Категорије: Склопови микроконтролера
Број прегледа: 29356
Коментари на чланак: 1

Како безбедно управљати напоном од 220 волти користећи Ардуино

 

За систем Смарт Хоме главни задатак је контрола кућанских уређаја са контролног уређаја, било да је то микроконтролер типа Ардуино, микрорачунало типа Распберри ПИ или било који други. Али да то директно не успе, размислимо како да управљамо напоном од 220 В са Ардуином.

Ардуино и 220В оптерећење

За контролу наизменичних кругова, микроконтролер није довољан из два разлога:

1. На излазу микроконтролер генерише се сигнал константног напона.

2. Струја кроз пин микроконтролера обично је ограничена на 20-40 мА.

Имамо две опције за пребацивање помоћу релеја или коришћење тријаца. Триац се може заменити два тиристора укључена паралелно (ово је унутрашња структура триака). Погледајмо ово ближе.


220 контрола оптерећења Ин користећи триац и микроконтролер

Унутрашња структура триака приказана је на слици испод.

Триац

Тиристор ради на следећи начин: када се на тиристор примени напредни напон пристраности (плус на аноду и минус на катоду), струја неће пролазити кроз њега све док не примените контролни импулс на контролну електроду.

Написао сам импулс с разлогом. За разлику од транзистора, тиристор је СЕМИ-ЦОНТРОЛЛЕД полуводички прекидач. То значи да када се уклони контролни сигнал, струја кроз тиристор ће и даље тећи, тј. остаће отворен. Да бисте га затворили, морате да прекинете струју у кругу или промените поларитет примењеног напона.

То значи да, када држите позитиван импулс на управљачкој електроди, потребан вам је тиристор у наизменичном кругу да прође само позитивни пола таласа. Триац може пролазити струју у оба смера, али зато Састоји се од два тиристора повезана један према другом.

Контролни импулси у поларитету за сваки од унутрашњих тиристора морају одговарати поларитету одговарајућег полутовног вала, тек кад се испуни овај услов, кроз триац ће тећи наизменична струја. У пракси се таква схема заједнички спроводи триац регулатор.

Шема тријачног регулатора снаге

Као што сам већ рекао, микроконтролер генерише сигнал само једног поларитета, како би координирао сигнал који вам треба да користите драјвер уграђен на оптосимистор.

Возач

Тако се сигнал укључује на унутрашњем ЛЕД оптопару, он отвара триац који напаја контролни сигнал на триац снаге Т1. Као оптички покретач, МОЦ3063 и слично се могу користити, на пример, слика испод приказује МОЦ3041.

МОЦ3041

Зеро-крижни круг - нулте фазе детектора преласка. Неопходна је за примену различитих врста тријачких регулатора на микроконтролеру.

Ако је круг и без оптичког покретача, где је координација организована преко диодног моста, али у њему, за разлику од претходне верзије, не постоји галванска изолација. То значи да се при првом пренапону моста може пробити мост и високи напон ће бити на излазу микроконтролера, што је лоше.

Шема без оптичког покретача

Када укључите / искључите снажно оптерећење, посебно индуктивне природе, као што су мотори и електромагнети, долази до напрезања напона, тако да морате инсталирати снуберски РЦ круг паралелно са свим полуводичким уређајима.

Снуббер РЦ склоп

Релеј и Ардуино

За контролу релеја помоћу АРдуино треба да користи додатни транзистор да појача струју.

Круг са релејем и транзистором за појачавање струје

Имајте на уму да смо користили биполарни транзистор са обрнутом проводљивошћу (НПН структура), он може бити домаћи КТ315 (вољен и свима добро познат). Диода је потребна за сузбијање пренапона ЕМФ-а самоиндукције индуктивности, то је неопходно да транзистор не испадне из високог примењеног напона.Зашто се то деси објасниће закон пребацивања: "Струја у индуктивности не може се одмах променити."

А када се транзистор затвори (уклањање контролног импулса), енергија магнетног поља акумулирана у завојници релеја мора негде да оде, због чега је инсталирана обрнута диода. Још једном напомињем да је диода повезана у смјеру БАЦК, тј. катода на позитивно, анода до негативна.


Такву шему можете сами да саставите, што је много јефтиније, плус што можете да је користите релејноминално за било који константни напон.

Или купите готов модул или цео штит са релејем за Ардуино:

Штит са релејима за Ардуино

На фотографији се види домаћи штит, успут је користио КТ315Г за појачавање струје, а испод видите исти фабрички штит:

Штит са релејима за Ардуино

Ово су четвероканални штитници, тј. можете да укључите чак четири реда од 220 В. Детаљно о ​​штитницима и релејима, већ смо објавили чланак на веб локацији - Корисни штитници за Ардуино

Дијаграм повезивања оптерећења напоном од 220 В на Ардуино кроз релеј:

Дијаграм везе 220 В оптерећења на Ардуино путем релеја

Закључак

Сигурно управљање наизменичним напоном значи прво и најважније сигурност микроконтролера све горе описане информације вриједе за било који микроконтролер, а не само плочу Ардуино.

Главни задатак је обезбеђивање потребног напона и струје за контролу тријаке или релеја и галванске изолације управљачких кругова и изменичног струјног круга.

Осим сигурности за микроконтролер, на овај начин се осигуравате да не бисте добили струјни удар током одржавања. При раду са високим напоном морате се придржавати свих сигурносних правила, придржавати се ПУЕ и ПТЕЕП.

Ове шеме се могу користити и за контролу моћних покретача и склопника. Триацс и релеји у овом случају дјелују као средњи појачало и координатор сигнала. На моћним уређајима за пребацивање велике струје за управљање намотајима такође директно зависе од снаге склопника или покретача.

Погледајте и на електрохомепро.цом:

  • Како лако контролисати снажно наизменично напајање
  • Методе и склопови за контролу тиристора или тријаца
  • Како проверити триац
  • Триац Цонтрол: моћна контрола оптерећења наизменичном струјом
  • Примери уређаја и примене релеја, како изабрати и правилно повезати релеј ...

  •  
     
    Коментари:

    # 1 написао: Владимир Романовицх | [цитат]

     
     

    Први пут се сусрећем са компетентном презентацијом материјала без „воде“. Хвала!