Новый 2010 Год наступает нам на пятки!
Всяк по своему пытается создать атмосферу праздника - украшая, наряжая, размалевывая во все тяжкие. Однако мы же хорошо знаем, что по В.И.Ленину - "Из всех искусств для нас важнейшим является кино». Или по Павлову - первая сигнальная ублажает мозг млекопитающего своей глубинностью и дремучестью. Так всегда было народ со времен Вавилона требовал "Хлеба и зрелищ!".
Предыстория вопроса контроллера гирлянд уходит своими корнями в далекое прошлое когда микроконтроллеры были жутко дорогие и очень слабенькие по функциональным возможностям. В те давние времена получив заказ от высокого руководства, требовавшего "хлеба и зрелищ" в завуалированном виде "что бы во дворике предприятия все мигало, да причем разными цветами" мы с моим хорошим другом стали "отращивать мозг" :) как же бы это реализовать. До этого во дворе по периметру вешали раскрашенные в разные цвета лампочки ватт так на сто пятьдесят. Лампочки сильно грелись цвета выгорали, так что мало того что к следующему "нью еар" нужно было их красить, так еще и от начальства, вернувшегося с новогодних праздников по шапке за поблеклость внешнего вида отхватывали. Предложений было много некоторые хотели на двигатель прилепить группу размыкаемых контактов и таким образом отделаться от назойливой верхушки предприятия. Однако разобрав несколько катодных станций на предмет мощных тиристоров T-160 нами было решено сделать по науке - генератор, счетчик и дешифратор. А что бы с управления мощным тиристором вдруг бы не пришло на логику вольт эдак сотню в качестве дешифратора была выбрана популярная для газоразрядных цифровых индикаторов (от 0 до 9) микросхема высоковольтного десятичного дешифратора К155ИД1. Вся конструкция была упрятана в ящик из фанеры и просуществовали лет эдак пару. Но кто то из электриков это дело благополучно "запалил" по извечной русской "авось". Теперь уже в наших ручках суждено было блеснуть микроконтроллерам, к которым мы подобрались практически вплотную. Задача управления нагрузкой большой мощности встала в полный рост. Лепить на мощных тиристорах стало очень накладно ибо такими мощностями в гирляндах мы не управляли и близко. Тиристоры по проще нужных мощностей (до 400 - 500 ватт) не обеспечивали. Совершенно случайно в одном из журналов по комплектующим были подсмотрены "твердотельные реле" довольно дорогие по тем временам но для нас как возможность реализоваться бесценные. S202T02 - оптосимисторы позволяют управлять нагрузкой в 400-500 ватт и при этом изолировать управляющий интерфейс микроконтроллера от воздействия переменного тока 220 вольт :)
Мы были счастливы как дети и на радостях воплотили идею практически мгновенно. Но как водится, то что делается наспех, почти всегда не долговечно и не реализует всех возможностей. Так и вышло. В этом году дела давно минувших лет аукнулись. На этот раз решено было не допускать соплей при проектировании и сделать на совесть, с возможностью реализовать на 16 линиях управления любую схему коммутации как то "бегущий огонь", "инверсию", "пульсирующую линию" и прочее.
И так хотелось бы:
1. Управлять мощной нагрузкой переменного тока 220В
2. Иметь возможность менять схемы управления "огнем" в любом порядке
3. Сделать систему настраиваемой вплоть до внесения изменений в составленную программу светопреставления "на ходу", без использования средств высокого уровня
4. Обеспечить наглядность прохождения программы и тем самым упростить диагностику в цепях управления и коммутации нагрузки
Одна из "авосечности" и "торопыжничества" предыдущего проекта было отсутствие даже приблизительного расчета по возможному току портов МК и как следствие напрямую, даже без токо-ограничительных резисторов запайка управления непосредственно на линию порта. Если внимательно приглядеться к ДШ по твердотельным реле можно узреть что номинальный ток на открытие 50мА, а это на 10мА больше возможного номинального тока порта. Со временем (3-5 лет) как указано в ДШ на "твердотелки" оптопары реле деградируют имеющегося тока на открытие не хватает - разжечь ветку гирлянды становится не возможно и она начинает мерцать вместо того, что бы гореть. В этот раз из имеющихся под рукой КТ3107 были собраны ключи с током до 100мА (200мА в импульсе) и в качестве индикатора работоспособности каждый ключ нагружен светодиодом визуализатором. Схема ниже.
Для расчета ключей (дабы транзисторы не вошли в насыщение и при этом хватило тока на открытие) моим хорошим другом профессионалом в "радио" была предложена следующая методика расчета.
Справедливости ради нужно сказать что более разумным было бы использование комплементарного КТ3107 транзистора КТ3102, по схеме с разрывом эмиттером общего провода, однако схемотехника уже изготовленного шлейфа для гирлянд подразумевала управление "+" а не "-".
Программа управления построена на чтении инструкции из памяти EEPROM, и предусматривает задержку поступления следующей команды на исполнение. В дальнейшем нужно предусмотреть переход программы управления на любой шаг (пока только в нулевой шаг) и редактирование программы управления средствами контроллера гирлянд. В качестве источника ввода данных неплохо будет смотреться переменный резистор, а так как ATMega 8515 не имеет встроенного АЦП, то для задачи референсного напряжения для сравнения на компараторе можно использовать либо сеть R2R резисторов (ЦАП) либо ШИМ с RC цепочкой. В AppNote AVR400 фактически рассмотрен пример построения ADC на базе встроенного компаратора и ШИМ, с условием правда что измеряемые напряжения до 2/5 VCC.
Application Note AVR400. Применение МК без АЦП для измерения аналогового сигнала.
Application Note AVR400. Таблица значений R,C и тактовой частоты.
Application Note AVR113. Схема включения RC цепи
К моему великому сожалению контроллер отобрали как только я завершил испытания на стенде и обещали вернуть только по прошествии праздников. Так что изыскания будут продолжены :)
Исходные тексты проекта находятся по адресу адресу в Google Code
0 коммент.:
Отправить комментарий