Создание диммера (дипломный проэкт), Прошу проконсультировать Опции

[Motion]

Добрый день.

В качестве диплома была поставлена задача разработать регулятор яркости света для ламп накаливания(диммер).

- Максимальная нагрузка - 1 кВт.
- Система управления должна быть построена на МК
- Устройство должно измерять потребляемую мощность


Что я пока имею:

В качества МК возьму один из AVR контроллеров.

В качестве регулятора мощности возьму симмистор BT-137-600E. Согласно расчётам мне нужно обеспечить ток на 4.5А. Выбранный симмистор имеет максимальный ток - 8А.

По идее тока больше 4.5А быть не должно (бросков тока), так как планирую сделать "плавный пуск".

Для развязки системы управления (МК) и силовой части (симмистора) возьму оптопару MOC3023.

Мощность буду расчитывать програмно, получая данные с датчика топа и напряжения.

В качестве датчика напряжения буду использовать делитель, и снимать с него данные с помощью встроеного в МК АЦП

А вот с датчиком тока не знаю. Читал, что еть 3 варианта - шунт, токовый трансформатор и датчик Холла. Что посоветуете?

Ещё нужно синхронизировать МК с синусоидой. Как это можно сделать?

Да, и ещё - нужно совместить симистор и оптопару. В описании оптопары есть такая стандартная схема:




Как она работает? Через светодиод пропускаем ток только в одном направлении или нужно в разных?
И просто вставить в эту схему свой симмистор? А как с номиналами элементов? Нужно ли их коректировать?

Какой ток получается на выходе оптопары?
Какое напряжение на выходе оптпары?
Нужен ли токоограничивающий резистор в затворе силового симистора?
Какой ток нужен для отпирания симистора?


На форуме есть множество тем по диммированию, оптопарам, работе симмистора. Много прочёл всего, но всё равно не уяснил для себя некоторые вопросы.

Заранее благодарен за помощь.


 MOC3023.pdf ( 177.24 килобайт ) Кол-во скачиваний: 631

 BT137_600E.pdf ( 51.23 килобайт ) Кол-во скачиваний: 440

[=AK=]

Для развязки системы управления (МК) и силовой части (симмистора) возьму оптопару MOC3023.

А в задании требуется развязка, или это ваша самодеятельность?

Мощность буду расчитывать програмно, получая данные с датчика тока и напряжения.

Сигналы от датчиков вы тоже собираетесь гальванически развязывать? Если нет, то нафиг нужна развязка симистора?

Ещё нужно синхронизировать МК с синусоидой. Как это можно сделать?

Вам ведь уже все разжевали, http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=39765

[tyro]

Вам ведь уже все разжевали, http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=39765

А это по всем темам Владимир_КПИ, получается как в анекдоте: "Чукча не читатель, чукча писатель".

[Motion]

А в задании требуется развязка, или это ваша самодеятельность?

Да, необходимо гальванически развязать систему управления и микроконтроллер. Чтобы в случае выхода из строя симмистора, например, не згорел контроллер.

Получается и датчики тоже нужно развязать.

Вам ведь уже все разжевали, http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=39765

Верно. Забыл, за свою же созданную тему. Сейчас буду разбираться.

[=AK=]

Да, необходимо гальванически развязать систему управления и микроконтроллер. Чтобы в случае выхода из строя симмистора, например, не згорел контроллер.

• "Симистор" пишется с одним "м".
• "Сгорел" начинается с буквы "с".
• В правильно сделанном устройстве микроконтроллер не сгорит при выходе из строя симистора, независимо от того, развязан он от симистора или нет. Нет такого закона природы, по которому микроконтроллер сгорел бы из-за симистора.
• Кому нужен "живой" микроконтроллер в диммере, если там сгорел симистор? Такой диммер наверняка пойдет в помойное ведро. Микроконтроллер из него никто выковыривать не будет, симистор менять тоже.

Так что такой ваш довод в пользу использования развязки в общем-то безоснователен. Во всем свете работают миллионы диммеров с микроконтроллерами, гальванически связанными с симисторами.

[Motion]

"Симистор" пишется с одним "м".

Сначала всегда писал правильно. Просто в голове запомнил, что слово "диммер" пишеться с двумя "м", теперь везде пишу "симмистор", вместо "симистор".

"Сгорел" начинается с буквы "с".

Виноват

В правильно сделанном устройстве микроконтроллер не сгорит при выходе из строя симистора, безотносительно к тому, развязан он от симистора или нет. Нет таких причин, по каким бы микроконтроллер сгорел бы из-за симистора.

Искал в интернете опредиление термина "гальваническая развязка". Хотел побольше узнать. Знаю лишь, что гальваническая развязка электрически разделяет вход и выход.

Что например при использовании развязывающего трансформатора схема имеет свою землю, не связаную с нулём сети.

При гальванической развязке передаётся сигнал, а не напряжение.


Вообщем четко для себя не представляю что это....


Мой руководитель по диплому сказал, что нужно, чтобы СУ и силовая часть были гальванически развязаны. Я подумал, что это делается чтобы в случае неисправности устройства (например фаза окажеться на корпусе устройства) человек управляющий устройством (с помощью кнопки, например) не оказался под опасным напряжением.

[EUrry]

При гальванической развязке передаётся сигнал, а не напряжение.
Вообщем четко для себя не представляю что это....

Грубо говоря, гальваническая развязка - это развязка по постоянной составляющей.

[=AK=]

Искал в интернете опредиление термина "гальваническая развязка". Хотел побольше узнать. Знаю лишь, что гальваническая развязка электрически разделяет вход и выход.

"Гальваническая развязка" показывает, что сопротивление изоляции между двумя узлами сравнительно велико, а токи, протекающие между ними, весьма малы. Но сопротивление не бывает бесконечно большим, так что все довольно условно. То, что "велико" для одних задач, может оказаться "мало" для других, и т.п.

При гальванической развязке передаётся сигнал, а не напряжение.

А сигнал чем передается, святым духом, что ли?

Мой руководитель по диплому сказал, что нужно, чтобы СУ и силовая часть были гальванически развязаны. Я подумал, что это делается чтобы в случае неисправности устройства (например фаза окажеться на корпусе устройства) человек управляющий устройством (с помощью кнопки, например) не оказался под опасным напряжением.

Положим, кнопка делается обычно из пластмассы и сама является прекрасным изолятором, лучше оптрона.

Однако какой-то резон в таких словах все же есть. Речь может идти о том, что человек по каким-то причинам имеет доступ (может коснуться) к токоведущим частям, гальванически связанным с микроконтроллером. В таком случае, действительно, все цепи, гальванически связанные с микроконторллером, должны относиться к классу "изолированных низковольтных" (safety extra low voltage) и должны быть гальванически изолированы от цепей, связанных с сетевым напряжением.

[Motion]

Получается розвязка всё-таки предпочтительней.

Итак:

Исходя из заданой мощности устройства (1кВт), ток протекающий через нагрузку будет составлять приблизительно 4.5А.

Значит симистор нужно брать минимум на 4.5А. Слышал, что берётся ещё некоторый запас по току. Нужно ли брать его мне?

По идее скачков тока у меня не должно быть. Програмно я буду делать "плавный пуск". То есть если нужно будет включить лампу с яркостью 50%, я буду делать это плавно. 10%.. задержка на n мс ..20%..задержка на n мс.30%..задержка на n мс.40%.. задержка на n мс .50%

В качестве симистора думаю взять BT137-600E. Максимальный ток - 8А.

Далее для гальванической развязки возьму оптрон.

Читал не в одной теме на форуме и в журналах, что в качестве драйвера для симмистора берут оптопару MOC*.

Для фазного регулирования мне подходит MOC3023.

Теперь необходимо всё это (МК, симистор и оптопару сопрячь).

В документации по оптопаре приведена такая схема:




Если просто заменить симистор на схеме на BT137-600E, она будет работать?

По идее должно получиться что-то такое:






Насколько я понимаю, чтобы открыть оптопару, нужно подать 5 мА на светодиод (выводы 1,2).

На ножке порта имеем 5В. В документации по оптопаре написано, что при 10мА на диоде падает 1.15В.

Тогда R2 (Ri) = (5B - 1.15В)/10мА=385Ом

Верно?


А что с C1, R3, R4? Для чего они нужны, и как их рассчитывать. В документации указаны номиналы, но подойдут ли они для моего симистора?

И самое главное - как работает данная схема?

Сообщение отредактировал Владимир_КПИ - Dec 2 2007, 14:24

[tyro]

Если возможно, скажите по какой специальности пишется дипломный проект?
Если Вас не удовлетворили объяснения работы симистора, данные на форуме, то можете прочитать книжку "Ю.А.Евсеев, С.С.Крылов: Симисторы и их применение в бытовой электроаппаратуре."
Скачать книжку можно здесь:_http://valvolodin.narod.ru/books.html .
Попутно, если не лень, просвятите:
"Систему управления на МК" уже разработали? (программу, органы регулировки..).
Как измерять потребляемую мощность Вы уже наверное знаете?
Если на поставленные вопросы ответ отрицательный, то ,скорее всего, не хватит времени изучить электронику + программирование до защиты дипломного проекта.

И самое главное - как работает данная схема?

Наверное там, откуда Вы ее взяли, должно быть описание ее работы, если автор Вы - то Вам и карты в руки.

[Motion]

Если возможно, скажите по какой специальности пишется дипломный проект?

"Электронные системы".

"Систему управления на МК" уже разработали? (программу, органы регулировки..).

Нет, ещё не разработал. В ВУЗе изучал С51 микроконтроллер. Но писать программу буду для AVR. Там всё тоже самое, есть отличия в командах, названиях регистров, перифирии... а в общем логика одинакова.
Имею представление о памяти, перифирии семейства tiny. Пару простейших програм писал.

Для начала хочу разобраться со схемой, а потом уже браться за программирование.


В общем представляю, что должна делать программа:

При переходе синусоиды через ноль(по прерыванию), запустить таймер/счётчик на заданое время. При переполнении(по прерыванию) выставить на нужной линии порта(что идёт на управление симистором) логическую единицу.

Но можно сделать проще. У AVR есть такая функция таймера/счётчика как Fast PWM.


В схеме должны присутствовать датчики тока(датчик Холла) и напряжения (делитель, например). Снимая величину напряжения с датчиков при помощи встроеного в МК АЦП, буду знать потребляемую величину тока и приложеного напряжения. Потом програмно перемножу и буду хранить где-то в памяти.

Наверное там, откуда Вы ее взяли, должно быть описание ее работы

В самом первом посте я прикрепил datasheet оптопары (MOC3023). Там не написано описание работы схемы. Читал в других похожих темах, что люди просто берут эту схему и ставят свой симистор. Мне же нужно знать как это всё работает.

Так как схему мне нужно будет ещё собрать, и чтобы она ещё и работала.

[=AK=]

Получается розвязка всё-таки предпочтительней.

В том случае, если человек может коснуться токоведущих частей, связанных с мк. При этом он в любом случае не должен иметь возможности коснуться токоведущих частей, связанных с сетевым напряжением (т.е. с симистором). А вот почему он имеет возможность коснуться одних частей устройства, но не имеет возможности коснуться других - нужно внятное обоснование.

Обычно диммеры делают так, что человек не может коснуться никаких токоведущих частей. Поэтому в диммерах гальваноразвязку как правило не используют. В тех редких случаях когда ее используют, на то имеются веские причины, т.к. введение гальваноразвязки сильно удорожает и усложняет диммер.

Значит симистор нужно брать минимум на 4.5А. Слышал, что берётся ещё некоторый запас по току. Нужно ли брать его мне?

Сопротивление холодной лампы имеет имеет примерно треть от номинального. Надо брать такой симистор, который имеет минимум двукратный запас по току при холодной лампe.

По идее скачков тока у меня не должно быть. Програмно я буду делать "плавный пуск". То есть если нужно будет включить лампу с яркостью 50%, я буду делать это плавно. 10%.. задержка на n мс ..20%..задержка на n мс.30%..задержка на n мс.40%.. задержка на n мс .50%

Рано или поздно ваш "плавный пуск" сбойнет и симистор сдохнет. Например, плохо затянутый контакт даст "дребезг" сетевого, из-за чего ваш мк получит ложный импульс "перехода сети через 0", в результате включит симистор не там, где вы хотели. Без запаса по току он сдохнет.

Для фазного регулирования мне подходит MOC3023.

Оптрон паршивый, но для диплома сойдет.

А что с C1, R3, R4? Для чего они нужны, и как их рассчитывать. В документации указаны номиналы, но подойдут ли они для моего симистора?

Резистор последователно с оптосимистором нужен для того, чтомы ограничить импульсный ток через оптосимистор и через упр. электрод силового симистора. Предельно-допустимый ток оптосимистора 1А, упр. упр. электрода - 2А, значит, надо ограничить ток на уровне не более 1А при любом сетевом. 220В+ 10% = 242 В rms, пиковое 342 В, значит, резюк не менее 342 Oм. И желательно проволочный.

[Motion]

Сопротивление холодной лампы имеет имеет примерно треть от номинального. Надо брать такой симистор, который имеет минимум двукратный запас по току при холодной лампe.

Я читал, что сопротивлении лампы накаливания в холодном состоянии в 10 раз меньше, чем в рабочем. Так что нужно брать 10-ти кратный запас? В описании на симмистор есть такой параметр, как пиковое не повторяющиеся значение тока. Этого параметра не достаточно для запаса?

Оптрон паршивый, но для диплома сойдет.

Предложите другой

[DASM]

Легкий OFF.. когда работал в концертном зале, у нас были диммера.. какие-то нашего производства.. рассчитанные на лампы 220 вольт. А прикол был в том, что освет. аппаратура у нас была на 24В и на каждом софите стоял транс.. Красиво конечно эти диммера на индуктивность работали Но защита справлялась у них встроенная однако

[=AK=]

Предложите другой

FODM3053

[rezident]

FODM3053

Только он недоступен со склада в России. Более доступный для приобретения в России с похожими параметрами MOC3052.

[DASM]

Люди, не так быстро.. чем оптрон то паршивый ? А то мало ли попадется

[=AK=]

Люди, не так быстро.. чем оптрон то паршивый ? А то мало ли попадется

У оптосимистора MOC302x макс напряжение всего 400 В и dV/dt всего 10 V/us, он будет ложно срабатывать от каждого кошкина бздеха.

У xxx3053/xxx3053 напряжение 600 В и dV/dt = 1000V/us

[INT1]

Не помешает там опторазвязка, по причинам:
а) правила ТБ хоть и учатся, но усваиваются с опытом. Нужно поберечь студента, не так то много на электронщиков сейчас учатся, не модно это. Да и ISP наверняка захочется применить.
б) опто- это и не только гальваническая , но и емкостная, ведь известно, что в сети творится. Контроллеру от этого только легче будет.

[=AK=]

б) опто- это и не только гальваническая , но и емкостная

Что такое "емкостная (развязка)"?

[INT1]

, в каком то даташите видел значение емкости между вх. и вых. оптопары, имеется ввиду, что если бы развязка была на трансе, то это значение было бы на порядок больше. А короткие импульсы из сети через эти емкости ставят "в позу" контроллер.

[=AK=]

, в каком то даташите видел значение емкости между вх. и вых. оптопары, имеется ввиду, что если бы развязка была на трансе, то это значение было бы на порядок больше. А короткие импульсы из сети через эти емкости ставят "в позу" контроллер.

Проходная емкость у обыкновенного резистора меньше, чем у оптопары. Так что, поставив простой резистор, безо всякой гальванической развязки можно обеспечить еще лучшую "емкостную развязку", см. http://www.caxapa.ru/lib/emc_immunity.html

[Motion]

Так всё таки, какую оптопару мне брать и как её связать с силовым симистором?

Сообщение отредактировал Владимир_КПИ - Dec 3 2007, 08:49

[=AK=]

Так всё таки, какую оптопару мне брать и

У вас диплом "на бумаге", или макет будете делать? Если на бумаге, то не задавайте странных вопросов, берите ту, у которой лучше хар-ки, т.е. FODM3053. Если будете макет делать, то тоже не задавайте странных вопросов, берите ту, которую легче достать, т.е. МОС3023.

как её связать с силовым симистором?

Так, как рекомендовано в даташите.

[Motion]

У вас диплом "на бумаге", или макет будете делать?

Буду потом его(диммер) собирать.

Так, как рекомендовано в даташите.

Просто поставить свой симмистор? А как согласовать оптопару и мой симмостор. Ведь наверняка номиналы резисторов должны изменить в зависимости от тока отпирания силового симмистора.

Пока получилась такая схема:

[=AK=]

А как согласовать оптопару и мой симмостор. Ведь наверняка номиналы резисторов должны изменить в зависимости от тока отпирания силового симмистора.

Я вам уже писал, резистор последовательно с оптосимистором не должен быть меньше чем 342 Ом, иначе может быть превышен предельно-допустимый ток оптосимистора (равный 1 А). Берете ближайший бОльший стандартный номинал, 360 Ом. К току отпирания силового симистора это не имеет никакого отношения, за исключением тех случаев, когда предельно-допустимый ток упр. электрода силового симистора меньше 1 А, тогда резистор надо соотв. увеличить. Резистор должен быть проволочным, т.к. рассеивает большую импульсную мощность.

RC-цепочка перед резистором стоит для того, чтобы улучшить помехозащищенность оптосимистора и предотвратить ложные срабатывания из-за помех в сети, поскольку dV/dt у оптосимистора мало. Номиналы RC-цепочки берутся компромиссные, т.е. более-менее "с потолка". Кондер должен быть класса X2, значит, больше 100 нФ будет слишком дорого. Резюк должен быть относительно большой, но не больше второго резюка, иначе ухудшится отпирание силового симистора при малых напряжениях.

[Motion]

Согласно документации можно второй резистор и конденсатор убрать, так как они нужны при L нагрузке.

Первый резистор, что у меня на схеме 360 Ом, расчитывается исходя из того что ток затвора силового симистора нужно ограничить, т.ее чтобы он не превышал 1А.

Получается 308В + 10% = 339В

R1=339В/1A=339Ом

Беру ближайший + небольшой запас - 360 Ом.

Но присутствие резистора даёт ещё одно ограничение - диапазон регулирования будет не с 0В, а :

Для отпирарания симистора нужно 5мА в случае MT2+G+ и 11мА для MT2-G-.

В общем случае - 11мА*360 Ом = 3.96В

То есть нижний порог срабатывания симистора будет при 4В сетевого напряжения.

Я правильно рассуждаю?

[INT1]

2 =AK= это хорошо, что Вы привели ссылку на свою статью, потому как полагаю, дело до этого еще дойдет ..
2 Владимир_КПИ , про тини 15Л, Атмел пишет:
Not recommended for new designs
Берите МОС3052 (они есть у ИМРАД_овцев на Кардачах) и смело прикручивайте, посмотрите еще апноты встроенные в Мотороловский даташит на него.
ЗЫ, надеюсь я правильно понял, КПИ - это Киевский политех-?

[=AK=]

Первый резистор, что у меня на схеме 360 Ом, расчитывается исходя из того что ток затвора силового симистора нужно ограничить, т.ее чтобы он не превышал 1А.

He R2=360, a R3=470. Я же ясно писал: "ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО С ОПТОСИМИСТОРОМ".

R2,C1 образуют RC-фильтр. Одновременно они oбразуют снаббер, влюченный параллельно симистору.

Получается 308В + 10% = 339В

220 * 1.414213562 = 311.12698737 V

311.12698737 * 1.1 = 342.2396821 V

Для отпирарания симистора нужно 5мА в случае MT2+G+ и 11мА для MT2-G-.

Это типовые значения, для расчетов их использовать нельзя. Они для радиолюбителей. В серии вам может попасться какой угодно симистор, и какая вам будет радость с того, что большинство из них имеет типовые параметры?

В общем случае - 11мА*360 Ом = 3.96В

То есть нижний порог срабатывания симистора будет при 4В сетевого напряжения.

Для симистора работоспособность при напряжении менее 12 В никем не гарантируется. Все хар-ки даны при 12 В, а при 4 В ток отпирания может быть какой угодно.

[Motion]

Поехали далее. В схеме присутствует датчик напряжения(делитель) и датчик тока(Холла).

Задача - измерить потребляемую устройством мощность.

Как это реализовать?

[DASM]

Какую ? Активную ? Реактивную ? И с какой точностью ? P=VIcos j. Если у Вас просто лампы, думую можно ограничиться только активной. Значит cos j положим = 1. Вот и перемножайте выборки тока на соответствующие выборки напряжения. Естественно надо предварительно настроить ноль АЦП и откалибровать шкалу. Тут еще есть нюанс - выборки тока и напряжения должны быть одновременными. Для этого в многие MCU встривают сразу 2 АЦП (не путать с одним + коммутатор). На Меге этой такого нет. Так что неизбежна погрешность, но если точность не слишком высокая нужна, то с учетом того, что АЦП довольно шустрый - сойдет. НЧ фильтр на АЦП тоже нужен...

[Motion]

Так как лампа чисто активная нагрузка - значит P=UI

Но ведь АЦП будет мерять мгновенные значения. А мне нужно, по идее, действующие значение мощности, ведь так?

[DASM]

ну так и берите интеграл, проблема то в чем ?

[Марк_Я]

Какую ? Активную ? Реактивную ? И с какой точностью ? P=VIcos j. Если у Вас просто лампы, думую можно ограничиться только активной. Значит cos j положим = 1. Вот и перемножайте выборки тока на соответствующие выборки напряжения. Естественно надо предварительно настроить ноль АЦП и откалибровать шкалу. Тут еще есть нюанс - выборки тока и напряжения должны быть одновременными. Для этого в многие MCU встривают сразу 2 АЦП (не путать с одним + коммутатор). На Меге этой такого нет. Так что неизбежна погрешность, но если точность не слишком высокая нужна, то с учетом того, что АЦП довольно шустрый - сойдет. НЧ фильтр на АЦП тоже нужен...

Повысить точность с одним АЦП можно, делая подряд ТРИ измерения: напряжение-ток-напряжение и напряжение усредняем...

[tyro]

Поехали далее. В схеме присутствует датчик напряжения(делитель) и датчик тока(Холла).

Задача - измерить потребляемую устройством мощность.

Как это реализовать?

Смотрим пост №11, там

В схеме должны присутствовать датчики тока(датчик Холла) и напряжения (делитель, например). Снимая величину напряжения с датчиков при помощи встроеного в МК АЦП, буду знать потребляемую величину тока и приложеного напряжения. Потом програмно перемножу и буду хранить где-то в памяти.

Остался, так сказать пустяк , но для начала необходимо выяснить у руководителя дипломного проекта (о чем Вас уже не раз спрашивали) какую мощность надо измерять и с какой точностью.
После этого (если не помните) посмотреть, как определяется (рассчитывается) каждый вид мощности.
Я бы , на Вашем месте, боролся бы за определение полной мощности - так как она расчитывается более просто, чем остальные. Зная требумуемую точность (полагаю что формулы вычисления мощности Вы к этому моменту уже посмотрели), надо определиться с разрядностью и быстродействием МК. Прикинуть число суммирований и умножений и отсюда прикинуть время на вычиление. Не забыть сюда прибавить время для АЦП - все это должно уложиться в период напряжения сети. Кстати, не забудьте учесть время на обработку управляющих воздействий ( задатчика уровня яркости) и собственно управление ШИМ.
Когда Вы все это подсчитаете, попробуте подобрать конкретный МК, удовлетворяющий требованиям проекта.
НЕ смотря на то, что нагрузка в проекте активная, будет иметь место и реактивная и естественно активная мощность. Вычислить ее программным способом в реальном времени будет очень сложно ( на мой взгляд это на порядок (и может даже не один) сложней управления шимом для тиристоров).
Для вычисления мощностей, на мой взгляд, лучше использовать специализированные микросхемы.

[DASM]

Смотрим пост №11, там

НЕ смотря на то, что нагрузка в проекте активная, будет иметь место и реактивная и естественно активная мощность. Вычислить ее программным способом в реальном времени будет очень сложно ( на мой взгляд это на порядок (и может даже не один) сложней управления шимом для тиристоров).
Для вычисления мощностей, на мой взгляд, лучше использовать специализированные микросхемы.

Насчет сложности дикой вычислений поясните пожалуйста, много лет назад у меня с этим мега на 8 мгц прекрасно справлялась, и активную, и реактивную и полную считала. Точность в районе процента, точно уже не помню. Помню только что проблем там вроде как не было.

[tyro]

Насчет сложности дикой вычислений поясните пожалуйста, много лет назад у меня с этим мега на 8 мгц прекрасно справлялась, и активную, и реактивную и полную считала. Точность в районе процента, точно уже не помню. Помню только что проблем там вроде как не было.

Все зависит от алгоритма расчета , требуемой точности и опыта. На мой взгляд, сосчитать активную мощность намного сложнее, чем полную. "Дикой сложности" возможно и нет, но учесть угол сдвига между током и напряжением или косинус, не так просто (по крайней мере для меня) - и в два и в четере действия не получается. Ну если только и напряжение (это наверняка, т.к. источник бесконечной мощности) и ток (а он точно не синусоидален -фазовое регулирование ) синусоидальны.
Если у Вас так хорошо получалось, не поделитесь - ли алгоритмом расчета активной и реактивной мощности (без подколки, так сказать в целях образования)? Или хотя-бы как определяли угол сдвига и откуда брали косинус(синус)? На каком временном интервале определяли эти параметры (период или другое)?
Дополнительные сложности, не относящиеся на прямую к расчету мощности, возникнут в проекте при одновременном вычислении и управлении. (Обратите внимание, что сообщение было адресовано автору топика, у которого, опять же на мой взгляд, не очень обширные познания во всех областях, затронутых в данном топике).
Лет 20 тому назад делалась попытка реализовать измеритель указанных мощностей на 51 (а точнее на 31) камне с точностью 5%, которая завершилась неудачей.
Точность вычислений вылезет при перемножении значений, полученных от оцифровки сигналов внутренним АЦП.
Это если кратко.

[DASM]

Точно не помню, но угол я напрямую не считал (точнее выводил уже потом по результатам измерения активной и реактивной мощности). А для измерения реактивной вводил 90 градусовый сдвиг в оцифровку напряжения ну и дальше тоже перемножал, как и для активной. Поскольку частота 50 Гц довольна стабильна, то это несложно. Впрочем этот прибор был скорее индикаторный, реальных испытаний не делали, так что насчет процента я вероятно приврал. Да и насчет несинусоидольного тока потребления - думаю результат будет неверным при таком методе. Математику, увы, забыл подчистую.

[Motion]

Пока имею такую схему




Посмотрите, укажите на ошибки, недочёты.

но для начала необходимо выяснить у руководителя дипломного проекта (о чем Вас уже не раз спрашивали) какую мощность надо измерять и с какой точностью.

А разве это существенно, какую мощность мерять? Я думаю всю мощность, что потребляется из сети устройством, включая нагрузку.

[Massi]

просьба указать какой входной ток для АЦП...по каналу измерения напряжения...
просьба указать путь тока для канала измерения напряжения...
посьба указать какие конденсаторы ставятся для обеспечения фильтрации по питанию...
просьба указать каким образом будет проводится фильтрация значений токи и напряжения перед их перемножением...программным или схемотехническим....

обьясните почему диод опторозвязки включаете вытекающим током...
расскажите как вы обеспечите защиту тиристора от dU/dt...

пока все...
а да...а в чем новизна вашей схемы и где вы видите область ее применения...

и вдогонку...а зачем мерять мощность...что это даст...или как вы собираетесь в дальнейшем использовать эти значения...как их визуализировать...

[Motion]

просьба указать какой входной ток для АЦП...по каналу измерения напряжения...

Это к тому, что нужно поставить ограничительный резистор?

посьба указать какие конденсаторы ставятся для обеспечения фильтрации по питанию...

А его нужно фильтровать?

просьба указать каким образом будет проводится фильтрация значений токи и напряжения перед их перемножением...программным или схемотехническим....

Не думал об этом. А это необходимо? Если да, то почему?

обьясните почему диод опторозвязки включаете вытекающим током...

А какая разница?

расскажите как вы обеспечите защиту тиристора от dU/dt...

А что это?

а да...а в чем новизна вашей схемы и где вы видите область ее применения...

Новизна - измерение мощности. Применение в системе "умный дом". Будет работать (если будет ) в связке с модемом (для передачи команд управления по электропроводке).

и вдогонку...а зачем мерять мощность...что это даст...или как вы собираетесь в дальнейшем использовать эти значения...как их визуализировать...

Я их буду хранить в памяти. При запросе с главного устройства данные будут передаваться по электропроводке и визуализироваться на экране. Но это уже не задача моего устройства.

[Motion]

посьба указать какие конденсаторы ставятся для обеспечения фильтрации по питанию...

По питанию МК поставлю конденсатор на 0.1...0.47 мкФ

обьясните почему диод опторозвязки включаете вытекающим током...

Консультировался. Мне сказали что можно и так и так, но предпочтительней, чтобы всё-таки ток втекал в МК. Тогда сам МК будет меньше греться.

расскажите как вы обеспечите защиту тиристора от dU/dt...

Немного почитал про это. Понял, что если всплески в сети будут больше, чем позволит это симистор, то это приведёт к отпиранию симистора. Чтобы этого не произошло, нужно ставить "snabber" цепь, которая уменьшит амплитуду всплесков. Либо взять симмистор с большим значением dU/dt.

А вообще dU/dt - скорость изменения напряжения?

Теперь понял, что лучше отказаться от выбраной мною оптопары (MOC3023), а взять MOC3052, у которой dU/dt в 100 раз больше.

А вот как быть с симистором. У BT137 в документации есть 2 параметра dVd/dt равное 250 V/mks и dVcom/dt равное 20 V/mks.

[Motion]

В качестве симистора взял BTA208-600B. Так как в описании указано, что для даного симистора не нужно демпфирующей цепочки - я её не ставлю.


Возник вопрос по входному фильтру и элементам защиты.


Как рассчитать сам фильтр? Где можно найти методику его рассчёта? Какой фильтр мне нужен и его порядок?


По варистору - если поставлю на 275В - нормально будет?


Плавкий предохранитель:

Максимальный ток нагрузки - 4,5А. Но начальный ток может быть и 50А. На сколько ампер нужен предохранитель?

[DiMomite]

Немного не по теме, но это может вылезти позже. У Attiny15 нет аппаратного умножителя, а умножений делать прийдеться немало. Так что может сразу стоит поменять кристалл на небольшую Мегу.

Сообщение отредактировал DiMomite - Jan 3 2008, 23:17

[evgeny_ch]

Мощность при несинусоидальной форме тока считать будет проблематично.
Если нужно регулировать яркость свечения лампы, то проще всего фотоприемником световой поток мерять, можно включить его цепь ос, заодно определяется неисправность лампы.

[archi2000]

Ничего не сказано в ТЗ про массо-габаритные показатели.
Будет трансфоматорный источник питания МК или бестрансформаторный?
Если предполагается гальваническая развязка МК, то скорее всего трансформатор будет. Тогда нужно определиться с мощностью источника питания и весом трансформатора.
Так как расчетов много, то тактовая частота МК будет 16 МГц.
Смотрим по даташиту АТМЕГА8 потребляемый ток около 25мА при 5В.

Еще и в сети может быть меньше чем 220 В.
На вторичной обмотке трансформатора будет около 12В переменки.
Мощность трансформатора 300мВт. Это минимум без учета тока управления симистором и тока в портах, которые выполняют связь МК с внешним миром по какому-то протоколу.
Если питание бестрансформаторное, то можно почитать тут http://lib.qrz.ru/node/6193

[Motion]

Блок питания будет покупной. Например вот этот (на 5В)

Массо-габаритные показатели:

усройство (диммер) + модем + БП должны вместиться в стандартную коробку под резетку.



Сейчас имею пока такую схему:




(подключения к выводам АЦП и прерывания не верны)


1)Симистор - BTA208-600B (3Q) - поэтому демпфирующей цепочки не ставил.

2)Думаю, что в схеме необходим входной фильтр. В основном, чтобы фильтровать излучающие прибором помехи. Где бы почитать и как правильно его рассчитать?

3) Как выбрать варистор и предохранитель?

4)Перед подачей сигналов с датчиков поставил НЧ фильтры. Как рассчитатать номиналы RC-фильтра?

5)По идее мне будет необходимо 2 таймера. 1 - для отсчёта угла управления, 2-ой - для отсчёта времени измерения для АЦП (частоты измерения). Или можно обойтись одним?

6)Мой контролер будет паралельно использоваться ещё и другим устройством - модемом (для передачи по электропроводке). Тому устройству будет также необходимо 2 таймера. То есть всего понадобиться 3-4 таймера.

7)На схеме по питанию и на входе каждого канала АЦП стоят стабилитроны на 5.1В для защиты от перенапряжения.

8)Как расчитать яркость = F (L)? Кто-то писал по интегралу. Как именно?

Видел в сети такой график:



А как рассчитывались эти значения угла управления?

В статье не нашёл. Мне бы формулы.



Жду вашей критики и коментариев.

[Tanya]

8)Как расчитать яркость = F (L)? Кто-то писал по интегралу. Как именно?

Мне бы формулы.

Приближенная формула простая - интеграл от синуса в квадрате по части периода пропорционален мощности - полному излучению (+ теплопроводность). Но яркость в видимом человеческому глазу диапазоне - нелинейная функция мощности... для лампочки.

[DASM]

Да и не только для лампочки.. у глаза логарифмическая чувствительность к потоку afaik

[Motion]

Приближенная формула простая - интеграл от синуса в квадрате по части периода пропорционален мощности - полному излучению (+ теплопроводность). Но яркость в видимом человеческому глазу диапазоне - нелинейная функция мощности... для лампочки.

Непонятно написано. Напишите в виде формулы.


От чего зависит яркость? От силы протекающего тока, от приложенного напряжения или от мощности?

Как её(яркость) можно регулировать?

Сообщение отредактировал Владимир_КПИ - Jan 6 2008, 12:03

[Tanya]

Непонятно написано. Напишите в виде формулы.

Куда уж понятнее...
Это же Ваш проект, а не мой... Вам и формулы писать...
И книжки читать...

[Motion]

Есть формула среднего значения напряжения через интеграл, есть действующего. Есть формула мощности.

Как связать угол отпирания с яркостью?

Я понимаю так:

есть полуволна синусоиды. Если хочу 50% яркости - то с помощью симистора я должен отсечь половину площади полуволны. Если 25% яркости - то должен отсечь 75% полуволны и т.д.

Это грубый расчёт. Верен ли он?


Вы писали, что зависимость яркости от мощности нелинейная. Где её взять эту зависимость?

[Tanya]

Есть формула среднего значения напряжения через интеграл, есть действующего. Есть формула мощности.

Как связать угол отпирания с яркостью?

Я понимаю так:

есть полуволна синусоиды. Если хочу 50% яркости - то с помощью симистора я должен отсечь половину площади полуволны. Если 25% яркости - то должен отсечь 75% полуволны и т.д.

Это грубый расчёт. Верен ли он?
Вы писали, что зависимость яркости от мощности нелинейная. Где её взять эту зависимость?

Если заменить яркость на мощность, то первый пример правильный, а второй - нет. Вы формулу для зависимости мощности от тока знаете?
Про "яркость" - почитайте про законы излучения черного тела, там и формулы для связи мощности и "яркости".
Еще есть зависимость сопротивления нити накаливания от температуры... Тоже формулы имеются...

[Motion]

P=U*I=I2R => яркость = ток в квадрате * сопротивление

R=const => чтобы менять яркость нужно регулировать ток


Возьмём нагрузку 1кВт.

Ток 4,5А
Сопротивление 220/4.5 = 50 Ом

Чтобы зажечь на 100% яркости нужно приложить 1000Вт мощности, чтобы 50% - 500Вт, 25% - 250Вт. Так?

Отсюда следует, чтобы зажечь лампу на 50% нужно пропустить ток = квадратный корень из (P/R).

I = квадратный корень из (500/50) = квадратный корень из 10 = 3.16А (RMS)

Чтобы получить такой ток необходимо приложить приложить напряжение 220В на протяжении времени (угол альфа)... а дальше как?

[=AK=]

Напряжение в сети U = Uo*sin(w*t). Ток в нагрузке I = U/R.

Напряжение Uo считаем постоянным, менять его нельзя. Поэтому в каждый момент времени напряжение и ток точно известны. "Регулировать ток" нельзя, единственно что можно - не включать симистор до какого-то момента времени, тогда напряжение и ток в нагрузке до этого момента времени равны нулю, а после включения симистора - находятся по указанным формулам.

Мгновенная мощность на нагрузке, когда она включена P = (U^2)/R = ((Uo*sin(w*t))^2)/R

Если проинтегрировать P за полный полупериод синуса (симистор все время включен), получим Po = (Uo^2)/(2*R). Если проинтегрировать напряжение, то получим Urms = Uo/sqrt(2) = 0.707*Uo

Если симистор включен в течении части полупериода, то интегрировать надо только ту часть (квадрата синуса), когда он включен. Когда он включен ровно половину каждого полупериода, это будет половина полной мощности. Однако когда он включен четверть полупериода, это будет вовсе не четверть мощности, а существенно меньше. Четверть была бы, если бы напряжение было прямоугольное, а оно синусоидальное.

[Марк_Я]

Чтобы зажечь на 100% яркости нужно приложить 1000Вт мощности, чтобы 50% - 500Вт, 25% - 250Вт. Так?

Нет не так. Вам же объясняли, что яркость - нелинейная функция мощности. Добавлю, что еще есть кривая СПЕКТРАЛЬНОЙ чувствительности глаза. Это в Вашем случае еще важнее. В же не видите ИК излучение. Фактически для малых углов открытия лампа будет иметь отсечку по яркости. Вообще регулировка будет эффективна и относительно плавна только от 90 градусов.
О линейности вообще речь не идет. "Красивыми", в смысле линейности регулировки и постоянства спектрального состава света, будут "диммерейбл" балласты с люминисцентными лампами. А для накаливания нужно регулировать не угол, а количество включенных ламп...
Ну это для Вас уже лирика, т.к. не соответствует заданию...

Сообщение отредактировал Марк_Я - Jan 8 2008, 05:29

[INT1]

В этой статье есть формула зависимости мощности на активной нагрузке от угла открытого состояния симистора. Хотя, ее не так трудно и самому вывести, если лекции по матанализу не прогуливали.

Прикрепленные файлы

 power_djvu.rar ( 64.16 килобайт ) Кол-во скачиваний: 89

 

[Motion]

Я немного перепутал. Мне нужно регулировать не яркость, а мощность (тема диплома - регулятор мощности). Тогда мне просто нужно равномерно её регулировать. Например с шагом 10%. Т.е. - 10%, 20%,30%....90%, 100%. Сейчас буду разбираться с углами отсечки.

Да, ещё.
Где-то месяц назад я купил 3 устройства из серии устройств MasterKit которые имеют прямое отношения к моей теме:

1)Регулятор мощности 800Вт/220В (набор NK008). здесь кратко о наборе + схема
Обычный диммер. С потенциометром. Управление за счёт времязадающей цепочки.Собрал. Работает. Покрутил ручку.
2)Оптореле 220В/10А (набор NF249). Описание + схема
Твердотельное реле. В зависимости от тока управления включает или отключает симистор. Тоже самое, если ток управления подавать не с источника, а с порта контролера.
3)Устройство регулирования яркости ламп накаливания 220В/300Вт. (набор BM070). Описание
Набор пользы не принёс, так как устройство уже продаётся собраное. В упаковке нет ни схемы, ни принципа действия, ни перечня элементов. Моя вина. Когда покупал - не посмотрел, что это уже готовый набор.

Первых 2 устройства собрал и они работают. Посмотрел осцилограмы. Очень важно, что теперь под рукой имеются реально работающие части моей общей схемы. Есть перечни элементов со всемы номиналами.

[INT1]

При расчетах нужно учитывать еще то, что сопротивление лампочки накаливания нелинейное, т.е. R=f(I)
ЗЫ, и еще вопрос, а зачем измерять мощность?, что потом делать с полученным значением?

[Motion]

Необходимо какое-то новаторство. Руководитель предложил измерять мощность. Но я точно его не понял - то ли потребляемую мощность(Вт), то ли количество потребляемой енергии (Вт*ч). Потом результат измерения будет отображаться на главной панели системы (системы умный дом).

Как по вашему, что лучше чтобы отображалось и измерялось?

Вкратце о дипломе - построить исполняющие устройство для умного дома. Исполняющее устройство - диммер + реле. Диммер нужен для регулирования света. Реле для включения/отключения чего-либо - чайника, жалюзи и т.д. Устройство должно быть универсальным. Нужно регулировать мощность - запаивается симистор, нужно просто включить/выключить - запаивается реле. Используется фазовое регулирование. Устройство будет работать в связке с другими устройствами - модемом и центральным контролером. Данные от центрального контролера(панель управления), который должен находиться в пределах квартиры, будут передаваться всем исполняющим устройствам(в том числе и мне). Данные передаются по электропроводке. Для передачи на передающей и приёмной стороне используется модем. Далее модем передаёт команду (например, включить, или выключить, или включить на 50% мощности) моему устройству, которое должно её выполнить.

[Марк_Я]

Попробую предложить Вам унифицировать устройство. Так как оно предполагается дистанционно программируемым, то может иметь ВЕСЬ НАБОР ФУНКЦИЙ и управлять нагрузками ТОЛЬКО СИМИСТОРОМ.

1. симистор+оптрон с кросс зеро детектором для управления мощностью посредством алгоритма Брезенхема (инерционные активные нагрузки).
2. то же но для простого вкл/выкл. можно нескольких нагрузок(ессно с несколькими симисторами-оптронами)
3. симистор+оптрон с произвольной фазой поджига для фазового управления нагрузкой
Интерфейсы так же могут быть разные. Программирование конфигурации осуществлять при включении чтением потенциала с делителя-перемычки.

[evgeny_ch]

Необходимо какое-то новаторство. Руководитель предложил измерять мощность. Но я точно его не понял - то ли потребляемую мощность(Вт), то ли количество потребляемой енергии (Вт*ч). Потом результат измерения будет отображаться на главной панели системы (системы умный дом).

Мои соболезнования в части преподавателя, всегда был невысокого мнения об этой категории "Ученых", вам достался особо одаренный.
Удумать управление освещением на кВА - это пестня.
Прочитайте про сценарное освещение в сети, можете посмотреть примеры.
Каталог
ТЕХНОЛОГИИ
Кто умеет, делает; кто не умеет, учит других; а кто не умеет и этого, учит учителей. (Це)

[tyro]

Необходимо какое-то новаторство. Руководитель предложил измерять мощность. Но я точно его не понял - то ли потребляемую мощность(Вт), то ли количество потребляемой енергии (Вт*ч). Потом результат измерения будет отображаться на главной панели системы (системы умный дом).

Как по вашему, что лучше чтобы отображалось и измерялось?

И энергия (счетчик все равно нужен) и мощность (новаторство). Бумага все стерпит.

Мои соболезнования в части преподавателя, всегда был невысокого мнения об этой категории "Ученых", вам достался особо одаренный.
Удумать управление освещением на кВА - это пестня.

Как озвучено, это проект для "Умного дома", а не для "безумной комунальной комнаты".

Кто умеет, делает; кто не умеет, учит других; а кто не умеет и этого, учит учителей. (Це)

Кто умеет, делает; кто не умеет, учит других; а кто не умеет и этого, учит учителей, кто не умеет и этого, приносит собалезнование.

[evgeny_ch]

Кто умеет, делает; кто не умеет, учит других; а кто не умеет и этого, учит учителей, кто не умеет и этого, приносит собалезнование.

???
Откуда дровишки?

[INT1]

МММ_да, всегда когда ставится задача, ставится и вопрос о целесообразности ее решения. Я уж думаю, не поехала ли крыша, у этого "умного дома"? Но Вам как студенту, я могу посочувствовть, и благодаря вашей настырливости, может, чем то и помочь, если получится
2 Марк_Я для лампочек алгоритм Брезенхема не очень подходит, мигают они, и погорят быстро.

[archi2000]

Для измерения энергии есть специальные микросхемы.
Можно посмотреть тут http://www.microchip.com/stellent/idcplg?I...=energy%20meter

[archi2000]

2 Владимир_КПИ
Ваш покупной блок питания AC DC converter не обеспечивает гальванической развязки. Посмотрите внимательно схему включения.
Если у вашего устройства будет вилка для включения в сеть 220В то возможно такое включение, что фаза будет на корпусном выводе микроконтроллера и прикосновение к микроконтроллеру будет опасно для жизни.
Попробуйте спроектировать источник сами.
После этого конвертера поставьте DC DC с импульсным трансформатором.

[Марк_Я]

2 Марк_Я для лампочек алгоритм Брезенхема не очень подходит, мигают они, и погорят быстро.

Внимательно читаем мой пост:

1. симистор+оптрон с кросс зеро детектором для управления мощностью посредством алгоритма Брезенхема (инерционные активные нагрузки).

Топикстартер обзательно НЕ АССОЦИИРОВАЛ устройство с осветителями, наоборот гворил о возможности УНИФИКАЦИИ.

[Motion]

Буду мерять я ток и напряжение. А что из этого можно получить? Если сделать так, чтобы считать мощность - то зачем это обычному пользователю. Что это даёт? А вот если сделать счётчик електроенергии, то это уже интерестней.

Буду я мерять мгновенные значения тока и напряжения. Потом програмнно подсчитаю среднее значение. Потом переведу в действующее. А как подсчитать Вт*часов? Читал в одной книге про счётчики енергии. Там написано, что крутиться диск и зависимости от тока, скорость вращения меняется. А как реализовать подсчёт енергии с помощью МК?

[Марк_Я]

Потом програмнно подсчитаю среднее значение. Потом переведу в действующее.

Интересно как?....

[archi2000]

2 Владимир КПИ
Читайте пожалуйста ссылки, которые Вам дают.
Я вам давал микросхему которая сама делает выборки тока и напряжения и все перемножает. Ваша задача по SPI интерфейсу прочитать из нее эти данные и передать на центральный блок.

[Motion]

Попробуйте спроектировать источник сами.
После этого конвертера поставьте DC DC с импульсным трансформатором.

Если будет трансформатор - тогда устройство будет большим, а оно должно влезть в стандартную монтажную коробку(для выключателей). Конечное устройство будет вмонтировано в пластмассомую монтажную коробку для выключателя, то есть будет изолированым от человека. Команды будут поступать по електропроводке.


Завтра поеду за комплектующими. Буду собирать на макетной плате тестовый вариант. Независимое устройство.

Должно - плавно регулировать яркость при нажатии на кнопки (!!! помню, что устройство не развязано и опасно для жизни. Буду нажимать чем-то изолирующим.) и измерять мощность, записывая результат в энергонезависимую память.


Упрощённая структурная схема:

- БП (AC/DC) на 5В
- система синхронизации с сетью
- симмистор + оптопара
- датчик тока
- датчик напряжения
- МК
- 2 кнопки


Схема (немного не доделаная, но показывает общую картину):
 1.rar ( 328.8 килобайт ) Кол-во скачиваний: 147


Что у меня есть:

- тестер
- программатор STK200/300
- паяльник, припой, флюс и т.д.(всё для пайки)


Жалко нет осцилографа. Можно было бы посмотреть сигналы.

Буду защищаться предохранителем на входе. Касаться не буду. От пола изолирую. Вроде больше ничего такого не может случиться при включении. По идее к.з. это самое страшное, что может случиться при какой-то ошибке. Должен просто предохранитель перегореть.

[=AK=]

При отладке таких устр-в ОБЯЗАТЕЛЬНО надо использовать изолирующий трансформатор. Это мощный сетевой транс с обмотками 1:1. Отлаживаемое устр-во подключается к вторичной, поэтому касание одной рукой не вызовет удара током. И еще, осциллограф можно подключать без опаски его спалить.

Если нет мощного транса 1:1, то хотя бы маломощный, просто нагрузку уменьшить насколько можно или вообще убрать покамест.

Без осциллографа такое устр-во отлаживать очень плохо, а новичку - совершенно безнадежно, пустая трата времени.

[Motion]

Значит буду искать транформатор и осцилограф

[Baser]

...

+10

Тестер при отладке импульсных схем вообще вещь практически бесполезная. Весь процесс макетирования вертится вокруг осциллографа.

Еще, я бы вообще, на начальном этапе запитывал все хозяйство через маломощный трансформатор с выходным напряжением вольт в 40 переменки. Только нужно временно аналоговые цепи пересчитать. И только когда программа начнет мерять и выдавать наружу осмысленный сигнал, переходить на 220В.
Проверено, зело безопасней. К концу дня руки без участия мозга норовят влезть туда, куда ни-ни...

[Motion]

Завтра поеду на работу - там воспользуюсь и осцилографом и развязывающим. В принципе там есть всё, что нужно.

Сегодня ездил за комплектующими.

Купил:

- всё для входного фильтра
- всё для датчика напряжения
- всё для датчика тока, кроме шунта. Нигде не нашёл. Весь Радиорынок обошёл. Под заказ пожайлуста. Ждать 2 недели. Но купил всё-таки 5-ти ватный резистор сопротивлением 0,1Ом. И ещё есть 0,1Ом 1Вт.
- всё для системы синхронизации
- МК (ATMega 16)
- оптосимистор, силовой симистор
- панельки, макетки, предохранители, варистор, кнопки, держатели, разъёмы и т.д.

А вот +5 пока нет. AC/DC конвертер заказал - будет послезавтра. Думаю обойтись обычным блоком питания на +12В. Поставлю после 78L05. Но ведь нужно будет чтобы общий вывод был один. То есть нужно будет соединить земли +12В и 220В? И можно ли так делать?


Сначала хочу настроить "железо". То есть на выходе системы синхронизации получить меандр, на выходе датчиков тока и напряжения синусоиду.

То есть подать через автотрансформатор вольт 5 переменки и посмотреть сигналы. Если сигналы будут - буду программировать сам МК.


А вообще какие дадите рекомендации по наладке?

До защиты диплома нужно показать устройство на макетной плате. Должно мерять мощность и плавно регулировать яркость с помощью кнопок.

Сообщение отредактировал Владимир_КПИ - Feb 6 2008, 15:17

[Motion]

Если ничего не придумаю с питанием +5В, то ничего не получиться запустить.

На работе есть регулируемые блоки питания. Можно взять обычный бестрансформаторный блок питания, а потом понизить напряжение с помощью 78L05.

Вообщем, как я понимаю, нужно питание, имеющие общий вывод с сетью.

[Baser]

- всё для датчика тока, кроме шунта. Нигде не нашёл. Весь Радиорынок обошёл. Под заказ пожайлуста. Ждать 2 недели. Но купил всё-таки 5-ти ватный резистор сопротивлением 0,1Ом. И ещё есть 0,1Ом 1Вт.

Для макета вполне подойдут 5 резисторов по 0.1 Ом в параллель. Размеры макета не важны, важен принцип работы.

А вот +5 пока нет. AC/DC конвертер заказал - будет послезавтра. Думаю обойтись обычным блоком питания на +12В. Поставлю после 78L05. Но ведь нужно будет чтобы общий вывод был один. То есть нужно будет соединить земли +12В и 220В? И можно ли так делать?

Чтобы работало, земли объединять придется. Но без гальванической развязки от сети делать это настоятельно не рекомендую.

То есть подать через автотрансформатор вольт 5 переменки и посмотреть сигналы.

Только не через автотрансформатор (не ЛАТР), он гальванически не развязан. Я уже говорил, как лучше.
Тогда и без проблем можно связать земли с источником питания +12/+5В.

[Motion]

У меня на рабочем месте стоит сначала автотрансформатор, а потом развязывающий.

А можно связывать землю сети и землю блока питания без развязывающего? Когда буду отлаживать буду через развязывающий, но ведь потом когда работать будет, будет же без него.

Развязывающий нужен только для безопасности или ещё по каким-то причинам?


Чем AC/DC отличается от любого другого БП? По большому счёту отсутствием трансформатора.

То есть можно соединять общие провода сети и любого БП (с транформатором или без, AC/DC или просто зарядки от мобильного)?

[Baser]

А можно связывать землю сети и землю блока питания без развязывающего? Когда буду отлаживать буду через развязывающий, но ведь потом когда работать будет, будет же без него.

Можно, если вы точно знаете, что это нулевой провод сети 220В и земля бестрансформаторного блока питания, подключенная к нулевому проводу сети 220В.

Развязывающий нужен только для безопасности или ещё по каким-то причинам?

Для безопасности

Чем AC/DC отличается от любого другого БП? По большому счёту отсутствием трансформатора.

AC/DC это общее название преобразователя AC напряжения в DC. Этот термин ничего не говорит о наличии/отсутствии в нем гальванической развязки.

То есть можно соединять общие провода сети и любого БП (с транформатором или без, AC/DC или просто зарядки от мобильного)?

Все без разбора замыкать не следует
з.ы. зарядки от мобильного всегда имеют гальваническую развязку, неважно какие они, с трансом на 50Гц или импульсные.

[Motion]

Сегодня целый день паял свою схему на макетной плате. Получилось вот что:




Есть такой БП:




Завтра заберу заказанный AC/DC конвертер(BP5041A5). Схема подключения в документации такая:

На выходе получается +5В относительно нейтрали.





Насколько я понимаю, у сети есть нейтраль(ноль) и линия(фаза). Нейтраль - это просто точка отсчёта. Она не имеет потенциала. А вот фаза меняет свой значение от -220В до +220В. Мой блок питания на 5В тоже будет отсчитывать +5В относительно нейтрали сети. Чтобы всё работало необходимо чтобы нейтраль сети и нейтраль БП были соединены.
Плохо может быть, если я соединю нейтраль сети и +5В. Тогда будет к.з.
Плохо будет если я соединю фазу сети и нейтраль БП - будет к.з.

Мне этого бояться? И чего-то другого?

Но без гальванической развязки от сети делать это настоятельно не рекомендую.

Развязки чего с чем и почему?

Можно, если вы точно знаете, что это нулевой провод сети 220В и земля бестрансформаторного блока питания, подключенная к нулевому проводу сети 220В.

Как определить где у чего что?

[=AK=]

Насколько я понимаю, у сети есть нейтраль(ноль) и линия(фаза). Нейтраль - это просто точка отсчёта. Она не имеет потенциала.

Нет.

Для конечного потребителя сетевое всегда подается со вторичной обмотки распределительного транса. Один конец этой обмотки заземлен. Провод, соединенный с заземленным концом обмотки - нейтраль. Провод, соединенный с незаземленным концом обмотки - фаза.

При отсутствии нагрузки напряжение между нейтралью и землей равно нулю. При наличии (хоть где-нибудь) нагрузок напряжение между нейтралью и землей равно падению напряжения на проводах нейтрали. При авариях (когда где-то возникает к.з.) напряжение между нейтралью и землей может кратковременно (пока не сработают автоматы защиты) подскакивать до половины сетевого - этого может оказаться вполне достаточно, чтобы убить, если держаться за провод нейтрали.

А вот фаза меняет свой значение от -220В до +220В.

Нет. От -311В до +311В.

[Motion]

Моя упрощённая схема:



Мне нужно точно определить где фаза, а где ноль у сети и подключить согласно выше приведённой схеме и тогда не будет никаких проблем?


По идее можно перепутать фазу и ноль и включить их наоборот. Но тогда такое подключение должно быть и на входе устройства и на входе БП.

Но если на одном на входе устройстрва подключено фаза-нейтраль, а на входе БП нейтраль-фаза, тогда получиться короткое замыкание, что и есть самым опасным следствием неправильно подключения?


Развязывающий трансформатор нужен лишь для того, чтобы обезопасить меня. Без него я одним концом стою на нуле(земле), а если коснусь потенциала на схеме - меня ударит током. Если я буду отлаживать схему через развязывающий, чтобы меня ударило током необходимо коснуться в схеме в двух местах.

[Baser]

Еще раз перечитайте слова =AK= про нейтраль (нулевой провод) и землю (физическую землю, которая есть на настоящем заземлении, на батареях, на водопроводных трубах). Вывод: даже подключение общей точки схемы к нейтрали сети не гарантирует вашу безопасность. Так что отлаживайте схему через гальванически развязанный трансформатор и не ищите себе проблем. Нынче студентов-электронщиков не шибко много и вы нам дОроги

Небольшое отступление: в общем случае, находясь на толстом сухом резиновом коврике в сухой комнате, можно касаться одной рукой фазы и ничего при этом не почувствовать. Нет пути для протекания тока. Но это идеальный случай, на практике всегда есть утечки даже через влажный воздух. Поэтому я бы такой эксперимент проводить не стал

Мне нужно точно определить где фаза, а где ноль у сети и подключить согласно выше приведённой схеме и тогда не будет никаких проблем?
По идее можно перепутать фазу и ноль и включить их наоборот. Но тогда такое подключение должно быть и на входе устройства и на входе БП.

Припаяйте землю макета и землю вашего AC/DC прямо на плате, тогда одна возможная ошибка случиться не сможет.
Еще ньюанс: советские и евро розетки позволяют втыкать в них вилку двумя сторонами. Поэтому фаза сети может попасть как на фазу макета, так и на его землю. Для самого прибора это не опасно, это нормальный режим работы. А вот для отладки без гальваноразвязки это смертельно. Делайте выводы.

[Motion]

При отлаживании устройства буду использовать развязывающий транформатор. И тогда одно рукой можно подержаться где-угодно (можно, но проверять не буду).


Не можете вы понять чего я хочу. Другими словами:
Мне нужен внутрений источник питания для моего устройства. Где его взять? Есть под рукой AC/DC на 5В. Как правильно его подключить?

[Baser]

Не можете вы понять чего я хочу. Другими словами:
Мне нужен внутрений источник питания для моего устройства. Где его взять? Есть под рукой AC/DC на 5В. Как правильно его подключить?

Во-во. Не могу я понять, чего вы не понимаете
Если у вас "Есть под рукой AC/DC на 5В" (BP5041A5), то схему вы уже нарисовали чуть выше, чего-же ещё нужно?

Моя упрощённая схема:

Выход развязывающего транформатора подключаете к точкам L и N макета и работаете.

[Motion]

Выход развязывающего транформатора подключаете к точкам L и N макета и работаете.
----------------------------------------
А важно какой из выводов вторичной обмотки развязывающего трансформатора я подключу к L, а какой к N?


А потом когда сделаю устройство, его можно подключать к сети напрямую? Просто больше не лезть руками.

[Baser]

Выход развязывающего транформатора подключаете к точкам L и N макета и работаете.
----------------------------------------
А важно какой из выводов вторичной обмотки развязывающего трансформатора я подключу к L, а какой к N?

Не важно, если это трансформатор, а не ЛАТР (автотрансформатор).

А потом когда сделаю устройство, его можно подключать к сети напрямую? Просто больше не лезть руками.

Да, можно.

[Motion]

Получается вот так:



А если через ЛАТР или напрямую в сеть подключу, что может произойти?

Сообщение отредактировал Владимир_КПИ - Feb 8 2008, 21:53

[Baser]

А если через ЛАТР или напрямую в сеть подключу, что может произойти?

Владимир, будь ласка, перечитайте все прежние советы, данные вам. Там это уже раза три объяснено

з.ы. На последней картинке триак включен неправильно. Поменяйте местами триак и нагрузку.

[Motion]

На последней картинке триак включен неправильно. Поменяйте местами триак и нагрузку.

Почему не правильно? Если триак закрыт - ток через нагрузку не течёт(всё напряжение падает на триаке). Если открыт - течёт(почти всё напряжение падает на нагрузке). Триак должен стоять перед нагрузкой.


Если я подключу напрямую устройство к сети - оно не будет развязано с землёй, что небезопсно.

А влияет ли подключение или не подключение через развязывающий на работу самого устройства в связке с БП[b]?

[Baser]

Почему не правильно? Если триак закрыт - ток через нагрузку не течёт(всё напряжение падает на триаке). Если открыт - течёт(почти всё напряжение падает на нагрузке). Триак должен стоять перед нагрузкой.

Почитайте как триак управляется. Так как вы нарисовали, у вас через управляющий электрод на мегу 220В шибанет. Если хотите, чтобы триак стоял на фазе, для его управления нужно применять оптотриак-драйвер типа MOC3052

Если я подключу напрямую устройство к сети - оно не будет развязано с землёй, что небезопсно.

Какое это имеет отношение к триаку

А влияет ли подключение или не подключение через развязывающий на работу самого устройства в связке с БП[b]?

НЕТ. Это я уже тоже писал.

[Motion]

НЕТ. Это я уже тоже писал.

Всё, теперь всё ясно.

Подключение триака я показал условно. В своей схеме я использую подключение через оптопару MOC3052.

Но всё-таки сначала дожен стоять триак, а потом нагрузка или всё таки наоборот или это не имеет значения?

[Baser]

Подключение триака я показал условно. В своей схеме я использую подключение через оптопару MOC3052.
Но всё-таки сначала дожен стоять триак, а потом нагрузка или всё таки наоборот или это не имеет значения?

При подключении через оптопару MOC3052 это не имеет значения.

[Motion]

Понял.

В понедельник поеду делать дальше. Установлю AC/DC. Должен буду получить +5В. Запитаю им всё что нужно и должны будут появиться сигнал синхронизации(меандр) и сигналы с датчиков(при нулевом токе и напряжении сигналы будут соответственно на уровне 1,28В и 2,5В).

НО, чтобы запустить AC/DC ему нужно полное напряжение. Тогда полное я подам и на своё устройство. Как быть? Может пока полность не отложу устройство не пользоваться AC/DC, а брать напряжение с БП, что на фото. Подключить его напрямую к сети. На выходе получу +20В, потом на 78L05 => +5В. Соединю землю 78L05 c землём своего устройства. И будет всё относительно одной точки. Потом подам на вход устройства вольт 10 переменного напряжения. Посмотрю сигналы синхронизации и с датчиков. Если всё ок - буду программировать МК для управления симистором и измерения напряжений с датчиков.

Ещё, в описании по AC/DC вот такая схема:




А вот рекомендации по выбору элементов:


В качестве диода подойдёт 1N4007? Просто у меня сомнения. Диод небольшой, а подключается к сети. Его параметры - 1000В, 1А.

[semen_g]

Тяжелый случай. Может быть это, хотя бы частично поможет.
http://faktor8.narod.ru/svet/svet.htm

[SergCom07]

Не забудьте еще радиатор на триак прикрутить.
Он достаточно много тепла выделяет под нагрузкой.

[Motion]

Взял радиатор с триака диммера, мощностью 800Вт. Просто перекрутил на свой триак.

[Baser]

Как быть? Может пока полность не отложу устройство не пользоваться AC/DC, а брать напряжение с БП, что на фото. Подключить его напрямую к сети. На выходе получу +20В, потом на 78L05 => +5В. Соединю землю 78L05 c землём своего устройства. И будет всё относительно одной точки. Потом подам на вход устройства вольт 10 переменного напряжения. Посмотрю сигналы синхронизации и с датчиков. Если всё ок - буду программировать МК для управления симистором и измерения напряжений с датчиков.

Годится. Подобный вариант отладки я вам предлагал давным-давно.

В качестве диода подойдёт 1N4007? Просто у меня сомнения.

Подойдет. Гоните сомнения

[Motion]

На данный момент имею:



- контроллер и микросхемы питаются от внутреннего AD/DC конвертера;
- с контролера постоянно выдавал лог 0 для отпирания симистора. Свет зажигался и постоянно горел;
- включал схему на полных 220В, 30 минут оставлял - пока всё нормально(при нагрузке 100Вт);
- на выходе блока синхронизации присутствует меандр (не выходит за пределы 0...5В)
- при изменении напряжения на входе от 0 до 220В, напряжение на датчике напряжения меняется от постоянного 1,23 до синусоидального с максимальным размахом 2.4В;
- напряжение на датчике тока также при изменении входного напряжения меняется от постоянного значения до синусоидального, но не с большим размахом, так как ток меняется от 0% до 10%(100Вт)

То есть можно сделать вывод, что аппаратная часть устройства работает(не проверял пока на полной нагрузке - 1000Вт, не оставял на несколько часов поработать, не програнял при разных температурах окружающей среды).

Теперь необходимо запрограммировать МК для выполнения следующих функций:

- плавный пуск
- плавная регулировка мощности с помощью кнопок
- измерение активной мощности и запись результата в энергонезависимую память

Подскажите возможный алгоритм работы программы.

Сообщение отредактировал Владимир_КПИ - Feb 13 2008, 11:10