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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Automatización de ionizadores de aire. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Hogar, hogar, hobby En la mayoría de las fuentes de energía caseras para ionizadores de aire, el énfasis está en la simplicidad y el bajo costo de fabricar un dispositivo con materiales improvisados. No estamos hablando de ninguna conveniencia operativa. Los autores del artículo propuesto decidieron complementar la fuente tradicional con un microcontrolador, lo que permitió diversificar sus modos de funcionamiento. Bajo el control del microcontrolador, el ionizador de aire podrá funcionar no solo en el modo continuo habitual, sino que también brinda la capacidad de regular el voltaje que se le suministra. Se encenderá y apagará con un período establecido y dejará de funcionar automáticamente después de que haya transcurrido el tiempo establecido. Los parámetros de todos los modos se pueden cambiar desde el teclado, observando sus valores en el indicador digital LED. La parte principal del circuito fuente (sin la placa de entrada/salida conectada al enchufe XP1) se muestra en la fig. 1.
Hay tres unidades funcionales principales aquí. La fuente de alimentación no tiene transformador. Esto está plenamente justificado cuando la corriente total consumida de la red no supera los 15 mA. El puente de diodos VD1 rectifica la tensión de red de CA. La resistencia R1 limita la amplitud de los pulsos de la corriente de carga del condensador C1. El voltaje rectificado a través de las resistencias de extinción R14 y R15 alimenta la etapa final del inversor de alto voltaje en el transistor de efecto de campo VT4, y a través de las resistencias R2-R4 (sobre ellas cae aproximadamente 70 V): un regulador de voltaje de +12 V en el transistor VT1 para las etapas preliminares del inversor. A partir de la tensión de +12 V, utilizando el estabilizador integral DA1, se obtienen +5 V para alimentar los microcircuitos del dispositivo. La unidad de control está construida sobre la base del microcontrolador PIC16F628, que debe programarse previamente de acuerdo con la tabla. El microcontrolador almacena datos sobre el modo de operación de origen establecido por el usuario en la memoria interna no volátil. Por lo tanto, no es necesario encender el ionizador cada vez que configure su fuente de alimentación nuevamente: el trabajo se reanudará automáticamente en el modo que estaba en vigor en el momento del apagado.
Para reconocer este momento por adelantado, se utilizan dos comparadores integrados en el microcontrolador. Sus entradas (pines 1 y 18 DD1) reciben voltaje de la diagonal del puente de resistencia R18-R21, y durante el funcionamiento del dispositivo, el voltaje en el pin 18 DD1 es más alto que en el pin 1. Después de desconectarse de la red eléctrica, el el voltaje en el pin 18 DD1 cae rápidamente, y en el circuito +5 BII y en el pin 1 DD1 permanece casi sin cambios durante algún tiempo gracias al circuito VD3C7. Habiendo encontrado que la diferencia de potencial entre los terminales 18 y 1 ha cambiado de signo, el microcontrolador logra escribir datos sobre el modo de operación en la memoria no volátil antes de que su voltaje de alimentación caiga a un valor insuficiente para continuar la operación. Los pines 10-13 del microcontrolador reciben señales de cuatro botones instalados en la placa de E/S, que controlan la fuente. Las señales de control generadas por el microcontrolador en forma serial por dos indicadores LED digitales ubicados en la misma placa son convertidas por el registro de desplazamiento DD2 en forma paralela. La indicación es dinámica: dependiendo de los niveles de voltaje en los pines 6 y 9 de DD1, solo uno de los indicadores funciona a la vez. El inversor de alto voltaje está construido sobre transistores VT2-VT4 y un transformador de pulso T1: línea de un televisor blanco y negro de tamaño pequeño. Los pulsos rectangulares con una frecuencia de 150 ... 350 Hz, generados por el microcontrolador DD1 en el pin 8, amplifican los transistores VT2 y VT3 a una amplitud de 10..-12V. Después del acortamiento por el circuito diferenciador C8R13, estos pulsos abren un potente transistor CMOS VT4, en cuyo circuito de drenaje se incluye el devanado 5-7 del transformador T1. Diodo VD4 - amortiguador. Los pulsos del devanado elevador (9-11) del transformador se alimentan al rectificador con multiplicación de voltaje en las columnas de diodos VD6-VD11. El esquema y diseño de dicho rectificador es bien conocido. Al hacerlo, puede utilizar las recomendaciones del artículo de V. Utin "Opciones para la fuente de alimentación" Chandeliers Chizhevsky "(" Radio ", 1997, No. 10, p. 42, 43). Dependiendo de la frecuencia de repetición del pulso, el voltaje suministrado al ionizador varía en el rango de 15 ... 35 kV, si es necesario, se puede aumentar agregando algunos pasos más de multiplicación de voltaje. La placa de circuito impreso principal de la fuente, en la que se encuentran casi todos los elementos que se muestran en el diagrama (ver Fig. 1), se muestra en la fig. 2. El tablero es de doble cara y las piezas están instaladas en ambos lados. Condensadores C2 y C9 - K73-17, y óxido - K50-35 o sus análogos. Los condensadores restantes (excepto C10-C15) son de cerámica de cualquier tipo.
El transformador T1 con rectificador de alto voltaje y el enchufe XS1 para conectar el ionizador se encuentran en una unidad separada. Condensadores C10-C15 - K73-13 u otros para una tensión de al menos 10 kV. La resistencia protectora R17 debe soportar el voltaje de salida completo de la fuente sin ruptura entre los terminales. Las resistencias MLT-2 y similares están diseñadas para solo 1200 V y no son adecuadas aquí. Adecuado, por ejemplo, KEV-2. Puede hacer una resistencia R17 a partir de varias de menor voltaje conectándolas en serie. La placa de entrada/salida se ensambla de acuerdo con el esquema que se muestra en la fig. 3 Al presionar cualquiera de los botones SB1-SB4 no solo se envía un comando al microcontrolador, sino que también se enciende el LED HL1-HL4 correspondiente, lo que brinda al usuario la oportunidad de verificar visualmente que se ha dado el comando. Las resistencias R1 - R8 limitan la corriente de los elementos LED con cátodos comunes HG1 y HG2. Al reemplazar indicadores del tipo indicado en el diagrama con otros, puede ser necesario aumentar el brillo de su brillo reduciendo el valor de las resistencias mencionadas.
Al igual que la principal, la placa de E/S tiene dos caras. Los dibujos de conductores impresos y los diseños de elementos en ambos lados se muestran en la fig. 4. La placa está unida al panel frontal de la carcasa de la unidad de bajo voltaje de modo que los puntos decimales de los indicadores LED HG1 y HG2 estén en la parte superior (y no en la parte inferior, como es habitual). Es en esta posición que los números en los indicadores parecen correctos (esto lo proporciona el programa del microcontrolador). El enchufe XP1 se conecta al cable de 16 hilos del mismo nombre en la placa principal.
La fuente comienza a funcionar tres segundos después de conectarse a la red y cerrar el interruptor SA1 (ver Fig. 1). El número de dos dígitos que se muestra en los indicadores digitales es el valor del alto voltaje suministrado al ionizador de aire en kilovoltios. Se puede cambiar en pasos de 1 kV usando los botones SB2 "Up" (arriba) y SB3 "Dw" (abajo). El estado de los puntos decimales de los indicadores muestra cuál de los posibles modos de funcionamiento está configurado. Hay seis en total: El punto decimal del indicador HG1 está encendido. Se genera alto voltaje continuamente. El punto decimal del indicador HG2 está encendido. Modo cíclico con un período de 1...10 min. En la primera mitad del ciclo hay alta tensión, en la segunda no. Los puntos decimales están encendidos en ambos indicadores. Similar al modo 1, pero después de un tiempo establecido (1...99 min) el alto voltaje se apaga automáticamente. El punto decimal del indicador HG1 parpadea. El alto voltaje está encendido durante 1 s, apagado durante N s. El número N se establece en el rango de 3 a 10. El punto decimal en el indicador HG2 parpadea. El dispositivo funciona como en el modo 4 durante un tiempo específico (1...99 min), después del cual el alto voltaje se apaga automáticamente. Los puntos decimales parpadean en ambos indicadores. El alto voltaje aumenta suavemente hasta el máximo (35 kV), luego disminuye suavemente hasta el mínimo (15 kV). El período de repetición del ciclo es de 5 minutos. En los modos 3 y 5, una vez transcurrido el tiempo especificado, el dispositivo "se queda dormido": el alto voltaje se apaga, los indicadores se apagan. Se elimina de este estado presionando cualquier botón, después de lo cual se repetirá la exposición. Cambie de modo presionando brevemente el botón SB1 "Set" (configuración). El primero de ellos apaga el alto voltaje y los números en el indicador comienzan a parpadear, mostrando el valor actual del parámetro de modo establecido, por ejemplo, el tiempo durante el cual se encenderá el alto voltaje. El valor se puede cambiar usando los botones "Up" y "Dw". Los clics posteriores en el botón "Establecer" cambian de modo con un cambio correspondiente en el estado de los puntos decimales. Los números en los indicadores dejan de parpadear y el nuevo modo entra en vigencia si mantiene presionado el botón "Establecer" durante más de un segundo. El botón SB4 "Adj" (sintonización) está destinado a la calibración: llevar el voltaje de salida de acuerdo con las lecturas del indicador. El voltaje se mide con un kilovoltímetro conectado entre el enchufe XS1 y el cable común. Puede utilizar, por ejemplo, un microamperímetro con una corriente de desviación total de 50 μA, conectándolo en serie con un conjunto de resistencias con una resistencia total de 1000 MΩ. Antes de iniciar la calibración, se recomienda configurar el valor mínimo de tensión (15 kV) en los indicadores de fuente, aunque el procedimiento puede iniciarse desde cualquiera. Después de presionar el botón "Adj", los números en los indicadores parpadearán alternativamente, lo que indica que el modo de calibración está habilitado. Con los botones "Up" y "Dw", ajuste las lecturas del kilovoltímetro al valor que se muestra en los indicadores. Pulse el botón "Configurar". En este momento, el microcontrolador almacena en la memoria no volátil el valor de la frecuencia de pulso necesaria para obtener el voltaje especificado y aumenta el número en los indicadores en 1. Use los botones "Up" y "Dw" para ajustar el voltaje de salida nuevamente y presione el botón "Set". Este procedimiento se repite tantas veces como sea necesario. Salga del modo de calibración manteniendo presionado el botón "Set" durante más de un segundo. No debe volver a encender la fuente antes de un minuto después de apagarla. Autores: V.Sekrieru, E.Munteanu, Chisinau, Moldova
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