Радіоконструктор Цифровий регулятор потужності

Цей конструктор створений на основі проекту Простий цифровий регулятор потужності. Конструктор містить весь комплект деталей для збирання однієї плати регулятора (без корпусу). Пристрої такого типу можна використовувати для керування освітленням, швидкістю роботи вентиляторів (електромоторів змінного струму), а також регулювання потужності паяльника. Цифрова індикація дозволяє побічно судити про величину енергії, що подається в навантаження. Можливість збереження заданих параметрів в EPROMM контролера дозволяє позбавитися необхідності постійної налаштування при включенні пристрою. Регулятор не тільки запам'ятовує задану потужність, а й поточний стан. Якщо ви встановили стан “oF” – вимкнено. То при подачі живлення регулятор буде в змозі вимкнено. Якщо ви його відключатимете в стані включено (коли показується задана потужність), то і при подачі живлення буде також включена задана потужність.

Схема регулятора.

Регулятор зібраний на мікроконтролера фірми Microchip PIC16F1823. Для живлення використовується джерело живлення.

УВАГА. ВСІ ЕЛЕМЕНТИ ПРИСТРОЇ ЗНАХОДЯТЬСЯ ПІД ПОТЕНЦІАЛОМ МЕРЕЖІ 230 ВОЛЬТ. БУДЬТЕ особливо уважними при налагодженні пристрою.

Для керування потужністю в регуляторі застосовується фазове регулювання з використанням затримки моменту включення симістора. Як момент синхронізації використовується точка переходу через нуль напруги мережі. Як формувач імпульсу синхронізації використовується властивості порту мікроконтролера обмежувати величину вхідної напруги за рахунок захисних діодів. Розглянемо електричну схему порту мікроконтролера.

Резистор 20 мОм обмежує вхідний струм до допустимого рівня, а діоди обмежую напругу рівня живлення мікроконтролера. У мікроконтролері PIC16F1823 є можливість організації переривання щодо зміни станів на входах. Для синхронізації ми налаштовуємо наш вхід у регістрах IOCAN: та IOCAF: на активацію переривання і за наростанням, і за спадом сигналу. Цим ми отримуємо можливість для синхронізації в кожному напів-періоді.

Для регулювання потужності нам необхідно змінювати момент включення симістора.

Принцип такий, ніж ми раніше подає включаючий імпульс після моменту синхронізації, тим більше потужності подається у навантаження. Для регулювання потужності нам необхідно організувати затримку включення симістора. Для цього будемо використовувати таймер TIMER1.

Принцип управління наступний, ми використовуємо переривання, яке може формувати таймер при своєму переповненні. У момент надходження імпульсу синхронізації, ми робимо попереднє встановлення таймера, на величину, необхідну для формування нашої затримки. І вмикаємо його. Таймер починає відраховувати час, при переповненні, програма переходить на формування імпульсу керування симістором (таймер вимикається). Далі все повторюється.

Як математично формується затримка. Ми використовуємо контролер на максимальній частоті (люблю максимальні частоти, благо в цьому пристрої немає необхідності економити споживання). Тому ми можемо на вхід таймера подавати тактову частоту 8 мГц. Якщо встановити розподільник на 8, то на вході таймери ми отримаємо 1 мГц тактової частоти.

Ми використовуємо завдання потужності від 0 до 100%. І нам потрібне регулювання по 1%. Тривалість напівперіод мережі 50 Гц дорівнює (100 Гц) = 0,01 сек. Тривалість тактової 0,000001 сек. У нашому випадку ми отримуємо, що за півперіод таймер налічує 10 000 імпульсів. На 1% потужності нам припадатиме 100 імпульсів.

У нас 16-бітний таймер його повне значення 65535 (65536) імпульсів. Для початку формування затримки нам необхідно його встановлювати на величину: power_zag=65535-((100-power1)*100); де: power_zag – значення яке ми завантажуємо в таймер, power1 – значення завдання потужності в % (0-100).

Після надходження імпульсу управління, симистор відкривається і вся потужність, що залишилася, направляється в навантаження. У момент переходу напруги мережі через нуль симистор закривається. Зверніть увагу, що для керування симістором використовується “негативна напруга”.

Живлення схеми. що елементи пристрою в процесі експлуатації завжди будуть захищені від дотику, живлення нашої схеми виконано за схемою з конденсаторним дільником напруги. К4
Призначення елементів. Резистор R1 призначений для обмеження максимального струму через стабілітрон у момент увімкнення або вимкнення пристрою, а також у момент коли в мережі можуть з'явитися високочастотні перешкоди для яких опір конденсатора ставати рівним нулю. Конденсатор C1 є нашим основним обмежувачем струму для стабілітрона, на якому формується напруга живлення. Для негативної напівхвилі стабілітрон повністю пропускає напругу, а для позитивної формує на собі 5,6 вольта.

Діод D2 пропускає позитивну напругу і заряджає конденсатор C2, який використовується для живлення мікроконтролера.
1. Друкована плата ch-c008 -1шт.
2. Мікроконтролер PIC16F1823 з прошивкою -1шт. 6 Н-12мм -3шт.
5. Симистор BT137 -1шт.
6. Запобіжник F3.15A -1шт.
9. Резистор 39R 2W -1шт. 10. Стабілітрон 1N4733A (5V1) -1шт. 11. Конденсатор 220uf 25V -1шт. 12. Конденсатор 0805 39pf -1шт. 13. Конденсатор 0805 100nf (0.1uf) -3шт. 14. Резистор 1206 510K -2шт. 15. Резистор 0805 470R -1шт. Резистор 0805 10K -1шт. 18. Резистор 0805 5.1M -4шт. 19. Діод SS26 -1шт.