Kategori: Elektronik Praktikal, Rahsia Elektrik
Bilangan pandangan: 121618
Komen pada artikel: 3
Bagaimana untuk menyambungkan beban ke unit kawalan pada mikrosirkuit
Satu artikel mengenai pelbagai cara menyambungkan beban ke unit kawalan mikropengawal menggunakan relay dan thyristors.
Semua peralatan moden, baik industri dan domestik, dikuasakan oleh elektrik. Pada masa yang sama, seluruh litar elektriknya boleh dibahagikan kepada dua bahagian besar: peranti kawalan (pengawal dari kata Inggeris CONTROL - untuk mengawal) dan penggerak.
Kira-kira dua puluh tahun yang lalu, unit kawalan telah dilaksanakan di atas mikroskopik tahap integrasi kecil dan sederhana. Ini adalah siri cip K155, K561, K133, K176 dan sejenisnya. Mereka dipanggil litar digital logik, kerana mereka melakukan operasi logik pada isyarat, dan isyarat mereka sendiri adalah digital (diskrit).
Sama seperti kenalan biasa: "ditutup - terbuka". Hanya dalam kes ini, negeri-negeri ini dipanggil, masing-masing, "unit logik" dan "sifar logik". Voltan unit logik pada output microcircuit berada dalam julat dari separuh voltan bekalan kepada nilai penuhnya, dan voltan sifar logik untuk mikrosirkuit tersebut biasanya 0 ... 0.4V.
Algoritma operasi unit-unit kawalan sedemikian dijalankan kerana sambungan mikrosirkuit yang sepadan, dan bilangannya agak besar.
Pada masa ini, semua unit kawalan dibangunkan berdasarkan mikrokontroler pelbagai jenis. Dalam kes ini, algoritma operasi dibina bukan oleh sambungan litar unsur-unsur individu, tetapi oleh program "dijahit" dalam mikrokontroler.
Dalam hal ini, bukannya beberapa puluhan, atau bahkan beratus-ratus mikrosirkuit, unit kawalan mengandungi mikrokontroler dan beberapa mikrosirkuit untuk berinteraksi dengan "dunia luar". Tetapi, walaupun penambahbaikan seperti ini, isyarat unit kawalan mikropengawal masih sama dengan digital seperti mikrosirkuit lama.
Sudah jelas bahawa kuasa isyarat tersebut tidak mencukupi untuk menghidupkan lampu, enjin, dan hanya relay yang kuat. Dalam artikel ini kita akan pertimbangkan dengan cara bagaimana beban yang kuat boleh disambungkan ke mikrosirkuit.
Yang paling banyak Cara mudah adalah menghidupkan beban melalui relay. Dalam Rajah 1, relay dihidupkan menggunakan transistor VT1, untuk tujuan ini, unit logik dibekalkan ke pangkalannya melalui perintang R1 dari mikrosirkuit, transistor membuka dan menghidupkan relay, yang, dengan kenalannya (tidak ditunjukkan), menghidupkan beban.
Latar yang ditunjukkan dalam Rajah 2 berfungsi dengan berbeza: untuk menghidupkan geganti, logik 0 mesti muncul pada output mikrosirkuit, yang akan menutup transistor VT3. Dalam kes ini, transistor VT4 akan membuka dan menghidupkan geganti. Menggunakan butang SB3, anda boleh menghidupkan relay secara manual.
Dalam kedua-dua angka, anda dapat melihat bahawa selari dengan gegelung relay, dioda disambungkan, dan berkenaan dengan voltan bekalan di sebaliknya (tidak menjalankan) arah. Tujuan mereka adalah untuk menekan EMF induksi diri (ia boleh menjadi sepuluh atau lebih kali voltan bekalan) apabila relay dimatikan dan melindungi elemen litar.
Jika dalam litar tidak ada satu, dua relay, tetapi lebih lagi, kemudian menyambungkannya cip khusus ULN2003Amembolehkan sambungan sehingga tujuh geganti. Litar beralih sedemikian ditunjukkan dalam Rajah 3, dan dalam Rajah 4 penampilan relay bersaiz kecil moden.
Rajah 5 menunjukkan gambar rajah sambungan menggunakan thyristor optik TO125-12.5-6 (bukannya tanpa mengubah apa-apa dalam litar, anda boleh menyambungkan geganti). Dalam litar ini, anda perlu memberi perhatian kepada suis transistor yang dibuat pada dua transistor VT3, VT4. Komplikasi ini disebabkan oleh fakta bahawa sesetengah mikrokontroler, misalnya, AT89C51, AT89C2051, semasa menetapkan semula, menghidupkan beberapa milisaat dan memegang logik 1 pada semua pin.Jika beban disambung mengikut skema yang ditunjukkan dalam Rajah 1, maka beban akan dicetuskan dengan serta-merta apabila kuasa dihidupkan, yang boleh menjadi sangat tidak diingini.
Untuk menghidupkan beban (dalam kes ini, LED dari thyristor optocoupler V1, V2), satu logik 0 hendaklah dibekalkan ke pangkalan transistor VT3 melalui perintang R12, yang akan membuka VT3 dan VT4. Yang terakhir akan menyala LED opto-thyristor yang membuka dan menghidupkan beban rangkaian. Thyristor optocoupler memberikan pengasingan galvanik dari rangkaian litar kawalan itu sendiri, yang meningkatkan keselamatan dan kebolehpercayaan litar elektrik.
Beberapa perkataan tentang thyristors. Tanpa pergi ke butiran teknikal dan ciri-ciri voltan semasa, kita boleh mengatakannya thyristor - Ini adalah satu diod yang mudah, malah mempunyai sebutan yang sama. Tetapi thyristor juga mempunyai elektrod kawalan. Sekiranya dorongan positif berkenaan dengan katod digunakan, walaupun jangka pendek, maka thyristor akan terbuka.
Dalam keadaan terbuka, thyristor akan kekal sehingga arus mengalir menerusinya ke arah hadapan. Arus ini mesti sekurang-kurangnya beberapa nilai yang dipanggil arus pegangan. Jika tidak, thyristor semata-mata tidak akan menyala. Anda boleh mematikan thyristor hanya dengan memecahkan litar atau dengan menggunakan voltan polar yang terbalik. Oleh itu, untuk melepaskan kedua-dua gelombang voltan gantian, sambungan selari sejajar dua thyristors digunakan (lihat Rajah 5).
Agar tidak membuat kemasukan sedemikian dikeluarkan triacs atau dalam triac borjuis. Di dalamnya sudah dalam satu kes dua thyristors dibuat, bersambung dengan sebaliknya - selari. Elektrod kawalan adalah perkara biasa.
Rajah 6 menunjukkan penampilan dan pinout thyristors, dan Rajah 7 menunjukkan sama untuk triacs.
Rajah 8 menunjukkan skema untuk menyambungkan triac kepada mikrokontroler (output microcircuit) menggunakan jenis optotriac kuasa rendah khas MOC3041.
Pemacu ini di dalam mengandungi LED yang disambungkan ke pin 1 dan 2 (gambar menunjukkan pandangan microcircuit dari atas) dan optotriac itu sendiri, yang, apabila diterangi oleh LED, membuka (pin 6 dan 4) dan, melalui perintang R1, menyambungkan elektrod kawalan ke anod , kerana yang triac yang kuat dibuka.
Resistor R2 direka supaya triac tidak terbuka tanpa ketiadaan isyarat kawalan pada masa kuasa, dan litar C1, R3 direka untuk menahan gangguan pada masa beralih. Benar, MOC3041 tidak membuat apa-apa gangguan khas, kerana ia mempunyai litar CROSS ZERO (peralihan voltan sehingga 0), dan beralih pada masa ini apabila voltan utama hanya melalui 0.
Semua litar yang dipertimbangkan adalah terpencil secara galvanik dari induk, yang memastikan operasi yang boleh dipercayai dan keselamatan elektrik dengan kuasa beralih yang penting.
Jika kuasa tidak penting dan pengasingan galvanik dari pengawal dari rangkaian tidak diperlukan, maka adalah mungkin untuk menyambung thyristors secara langsung ke mikrokontroler. Skim yang sama ditunjukkan dalam Rajah 9.
Ini adalah litar Kura-kura natal dihasilkanSudah tentu di China. Elektroda kawalan thyristor MCR 100-6 melalui resistor disambungkan terus ke mikrokontroler (terletak di atas papan di bawah setitik kompaun hitam). Kuasa isyarat kawalan sangat kecil sehingga penggunaan semasa untuk semua empat sekaligus, kurang dari 1 milliampere. Dalam kes ini, voltan terbalik adalah sehingga 800V dan arus sehingga 0.8A. Dimensi keseluruhan adalah sama seperti transistor KT209.
Sudah tentu, dalam satu rencana ringkas, mustahil untuk menggambarkan semua skim sekaligus, tetapi, nampaknya, mereka dapat memberitahu prinsip-prinsip asas kerja mereka. Tidak ada kesulitan khas di sini, skim ini semua diuji dalam amalan dan, sebagai peraturan, tidak membawa kesedihan semasa pembaikan atau pengeluaran diri.
E-book -Panduan Permulaan kepada AVR Microcontrollers
Boris Aladyshkin
Lihat juga di electro-ms.tomathouse.com
: