить аварийный вход и 2 или 3 фиксированные настройки выходной мощности.
Выбор пал на контроллер atmega8 потому что он валяется в наличии.
Метод фазовый.
Алгоритм. Меряем на нагрузке напряжение rms если есть отклонение от заданного толкаем время открытия триака в нужную сторону до совпадения.
Первые испытания показали - точность установки напряжения +-2 вольта по вольтметру rms, точность стабилизации +-1 вольт в отношении установленного напряжения. Время стабилизации до 1 сек
Видео первых испытаний.

Посл. ред. 01 Марта 15, 21:43 от sergik11111

Набросал схемку пока без индикатора
rm.jpg Стабилизированный регулятор мощности на AVR. Приборы и электр(он)ика.

Nemiroff Специалист Беларусь 181 44

А можно-ли добавить в РМ вариант отображения напряжение/мощность ? Например в подменю создать пункт куда можно ввести сопротивление нагрузки и на выходе (дисплее) путем несложной операции P=U*U/R высветится текущая мощность, думаю будет удобно.

Nemiroff Специалист Беларусь 181 44

Тогда уж просто при настройке задать сопротивление/мощность нагрузки и при регулировании задавать именно мощность для наглядности и большего удобства.

m16 Модератор Тамбов 1861 1021

разверни диод 4007(который на землю), добавь защитные диоды на int0 и adc0(дабы не использовать внутренние меги) так надёжней будет. триак подключи по-человечески
Стабилизированный регулятор мощности на AVR. Приборы и электр(он)ика.
и как заметил kazu добавь подменю установки мощности тэна с сохранением в eeprom чтобы оперировать установкой мощности а не напряжения как в рм-2.
в остальном респект. какой принцип регулирования заложил п, пи, пид ?

Посл. ред. 03 Марта 15, 09:08 от m16

vchu Бакалавр Тольятти 58 14

falki Доктор наук Уфа 786 121

sergik11111, скорость слежения за выходным напряжением нужно поднять в два раза.
непомешал бы вход тригер старт стоп.
еще бы дополнитель схему подключения встречных тиристоров,не люблю симисторы.

Посл. ред. 04 Марта 15, 20:12 от falki

vchu Бакалавр Тольятти 58 14

Там с контакта 4 на int0 через мегаом. ys1797, 04 Марта 15, 18:56

m16 Модератор Тамбов 1861 1021

еще бы дополнитель схему подключения встречных тиристоров,не люблю симисторы. falki, 04 Марта 15, 20:07

странное желание при том что надёжных симисторов как грязи.

Посл. ред. 05 Марта 15, 21:56 от m16

V_B Академик Таганрог 2483 915

m16, но ведь на выводе 1 напряжение появиться только после включения моськи. А как до этого ловить переход через "0"?
Надо с 4-й клеммы брать напряжение для измерения.

m16 Модератор Тамбов 1861 1021

ээ, брат. говоришь правильно а смотришь не туда
Zero. Стабилизированный регулятор мощности на AVR. Приборы и электр(он)ика.

V_B Академик Таганрог 2483 915

m16, извини, на маленьком экране картинка в jpg смотрится плохо, поэтому и не доглядел.
И еще потому что у меня переход через "0" определяется программно по значению АЦП в измерителе напряжения. Наверно поэтому и подумал так.

И в догонку - измерять только одну полуволну напряжения - это как-то не хорошо. Это правда уже рассматривали.

Посл. ред. 05 Марта 15, 22:55 от V_B

m16 Модератор Тамбов 1861 1021

измерять только одну полуволну напряжения - это как-то не хорошо. Это правда уже рассматривали V_B, 05 Марта 15, 22:53

в принципе согласен, с другой стороны фигня это всё. прецизионность здесь ни к чему. скажем рм-2 тоже измеряет одну полуволну и ничего +/- 1вольт держит

falki Доктор наук Уфа 786 121

это лично твое мнение ,а мое оно сформировано годами они намного надежнее .во первых у импортный симисторов указывается завышенный ток чем на самом деле ,а так у меня есть некое количество отечественных тиристоров и оптотиристоров.
например этот красавец тоже ипортный красавец .

IMG_20150306_093713.jpg Стабилизированный регулятор мощности на AVR. Приборы и электр(он)ика.

g100m Доцент Самара 1611 246

как бэ отстойный детектор нуля получится. как раз для своего силиконового котла сейчас делаю. погляди на характеристики, схемка простая, да и гальваноразвязка есть.

falki, вообще еще надежнее и лучше использовать промышленные твердотельные реле.

И в догонку - измерять только одну полуволну напряжения - это как-то не хорошо. Это правда уже рассматривали.
V_B, 05 Марта 15, 22:53

ну автор собственно не такие высокие требования к точности ставит, так что должно сработать, в РМ-2 же срабатывает

Стабилизированный регулятор мощности на AVR. Приборы и электр(он)ика.

Посл. ред. 06 Марта 15, 08:13 от g100m

falki Доктор наук Уфа 786 121

Посл. ред. 06 Марта 15, 09:25 от falki

g100m Доцент Самара 1611 246

Все размещаемые материалы отражают исключительно мнения их авторов и могут не совпадать с мнением Администрации форума ХоумДистиллер.

© 2022 ХоумДистиллер (форум самогонщиков, пивоваров, виноделов, ректификаторов, зерновиков) & Simple Machines LLC
ПК версия

Хорошо, что ты зашел к нам, у нас много полезной информации и отличный ПОИСКОВИК в помощь!

В этой статье мы сделаем акцент на портах ввода/вывода МК ATtiny2313 и заставим их работать на выход. То есть ножка микроконтроллера (МК) будет выдавать сигнал либо логической единички, либо нуля. Приказывать, что выдавать на ножку, будем мы сами, а точнее, программа, которую мы с вами разработаем.

Все начинали изучать AVR c мигания светодиода. Мы даже делали целую гирлянду из 4 светодиодов в этой статье. Но что, если 4 светодиодов нам мало, и мы хотим чего-то большего? Ну раз хочется, то давайте сделаем!

Выбор микроконтроллера

Долго не думая, находим в интернете на него даташит и смотрим цоколевку

Так как я хочу навесить на него кучу светодиодов и сделать из них что-то подобие бегущей дорожки, для нас важно рассмотреть, какие пины (выводы МК) позволят мне это сделать. Что мне здесь надо найти? Это, конечно же, порты ввода/вывода. В ATtiny2313 их три группы: порт А, порт В и порт D. В группе порта А у нас три пина — это PA0, PA1,PA2. В группе порта В их уже восемь (PB0…PB7) и в группе порта D семь пинов (PD0…PD6). Итого в сумме 18 пинов, на каждый из которых можно навесить по светодиоду. То есть теоретически, наш МК может управлять 18 светодиодами, которые могут светится независимо друг от друга. Про порты ввода/вывода можно подробно прочитать на сайте easyelectronic по этой ссылке.

Характеристики светодиодов

Не забываем, что светодиоды делятся на индикаторные и осветительные. Индикаторные светодиоды обладают слабым свечением и используются для индикации каких-либо процессов, происходящих в электронной цепи. Для них характерно слабое свечение и малый ток потребления

Ну и осветительные светодиоды — это те, которые используются в ваших китайских фонариках, а также в LED-лампах

В нашей статье мы будет использовать индикаторные светодиоды. Светодиод — это токовый прибор, т.е. для его нормальной работы требуется номинальный ток, а не напряжение. При номинальном токе на светодиоде падает некоторое напряжение, которое зависит от типа светодиода (номинальной мощности, цвета, температуры). Ниже табличка, показывающая какое падение напряжения бывает на светодиодах разных цветов свечения при номинальном токе:

Поэтому подключать их напрямую к МК с питанием в 5 Вольт запрещено. Для них это обернется летальных исходом. В первую очередь сгорят те, кто требует для своей работы небольшого напряжения: красные, желтые и оранжевые светодиоды. Сгореть могут как светодиоды, так и выход МК. Чтобы такого не произошло, надо последовательно со светодиодом ставить токоограничивающий резистор. Лучше всего такой резистор подобрать с помощью магазина сопротивления, либо с помощью потенциометра, включенного по схеме реостата. После того, как мы добились умеренного свечения светодиода, замеряем наше сопротивление и ставим постоянный резистор близкий к измеренному номиналу.

Если такой возможности нет, то делаем простейший расчет.Например, у вас в арсенале имеются желтые светодиоды. Питание нашего МК 5 Вольт, следовательно, напряжение логической единички также 5 Вольт. Так как на желтом светодиоде у нас падение напряжения составляет примерно 2 Вольта, значит, на токо-ограничивающем резисторе должно упасть 3 Вольта. Ток через светодиод берем в среднем 15-20 мА. Исходя из закона Ома высчитываем значение сопротивления: I=U/R ——> R=U/I=3/15=0,2 килоома или 200 Ом. На практике, резистора, номиналом в 200-500 Ом, хватает за глаза.

Способы подключения светодиода на порт МК

1) Это прямой способ, при котором включение светодиода происходит при наличии высокого логического уровня, то есть единички на выходе порта МК:

2) Инверсный способ, при котором светодиод загорается только тогда, когда на выходе порта будет низкий логический уровень, то есть ноль.

Индикаторные светодиоды, в зависимости от исполнения (SMD или штырьковые), потребляют при номинальном свечении ток от 2-3 мА и до 20-30 мА. Поэтому, все зависит от того, какие светодиоды мы выберем для нашего эксперимента. Но помните, что сумма токов питания светодиодов не должна превышать максимальное значение МК. В нашем случае это 200 мА. Ну а так для повышения надежности долговременной работы радио-электронной аппаратуры (РЭА) рекомендуется использовать нагрузку по мощности 70% от номинала, а по напряжению и току — 80% от номинала. Поэтому, если номинальный ток светодиода 20 мА, то мы будем его пытать на токе 0.7 * 20 = 14 мА. Применимо к МК — это 160 мА вместо 200 мА.

Управление мощной нагрузкой с помощью МК

Если не терпится и хочется поджигать лампочки накаливания, либо мощные осветительные светодиоды, то можно поставить транзисторные ключи на биполярных транзисторах. В этом случае +U_пит может быть больше, чем напряжение питания МК.

Почти та же схема, но включение происходит при логическом нуле на выходе МК. Здесь обратите внимание на то, что при таком инверсном включении +U_пит не должно превышать напряжение питания МК.

Важный момент применимый к обеим схемам — питание нагрузки. Если питаемся от напряжения МК, то схема примитивна: в базовой цепи один резистор (R_Б). Если же нагрузку питаем от внешнего источника питания, например 40 Вольт, то еще добавляем в схему резистор R_бэ . Чаще всего его номинал берут в 1 кОм.

Расчет резистора базы для режима насыщения

Как же рассчитать примерно значение резистора базы? Есть нехитрые формулы. Для того, чтобы их разобрать, рассмотрим вот такую схемку:

Для начала можно найти ток базы:

I_Б — это базовый ток, в Амперах

k_НАС — коэффициент насыщения. В основном берут в диапазоне от 2-5. Он уже зависит от того, насколько глубоко вы хотите вогнать ваш транзистор в насыщение. Чем больше коэффициент, тем больше режим насыщения.

I_K — коллекторный ток, в Амперах

β проще всего измерить с помощью транзисторметра.

Ну а дальше дело за малым

Это самый простой расчет без всяких заморочек. Более подробно читайте в этой статье.

Для управления какой-либо мощной нагрузкой, можно применить схему с транзистором и реле:

О фьюзе RSTDISBL

Пишем программу для чайников

Далее открываем программу Atmel Studio 6 и начинаем писать программу. Эта программа специально написана для новичков, чтобы они уловили суть всего процесса.

В этой статье расскажу о сборке цифрового термостата, который бы измерял температуру и поддерживал ее на определенном, заранее установленном уровне. Как то мне на работе подкинули задачу собрать термостат для контроля и удержания в заданных пределах температуры горячей воды, которая подается в бытовые помещения. Тогда будем решать!
Сразу было решено собирать цифровой прибор. Теперь возник вопрос какой тип термодатчика применить? Так как температура будет контролироваться в баке, в котором находится ТЭН и особой точности тут не нужно, да и температуры не большие, то сразу отказался от термопар и термосопротивлений, во-первых достаточно дороги они и требуют сложной входной части прибора (для термопар – компенсация термо — Э.Д.С холодных концов, для термосопротивлений – компенсация сопротивления соединительной линии). Тут вспомнил про цифровые датчики температуры фирмы Dallas (ныне MAXIM). Одно время я долго работал с датчиком DS1821. Микросхема DS1821 может работать в режиме термометра или в режиме термостата. В первом из этих режимов DS1821 обеспечивает измерение температуры в диапазоне -55..+125°C с дискретностью 1°C. Самым привлекательным является то, что такой термометр уже откалиброван на заводе, гарантированная точность составляет +1°C в диапазоне 0..+85°C и +2°C во всем диапазоне рабочих температур. На ней я делал простые термостаты с верхним и нижним пределом срабатывания. Но, в данной ситуации мне нужен легко перестраиваемый прибор на другое значение интервалов температуры. А этот датчик нужно перепрограммировать на другой диапазон. Как – ни будь напишу статью про этот датчик, он довольно интересный! Этот датчик так же можно заставить работать как термометр, но выбор мой пал на более новый из этого семейства DS18B20.

Читайте также: