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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Dispositivo de interrupción de energía intermitente con larga demora. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes de alimentación Se da una descripción de un sencillo dispositivo que permite, con un lapso de varias horas, apagar y luego encender automáticamente cualquier aparato eléctrico por un corto tiempo. El dispositivo está hecho en el microcontrolador ATtiny13A y contiene una cantidad mínima de elementos. Un ejemplo del uso de dicho dispositivo puede ser el apagado periódico de un dispositivo para reiniciar su programa (esto restaura la funcionalidad que se rompió como resultado de una falla). Es posible, por ejemplo, interrogar a un termómetro electrónico u otro sensor con un período de varias horas y transmitir sus lecturas a través de un canal de radio. En mi casa de pueblo, el sistema de grabación, en ausencia de los propietarios, recoge las lecturas de varios sensores y las envía a través de un módem 3G a un sitio especializado donde se almacena la base de datos. Se notó un "abandono" impredecible o incluso un cese completo de la actualización de la información en la base de datos. El motivo fue la pérdida de conexión entre el módem y la red celular. Solo ayudó un reinicio periódico de todos los dispositivos del sistema (módem, enrutador, controlador). Elegí la forma más fácil de hacer esto: apagar el sistema de grabación durante unos segundos cada cuatro o cinco horas. Para implementar este método, necesita un generador de pulsos con un período de repetición muy largo. La solución del problema por el método tradicional conduce a un dispositivo bastante complejo con altos requisitos para la estabilidad a largo plazo de los elementos. La alternativa es un dispositivo económico en un microcontrolador. El principio de su funcionamiento puede ser el siguiente: el microcontrolador "dormido" se "despierta" periódicamente a la señal del temporizador de vigilancia, verifica cuánto tiempo ha pasado desde el último reinicio del sistema y, si ha llegado el momento adecuado, apaga su energía por un tiempo. El esquema del dispositivo se muestra en la fig. 1. El voltaje de +5 V se suministra desde la toma de entrada XS1 (USB-BF) a través de los contactos normalmente cerrados K1.1 del relé K1 a las tomas de salida XS2 y XS3 (doble USBA-2J). Con la salida PB4 del microcontrolador DD1, se conecta una llave electrónica en el transistor VT1, en cuyo circuito colector se conecta el devanado del relé K1 con una resistencia de 75 ohmios (la tensión de funcionamiento del devanado es de 5 V) .
El LED HL1 sirve como indicador del estado del dispositivo. Se enciende cuando se corta la alimentación de las tomas XS2 y XS3. En el encendido, el microcontrolador configura todas sus líneas de puerto como entradas, por lo que el transistor permanece apagado y la bobina del relé se desactiva. El programa del microcontrolador se desarrolló en el entorno Algorithm Builder para AVR. El diagrama de bloques del algoritmo de su trabajo se muestra en la fig. 2. Los estados de bits de configuración del microcontrolador ATtiny13A necesarios para que el programa funcione se muestran en la fig. 3.
El modo de funcionamiento del temporizador de vigilancia del microcontrolador debe configurarse en el entorno de desarrollo, como se muestra en la fig. 4, que corresponde al tiempo de exposición más largo: 8,2 s. El programa está diseñado para que la mayor parte del tiempo el microcontrolador esté en modo de "reposo". "Despertándose" cuando se activa el temporizador de vigilancia, según el programa, verifica el contenido del registro R0 y aumenta su contenido en uno.
El valor almacenado en el registro R0 no cambia en el modo "dormir", lo que permite utilizar su registro como contador del número de "despertares" del microcontrolador. El desbordamiento del registro ocurre aproximadamente cada 35 minutos (8,2 s x 256). Si su contenido es distinto de cero, el desbordamiento del contador aún no se ha producido y el microcontrolador vuelve a "dormirse" (cambia al modo de apagado). Los desbordamientos del registro R0 son contados por el programa en el registro R1. En mi caso bastaron ocho desbordamientos (8,2s x 256 x 8 = 4,7 horas), por lo que el valor inicial en el registro R1 es 7, y cada desbordamiento del registro R0 lo reduce en uno. Después del intervalo de tiempo especificado, el programa configura el pin PB4 como una salida y lo establece en un nivel lógico alto. Esto abre el transistor VT1 y conduce a la operación del relé K1, que interrumpe el circuito de alimentación de los dispositivos conectados a los conectores XS2 y XS3. Después de 8,2 s, el temporizador de vigilancia se dispara nuevamente y el programa devuelve la salida PB4 al modo de entrada, lo que apaga el relé K1. Se restablece la alimentación a los dispositivos externos. Como resultado, aproximadamente una vez cada cuatro horas y media, el dispositivo desactiva el dispositivo, que se alimenta a través de él con un voltaje de 5 V, durante ocho segundos. El interruptor está montado en un fragmento de una placa de prueba con dimensiones de 20x50 mm. El microcontrolador DD1 está instalado en el panel. Relé K1 - SRS-05VDC-SL. La verificación del interruptor fabricado debe iniciarse sin un microcontrolador. Un voltaje de 5 V aplicado al zócalo XS1 debe estar presente en el zócalo 8 del panel del microcontrolador y en la salida izquierda (según el diagrama) del devanado del relé K1. Este voltaje se mide en relación con el zócalo 4 de la placa del microcontrolador. Puede verificar el funcionamiento del transistor VT1 y el relé K1 cortocircuitando las ranuras 8 y 3 del panel del microcontrolador: el relé debería funcionar y el LED debería encenderse mientras dure el circuito. Después de instalar el microcontrolador en el panel, verificar el funcionamiento del dispositivo consiste en una larga espera hasta el momento en que se enciende el LED y se activa el relé. Se coloca un tubo termorretráctil en una placa probada con partes a través de las cuales se ve claramente el brillo del LED HL1. El rompedor terminado se muestra en la Fig. 5.
Es interesante notar el "efecto secundario". Para no esperar demasiado a que el relé funcione durante la verificación, se cargó un programa algo simplificado (sin analizar el estado del registro R1) en el microcontrolador de la parte receptora del dispositivo descrito en mi artículo "Controlado por radio cable de extensión de red" ("Radio", 2014, N° 7, p. 31 -33). Durante su funcionamiento, cada 35 minutos, las tomas de extensión se encendían durante 8 segundos. En la víspera de Año Nuevo, la iluminación del árbol de Navidad se conectó a este cable de extensión. El efecto fue inesperado: en el momento más inoportuno, la iluminación se encendió de repente. El árbol de Navidad, parpadeando alegremente, animó a los que estaban alrededor por unos segundos. La vida ha demostrado que un dispositivo completamente inútil, a primera vista, después de haber trabajado en una casa de pueblo durante más de un año, resultó ser ... útil. Al analizar la información registrada en el sitio, quedó claro cómo reiniciar el sistema resuelve el problema de congelar el canal celular. Al mismo tiempo, para solucionar la falla, no tenía que ir al sitio para reiniciar el sistema. El dispositivo resultó ser compacto y conveniente. También cabe destacar que tiene un bajo consumo de corriente en modo standby, lo que hace posible aplicar una solución de este tipo en sistemas autoalimentados. Los principios que subyacen al algoritmo considerado también se pueden utilizar para otros fines, por ejemplo, para simular la presencia en la casa. El programa del microcontrolador se puede descargar desde ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/08/pr.zip. Autor: A. Pakhomov
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