Yük, mikro devrelerdeki kontrol ünitesine nasıl bağlanır

Bir yükü röleler ve tristörler kullanarak bir mikrodenetleyici kontrol birimine bağlamak için çeşitli yollar hakkında bir makale.

Hem endüstriyel hem de evdeki tüm modern ekipman elektrikle çalışır. Aynı zamanda, tüm elektrik devresi iki büyük parçaya ayrılabilir: kontrol cihazları (kontrol için İngilizce kelime KONTROL - kontrolörler) ve aktüatörler.

Yaklaşık yirmi yıl önce, küçük ve orta dereceli entegrasyonun mikro devrelerinde kontrol üniteleri uygulandı. Bunlar K155, K561, K133, K176 ve benzeri yonga serileriydi. Onlar denir mantık dijital devreleriçünkü sinyaller üzerinde mantıksal işlemler yaparlar ve sinyallerin kendileri dijitaldir (ayrık).

Tıpkı normal kişiler gibi: “kapalı - açık”. Sadece bu durumda bu durumlara sırasıyla “mantıksal birim” ve “mantıksal sıfır” denir. Mikro devrenin çıkışındaki mantık biriminin voltajı, besleme voltajının yarısından tam değerine kadardır ve bu tür mikro devreler için mantıksal sıfırın voltajı genellikle 0 ... 0.4V'dir.

Bu tür kontrol ünitelerinin çalışma algoritması, mikro devrelerin karşılık gelen bağlantısından dolayı gerçekleştirildi ve sayıları oldukça büyüktü.

Şu anda, tüm kontrol üniteleri çeşitli mikrodenetleyiciler. Bu durumda, çalışma algoritması tek tek elemanların devre bağlantısıyla değil, mikrodenetleyicide “dikilmiş” bir programla ortaya konur.

Bu bağlamda, birkaç on hatta yüzlerce mikrodevre yerine, kontrol ünitesi bir "mikroişlemci" ve "dış dünya" ile etkileşim için bir dizi mikrodevre içerir. Ancak, böyle bir gelişmeye rağmen, mikrodenetleyici kontrol ünitesinin sinyalleri hala eski mikro devrelerle aynı dijitaldir.

Bu tür sinyallerin gücünün güçlü bir lambayı, motoru ve sadece bir röleyi açmak için yeterli olmadığı açıktır. Bu yazıda ele alacağız güçlü yükler mikro devrelere hangi yollarla bağlanabilir?.

En çok basit yollar yükü röle ile açmaktır. Şekil 1'de röle, transistör VT1 kullanılarak açılır, bu amaçla, mikro devreden R1 direnci yoluyla tabanına mantıksal bir ünite verilir, transistör, kontakları (gösterilmiyor) yükü açan röleyi açar ve açar.

Şekil 2'de gösterilen kaskat farklı çalışır: röleyi açmak için, mikro devrenin çıkışında VT3 transistörünü kapatacak bir mantıksal 0 görünmelidir. Bu durumda, transistör VT4 açılacak ve röleyi açacaktır. SB3 düğmesini kullanarak röleyi manuel olarak açabilirsiniz.

Her iki şekilde de, röle sargılarına paralel olarak diyotların bağlı olduğunu ve besleme voltajına göre ters (iletken olmayan) yönde olduğunu görebilirsiniz. Amaçları, röle kapatıldığında kendiliğinden indüklenen EMF'yi (besleme voltajının on veya daha fazla katı olabilir) bastırmak ve devre elemanlarını korumaktır.

Devrede bir, iki röle değil, çok daha fazlası varsa, bunları bağlamak için özel çip ULN2003Ayedi röleye kadar bağlantı sağlar. Böyle bir anahtarlama devresi, Şekil 3'te ve Şekil 4'te, modern küçük boyutlu bir rölenin görünümüdür.

Şekil 5, TO125-12.5-6 optokuplör tristörlerini kullanarak yük bağlantı şeması (bunun yerine devredeki hiçbir şeyi değiştirmeden bir röle bağlayabilirsiniz). Bu devrede, VT3, VT4 iki transistör üzerinde yapılan transistör anahtarına dikkat etmelisiniz. Bu komplikasyon, sıfırlama sırasında bazı mikrodenetleyicilerin, örneğin AT89C51, AT89C2051'in birkaç milisaniye boyunca açılması ve tüm pinlerde mantık seviyesi 1'i tutmasından kaynaklanır.Yük, Şekil 1'de gösterilen şemaya göre bağlanırsa, güç açıldığında yük hemen tetiklenir ve bu çok istenmeyen bir durumdur.

Yükü açmak için (bu durumda, optokuplör tristörlerin V1, V2 LED'leri), VT3 ve VT4'ü açacak olan direnç R12 aracılığıyla VT3 transistörünün tabanına mantıksal bir 0 verilmelidir. İkincisi, ağ yükünü açan ve açan opto tristör LED'lerini aydınlatacaktır. Optokuplör tristörler, kontrol devresinin ağından galvanik izolasyon sağlar, bu da devrenin elektrik güvenliğini ve güvenilirliğini artırır.

Tristörler hakkında birkaç söz. Teknik detaylara ve akım-voltaj özelliklerine girmeden şunu söyleyebiliriz: tristör - Bu basit bir diyot, benzer tanımlara bile sahipler. Ancak tristörün bir kontrol elektrotu da vardır. Katot ile ilgili olumlu bir dürtü, kısa süreli olsa bile uygulanırsa, tristör açılır.

Açık durumda, tristör içinden bir akım ileri yönde akana kadar kalacaktır. Bu akım en azından tutma akımı olarak adlandırılan bir değer olmalıdır. Aksi takdirde, tristör açılmaz. Tristörü yalnızca devreyi keserek veya ters polarite gerilimi uygulayarak kapatabilirsiniz. Bu nedenle, alternatif voltajın her iki yarım dalgasını da kaçırmak için, iki tristörün karşı paralel bağlantısı kullanılır (bkz. Şekil 5).

Böyle bir içerme yapmamak için yayınlanır triaklar veya burjuva triyaklarda. Onlarda zaten bir durumda, birbirine paralel olarak paralel olarak iki tristör yapılır. Kontrol elektrodu yaygındır.

Şekil 6, tristörlerin görünümünü ve pin çıkışını gösterir ve Şekil 7, triyaklar için aynısını gösterir.

Şekil 8 mikrodenetleyiciye triyak bağlamak için şema (mikro devre çıkışı) özel bir düşük güçlü optotriac tip MOC3041 kullanarak.

İçerideki bu sürücü, pimler 1 ve 2'ye bağlı bir LED (şekil mikro devrenin yukarıdan bir görünümünü göstermektedir) ve optotriacın kendisi, bir LED tarafından aydınlatıldığında açılır (pimler 6 ve 4) ve direnç R1 aracılığıyla kontrol elektrodunu anoduna bağlar , çünkü güçlü bir triyak açılır.

Direnç R2, açılışta bir kontrol sinyali olmadığında triyak açılmayacak şekilde tasarlanmıştır ve C1, R3 zinciri, anahtarlama sırasında paraziti bastırmak için tasarlanmıştır. Doğru, MOC3041 herhangi bir özel parazit oluşturmaz, çünkü bir CROSS ZERO devresine (0'dan voltaj geçişi) sahiptir ve açma şebeke voltajının sadece 0'dan geçtiği anda gerçekleşir.

Dikkate alınan tüm devreler, güvenilir çalışma ve elektrik güvenliği önemli anahtarlamalı güç ile.

Güç ihmal edilebilirse ve kontrolörün ağdan galvanik izolasyonu gerekli değilse, tristörleri doğrudan mikrodenetleyiciye bağlamak mümkündür. Benzer bir şema Şekil 9'da gösterilmektedir.

Bu bir devre Noel çelenk ürettiTabii ki Çin'de. Tristör kontrol elektrotları MCR 100-6 ila dirençler doğrudan mikro denetleyiciye bağlı (bir damla siyah bileşik altında tahtada bulunur). Kontrol sinyallerinin gücü o kadar küçüktür ki, aynı anda dördünün tümü için akım tüketimi 1 miliamperden azdır. Bu durumda, ters voltaj 800V'a kadar ve akım 0.8A'ya kadar. Toplam boyutlar KT209 transistörlerinkiyle aynıdır.

Elbette, kısa bir makalede tüm şemaları bir kerede tanımlamak imkansızdır, ancak görünüşe göre, çalışmalarının temel ilkelerini anlatmayı başardılar. Burada özel bir zorluk yoktur, şemaların hepsi pratikte test edilir ve kural olarak onarım veya kendi kendine üretim sırasında keder getirmez.

E-kitap -AVR Mikrodenetleyicileri için Başlangıç ​​Kılavuzu

Boris Aladyshkin

Comments

[#1]

yazar için teşekkürler! Saygı!

[#2]

Hoş geldiniz! Böyle bir sorunum var, arabada gerekli sıcaklığı ayarlayan bir cihaz yapmaya karar verdim ve bunu kendi başına destekleyecekti. ATtiny2313 kontrol cihazını kullandım, aslında, her şey hazır (program yazıldı, gösterge yapıldı, ...), ama hepsini evde yaptım ve bir şekilde soba motorunun çalışmasını yaydım (sıcaklık önceden belirlenmiş bir eşiğin altına düştüğünde açılmalıdır) basit LED. Sonra gerçek koşullarda kontrol etmek için hepsini garaja sürükledi, ancak motor çalışmıyor. çünkü Ben bir acemiyim, nedenini tam olarak anlamıyorum! Transistör KT818A aldı. Transistörün tabanına açmak için yeterli akım olmadığını varsayıyorum. Bu durumda, daha az güçlü bir transistör eklemeniz gerekir (BC-807-25 var mı?) Ama hepsini nasıl doğru bir şekilde bağlayacağımı bilmiyorum, çünkü BC-807-25 Imax'in 1.2 A kollektörü ve KT818A Imax'ın 3 A tabanı var. Yani sınırlayıcı bir direnç eklemeniz gerekiyor (10 Ohm olduğu ortaya çıkıyor)?

[#3]

KT818A'nın baz 3A (dizine göre) bir Imax akımına sahip olması, baz akımının gerçek bir kaskadda olduğu gibi olduğu anlamına gelmez. Bu parametre, kaskat hesaplanırken, çalışma sırasında taban akımının bu 3A'yı aşmamasını sağlamak için önlemler alınması gerektiğini gösterir. Bunun için, akım sınırlayıcı bir direnç dahil olmak üzere çeşitli önlemler kullanılır. Ancak bu direnç olmadan denediyseniz ve transistör sağlam kaldıysa, ancak açılmadıysa, bu, kaskatın yeterli kazanıma sahip olduğu ve bir ön amplifikatör eklemenin gerekli olduğu anlamına gelir. Ancak bu sorunu çözmek için, kullanılan transistörün pasaport verilerini değil, yük parametrelerini (motor durumunda - çalışma akımı ve başlangıç ​​akımı) bilmeniz gerekir. Belki bir relyushka koymak mantıklı.