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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dispositivo de protección de arranque para lámparas halógenas en el microcontrolador Z8. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Microcontroladores Recientemente, se utilizan cada vez más focos y lámparas halógenas para iluminar casas de verano y casas de campo individuales. Sin embargo, en nuestro clima, la vida útil de las lámparas de estos dispositivos es corta. Esto se debe, en primer lugar, a la irrupción de la corriente de irrupción, que destruye el filamento frío de la lámpara cuando se enciende. Para eliminar esta sobretensión, se ha desarrollado el llamado dispositivo de protección de arranque (PU), que garantiza un encendido suave de cualquier lámpara incandescente, incluidas las halógenas. Además, el dispositivo puede apagar suavemente la carga y reducir el voltaje en ella en aproximadamente un 10% del voltaje nominal de la red, lo que aumenta la vida útil de las lámparas cuando se conectan a una red con un voltaje de más de 220 V. . Las principales características de la PU son las siguientes: tensión de alimentación - 220 V ±20%; tiempo de encendido/apagado 10 s; consumo actual: no más de 40 mA. El valor máximo de la corriente de carga y el valor límite de la potencia de conmutación están determinados por el triac utilizado y su disipador de calor. El diagrama esquemático de PU se muestra en la fig. 2.
Su base es el mismo microcontrolador Z86E0208PSC (DD1), “cosido” con los códigos de la tabla. 3, que proporcionan el algoritmo requerido para encender y apagar la carga. La frecuencia de reloj de DD1 se establece mediante un circuito que consta de un resonador de cuarzo Q1 y condensadores C4, C5 con una capacidad de 22...33 pF.
El dispositivo se alimenta desde una fuente sin transformador, que se diferencia de una unidad similar del dispositivo "Cross" en el uso de un rectificador de onda completa VD1, lo que permitió reducir la capacidad del condensador de "apagado" C3. El circuito de carga está controlado por un par de componentes que consisten en un triac de potencia VS1 y un optoacoplador U1. El LED HL1 se enciende y se apaga sincrónicamente con la carga, indicando que el algoritmo está funcionando correctamente (si no se necesita indicación, se reemplaza por un puente, y en lugar de R5 con una resistencia de 240 Ohmios, se usa una resistencia con una resistencia de 360 ohmios instalados). Como U1 se utiliza un optoacoplador triac con un momento de conmutación arbitrario, lo que permite cambiar suavemente el brillo de la carga. Está permitido utilizar cualquier análogo de los optoacopladores MOC3023 de Motorola (MOC3022, MOC3052, MOC3053, etc.), dispositivos sin control de paso de señal por cero de clases superiores. Con el mismo propósito, la unidad de control implementa un mecanismo hardware-software especial para sincronizar el funcionamiento del programa del dispositivo con las características tiempo-frecuencia de la red. La unidad de sincronización está montada sobre el transistor VT1. El número de elementos de este circuito se puede reducir si se realiza de forma similar a un nodo controlador similar."camaleón cruzado"' (es decir, deje la resistencia R3 con un valor nominal de 2 MOhm. Diodo protector VD3, encienda el puente que conecta las almohadillas de contacto para los terminales de base y colector de VT1 y agregue un diodo que realice funciones similares al diodo VD4 en la Fig. .1). La etapa de salida de la PU no pasa la primera media onda de voltaje alterno a la carga cuando el dispositivo está conectado a la red. Para ello, se incluye el circuito R1C12R9 en el circuito de control del triac VS13. El encendido/apagado suave local de la carga y el control de la reducción de la potencia de salida se realiza a través de los contactos 5 ("On/Off)" y 7 ("Limitación 10%)" del conector X1 (a través de ellos se transmiten los comandos a elaborar o prohibir el procesamiento de los algoritmos correspondientes por parte del microcontrolador DD1) . Para configurar el comando de apagado, el contacto 6 se conecta al cable común del dispositivo (pin 1) (con un interruptor externo SA5), y el comando de limitación de potencia de salida (con un puente externo) se conecta al pin 7. La presencia de Estas conexiones las determina el controlador solo cuando el dispositivo está conectado a la red. Ambos circuitos están equipados con protección capacitiva de diodos (VD5C7 y VD6C8). excluyendo el paso de ruido pulsado al microcontrolador. Sin embargo, la longitud de los cables que conectan el panel de control al interruptor es limitada y no debe exceder los 3...5 m. Si no se cumple este requisito, el microcontrolador puede funcionar mal debido a la interferencia inducida en los cables. Como interruptor SA1. Utilizado para el control local del funcionamiento de la unidad de control, es adecuado un interruptor de encendido convencional o un interruptor de palanca con fijación de posición. Si sus contactos se abren, la unidad de control aumenta gradualmente la potencia de la carga en 10 s y si se cierran. - elabora un algoritmo para su reducción suave durante el mismo período de tiempo. En ausencia de un circuito de control local, solo se garantiza un encendido suave de la carga (cuando se apaga el dispositivo, el voltaje de salida disminuye abruptamente). Para controlar el funcionamiento de la unidad de control a larga distancia, utilice una unidad ensamblada en un optoacoplador U2 (en este caso, los pines 2 y 9 del microcontrolador DD1 están conectados mediante un puente). Cuando el circuito de entrada está desenergizado, la unidad de control funciona en modo normal (se permite el funcionamiento del dispositivo). La aplicación de tensión de red a la entrada (pines 8 y 9 del conector X1) hace que aparezca una corriente a través del condensador C11 y se encienda el LED del optoacoplador. Conectados mediante un puente, los pines 2 y 9 del microcontrolador DD1 están conectados a su pin GND. Como resultado, el microcontrolador deja de funcionar en los algoritmos de conmutación (el funcionamiento del dispositivo está prohibido), lo que reduce gradualmente el voltaje en la carga. A pesar de que el dispositivo permanece energizado, el procesador en este caso queda bloqueado por la señal del control remoto. Para el control remoto, utilice un interruptor de encendido normal. Pueden conectarse varias unidades de control. conectados en paralelo y situados a una distancia considerable entre sí. Se logra una disminución del valor efectivo del voltaje de salida en la carga en un 10% con respecto al valor efectivo del voltaje de la red cambiando la forma de la señal de salida (cortando la sinusoide). El dispositivo no contiene ningún dispositivo especial para monitorear el voltaje de la red o el voltaje de la carga; el microcontrolador simplemente reduce el voltaje de salida en un 10% con respecto al voltaje de la red. Por este motivo, no se recomienda utilizar este modo en redes con un valor de tensión efectiva muy reducido. Hay que recordar que con tensiones inferiores a 150...180 V, las bombillas de la mayoría de las lámparas halógenas modernas no pueden calentarse hasta la temperatura necesaria para que se produzca el efecto halógeno, por lo que fallan rápidamente. Dado que el voltaje de salida en el modo límite no tiene forma sinusoidal, para medir con precisión su valor efectivo se utilizan instrumentos que permiten monitorear formas de onda arbitrarias. Se recomiendan los condensadores K3-9 como C11, C73, C17, el resto de piezas son las de tamaño pequeño. El valor de la corriente conmutada por el triac VS1 depende del disipador de calor. Así, si para la refrigeración se utiliza una placa de dimensiones 40 > 90 mm hecha de una aleación de aluminio de 3 mm de espesor, se puede conectar a la PU una carga con una potencia de hasta 500 W. Con una placa del mismo material, pero con unas dimensiones de 60x90 mm, el triac puede funcionar con una carga de hasta 1 kW. En este caso, la PU, junto con el disipador de calor del triac, se coloca libremente en una caja para cinco disquetes de tres pulgadas (dimensiones: 110x110x20 mm). Con la unidad de control descrita, puede encender suavemente una carga más potente si, en lugar del indicado en el diagrama, utiliza un triac capaz de conmutar valores más altos de corriente de carga (por ejemplo, TS 112-16. TS 122-25, TS 132-40 con disipadores de calor 0111, 0221, 0231 respectivamente). Dado que la corriente de control de estos dispositivos es mucho mayor, es necesario, en primer lugar, cambiar los parámetros del circuito R12C9R13 (reducir la resistencia de la resistencia R13 a 1,2 kOhm y aumentar la capacitancia del condensador C9 a 0,22 μF). Y en segundo lugar, resuelva el puente S1 de los pines 2-3 al 1-2 para que en lugar del VS1 instalado en la placa, use un triac externo VS2. Este último se monta sobre un disipador de calor y se conecta a la placa con cables cortos. Por supuesto, este diseño requiere una vivienda más espaciosa. Autores: A. Olkhovsky, S. Shcheglov, A. Matevosov, K. Chernyavsky, Moscú
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