Zaloguj się
Wszystkie
7 listopada 2022
502
- Regulacja mocy prądu dostarczanego do obciążenia 230 V AC.
- Interfejs użytkownika na bazie wyświetlacza graficznego i impulsatora z przyciskiem.
- Wyświetlanie parametrów napięcia, prądu, przesunięcia fazowego itp.
- Graficzne obrazowanie parametrów.
- Mikrokontroler sterujący – STM32, element wykonawczy – triak.
- Płytka przystosowana do obudowy KM-35.
Proponowane rozwiązanie regulatora mocy jest zasilane z sieci 230 V AC. Zasilacz beztransformatorowy, którego głównymi elementami są kondensator C1 i układ U2, zasila mikrokontroler STM32F103C8T6. Zastosowanie mikrokontrolera z rdzeniem 32-bitowym może wydawać się przesadą, jednak bufor wyświetlacza OLED wymaga użycia 1 kB pamięci RAM, a do tego bufora na próbki napięcia i prądu również po 1 kB. Uwzględniając inne zmienne programu, wymaga to użycia mikrokontrolera z 4 kB pamięci RAM, co zmusza do użycia mikrokontrolera w obudowie z 44 lub 64 wyprowadzeniami, z dużą ilością pamięci Flash (na przykład z rodziny AVR mogą to być ATmega64, ATmega644, ATMega128). Porównując ceny takich procesorów z STM32F, wybór jest łatwy – po prostu STM32 jest: tańszy, bardziej wydajny, bogato wyposażony w bloki funkcjonalne (DMA, duża liczba interfejsów komunikacyjnych, dwa szybkie przetworniki A/C), duża ilość RAM i Flash, a przy tym łatwiej pisze się program, ponieważ nie trzeba pamiętać o różnych sposobach i deklaracjach przy dostępie do zmiennych w Flash i RAM.
Mikrokontroler jest taktowany wewnętrznym oscylatorem RC o częstotliwości 8 MHz. Blok PLL mnoży tę częstotliwość dwa razy. Dzięki temu wszystkie elementy mikrokontrolera (CPU, timery, USART, itd.) są taktowane częstotliwością 16 MHz. Nieduża częstotliwość taktująca oraz usypianie układu wpłynęło korzystnie na pobór prądu i generowanie mniejszych zakłóceń EMI.
Napięcie sieciowe, po podzieleniu za pomocą dzielnika rezystorowego złożonego z oporników R10, R13, R14, jest mierzone przetwornikiem A/C wbudowanym w mikrokontroler. Prąd płynący do obciążenia wywołuje spadek napięcia na boczniku R16 (R18). To napięcie to wzmacnianie dziesięciokrotnie we wzmacniaczu U3A. Wzmacniacz U3B wzmacnia o kolejne 10 razy – sumaryczne wzmocnienie wynosi 100, co umożliwia prądu o niewielkim natężeniu. Rezystory R6…R8 pozwalają stwierdzić, czy bezpiecznik nie jest spalony, a R9 i R12 służą do wykrywania przejścia napięcia sieci przez zero. Triak jest sterowany optotiakiem pełniącym funkcję bufora prądowego. Większość triaków wymaga prądu bramki 20…30 mA, a optotiak zadowoli się prądem 1...5 mA. Kondensator C3 i rezystor R17 są zalecane przy obciążeniach indukcyjnych. Wymagane przesunięcie fazowe dla silników jest realizowane w sposób programowy. Diody D4, D5 zabezpieczają rezystory R16 (R18) przed przepływem zbyt dużego prądu. Rezystory R19, R20 oraz diody D2, D3 zabezpieczają wzmacniacz operacyjny przed uszkodzeniem w wypadku uszkodzenia opornika R16 (R18) lub diod D4, D5.
W pamięci EEPROM (U5) są zapisywane ustawienia regulatora. Układy U6 i U7 zapewniają izolację interfejsu UART. Interfejs ten otwiera drogę do zdalnego sterowania regulatorem, odczytywania wyników pomiaru. Komunikację z użytkownikiem zapewnia wyświetlacz graficzny OLED oraz enkoder impulsowy z przyciskiem.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
