Arduino kullanarak 220 voltluk bir yük nasıl güvenli bir şekilde yönetilir

Akıllı Ev sistemi için ana görev, Arduino tipi bir mikrodenetleyici, bir Ahududu PI tipi mikrobilgisayar veya başka bir cihaz olsun, ev aletlerini bir kontrol cihazından kontrol etmektir. Ancak bunu doğrudan yapmak işe yaramaz, 220 V yükü Arduino ile nasıl yöneteceğimizi anlayalım.

AC devreleri kontrol etmek için mikrodenetleyici iki nedenden dolayı yeterli değildir:

1. Çıkışta mikrodenetleyici sabit bir voltaj sinyali üretilir.

2. Mikrodenetleyicinin piminden geçen akım genellikle 20-40 mA ile sınırlıdır.

Röle veya triyak kullanarak geçiş yapmak için iki seçeneğimiz var. Triyak, paralel olarak açılan iki tristör ile değiştirilebilir (bu, triyakın iç yapısıdır). Buna daha yakından bakalım.

220 yük kontrolü triyak ve mikrodenetleyici kullanarak

Triyakın iç yapısı aşağıdaki resimde gösterilmektedir.

Tristör aşağıdaki gibi çalışır: tristöre ileri bir ön gerilim uygulandığında (artıya anod ve eksi katoda), kontrol elektroduna bir kontrol darbesi uygulayana kadar akım geçmez.

Bir sebepten dolayı bir dürtü yazdım. Bir transistörün aksine, tristör SEMI-CONTROLLED yarı iletken bir anahtardır. Bu, kontrol sinyali çıkarıldığında tristörden geçen akımın akmaya devam edeceği anlamına gelir, yani. o açık kalacak. Kapatmak için, devredeki akımı kesmeniz veya uygulanan voltajın polaritesini değiştirmeniz gerekir.

Bu, kontrol elektrodu üzerinde pozitif bir nabız tutarken, sadece pozitif yarım dalgayı geçmek için AC devresinde bir tristöre ihtiyacınız olduğu anlamına gelir. Triyak akımı her iki yönde de geçirebilir, çünkü Birbirine bağlı iki tristörden oluşur.

Dahili tristörlerin her biri için polaritedeki kontrol darbeleri, karşılık gelen yarım dalganın polaritesine karşılık gelmelidir, ancak bu koşul karşılandığında, triyaktan alternatif bir akım akacaktır. Uygulamada, böyle bir program ortak olarak uygulanır triyak güç kontrolörü.

Dediğim gibi, mikrodenetleyici sadece bir polarite sinyali verir, sinyali koordine etmek için bir opto simülatör üzerine kurulmuş bir sürücü kullanmanız gerekir.

Böylece, sinyal optokuplörün dahili LED'ini açar, güç triyak T1'e kontrol sinyali sağlayan triyak açılır. Bir optik sürücü olarak MOC3063 ve benzerleri kullanılabilir, örneğin aşağıdaki fotoğraf MOC3041'i göstermektedir.

Sıfır geçiş devresi - sıfır faz geçiş dedektörü devresi. Mikrodenetleyici üzerinde çeşitli triyak regülatörlerinin uygulanması için gereklidir.

Devre, koordinasyonun bir diyot köprüsü aracılığıyla düzenlendiği bir optik sürücü olmadan ise, ancak önceki versiyondan farklı olarak, galvanik izolasyon yoktur. Bu, ilk voltaj dalgalanmasında köprünün kırılabileceği ve yüksek voltajın kötü olan mikrodenetleyicinin çıkışında olacağı anlamına gelir.

Güçlü bir yükü, özellikle motorlar ve elektromıknatıslar gibi endüktif bir doğayı açtığınızda / kapattığınızda, voltaj dalgalanmaları meydana gelir, bu nedenle tüm yarı iletken cihazlara paralel bir saptırma RC devresi takmanız gerekir.

Röle ve birrduino

Röleleri kontrol etmek için birRduino'nun akımı yükseltmek için ek bir transistör kullanması gerekir.

Ters iletkenliğe sahip iki kutuplu bir transistör kullandığımızı lütfen unutmayın (NPN yapısı), yerli bir KT315 (sevilen ve herkes tarafından iyi bilinen) olabilir. Diyot, endüktansta EMF'nin kendi kendine indüksiyon dalgalanmalarını bastırmak için gereklidir, bu, transistörün yüksek bir uygulanan voltajdan başarısız olmaması için gereklidir.Bunun neden değişmesi yasasını açıklayacaktır: "Endüktanstaki akım anında değişemez."

Transistör kapatıldığında (kontrol darbesinin çıkarılması), röle bobininde biriken manyetik alan enerjisinin bir yere gitmesi gerekir, bu nedenle bir ters diyot takarlar. Bir kez daha, diyotun GERİ yönde bağlandığını, yani. katot pozitif, anot negatif.

Böyle bir şemayı kendiniz monte edebilirsiniz, ki bu çok daha ucuzdur, ayrıca kullanabilirsiniz rölesabit voltaj için derecelendirilmiştir.

Veya hazır bir modül veya bir röle ile tüm bir kalkan satın alın. Arduino:

Fotoğraf, ev yapımı bir kalkan gösteriyor, bu arada, akımı yükseltmek için KT315G'yi kullandı ve aşağıda aynı fabrika yapımı kalkan görüyorsunuz:

Bunlar 4 kanallı kalkanlardır, yani. dört 220 V kadar çizgi ekleyebilirsiniz. Kalkanlar ve röleler hakkında ayrıntılı olarak, sitede zaten bir makale yayınladık - Arduino için Faydalı Kalkanlar

Bir röle aracılığıyla 220 V voltajda Arduino'ya yükün bağlantı şeması:

Sonuç

Güvenli AC yük yönetimi her şeyden önce demek mikrodenetleyici güvenliği yukarıda açıklanan tüm bilgiler sadece kart için değil, tüm mikrodenetleyiciler için geçerlidir Arduino.

Ana görev, triyak veya röleyi kontrol etmek için gerekli voltaj ve akımı sağlamak ve kontrol devrelerinin ve AC güç devresinin galvanik izolasyonunu sağlamaktır.

Mikrodenetleyici için güvenliğe ek olarak, bu şekilde bakım sırasında elektrik çarpmasına maruz kalmamanız için kendinizi güvence altına alırsınız. Yüksek voltajla çalışırken, tüm güvenlik kurallarına uymalı, PUE ve PTEEP'e uymalısınız.

Bu şemalar kullanılabilir ve güçlü yol vericileri ve kontaktörleri kontrol etmek için. Bu durumda triyaklar ve röleler bir ara amplifikatör ve sinyal koordinatörü olarak işlev görür. Güçlü anahtarlama cihazlarında, büyük bobin kontrol akımları doğrudan kontaktörün veya marş motorunun gücüne bağlıdır.