Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Создание диммера (дипломный проэкт)
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Сайт и форум > В помощь начинающему
Страницы: 1, 2, 3
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:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

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.


Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
=AK=
Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 09:17) *
Для развязки системы управления (МК) и силовой части (симмистора) возьму оптопару MOC3023.

А в задании требуется развязка, или это ваша самодеятельность?

Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 09:17) *
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?

Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 09:17) *
Ещё нужно синхронизировать МК с синусоидой. Как это можно сделать?

Вам ведь уже все разжевали, http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=39765
tyro
Цитата(=AK= @ Dec 2 2007, 05:13) *
Вам ведь уже все разжевали, http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=39765

bb-offtopic.gif
А это по всем темам Владимир_КПИ, получается как в анекдоте: "Чукча не читатель, чукча писатель". smile.gif
bb-offtopic.gif
Motion
Цитата
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.


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


Верно. Забыл, за свою же созданную тему. Сейчас буду разбираться.
=AK=
Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 19:39) *
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
Цитата
"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".

Цитата
"Сгорел" начинается с буквы "с".


Виноват 05.gif

Цитата
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
Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 14:22) *
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=
Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 20:52) *
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.

Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 20:52) *
При гальванической развязке передаётся сигнал, а не напряжение.

А сигнал чем передается, святым духом, что ли?

Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 20:52) *
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:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

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

По идее должно получиться что-то такое:


Нажмите для просмотра прикрепленного файла



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?
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.
Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 17:12) *
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
Цитата
Если возможно, скажите по какой специальности пишется дипломный проект?


"Электронные системы".

Цитата
"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.


Цитата
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=
Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 23:42) *
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.

Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 23:42) *
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.

Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 23:42) *
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.

Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 23:42) *
Для фазного регулирования мне подходит MOC3023.

Оптрон паршивый, но для диплома сойдет.

Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 2 2007, 23:42) *
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
Цитата
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?

Цитата
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 smile.gif Но защита справлялась у них встроенная однако
=AK=
Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 3 2007, 09:09) *
Предложите другой

FODM3053
rezident
Цитата(=AK= @ Dec 3 2007, 05:22) *
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=
Цитата(DASM @ Dec 3 2007, 10:25) *
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=
Цитата(INT1 @ Dec 3 2007, 14:45) *
б) опто- это и не только гальваническая , но и емкостная

Что такое "емкостная (развязка)"? 07.gif
INT1
smile.gif , 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=
Цитата(INT1 @ Dec 3 2007, 15:24) *
smile.gif , 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?
=AK=
Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 3 2007, 18:18) *
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.

Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 3 2007, 18:18) *
как её связать с силовым симистором?

Так, как рекомендовано в даташите.
Motion
Цитата
У вас диплом "на бумаге", или макет будете делать?


Буду потом его(диммер) собирать.

Цитата
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:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
=AK=
Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 3 2007, 21:36) *
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=
Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 4 2007, 13:20) *
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.

Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 4 2007, 13:20) *
Получается 308В + 10% = 339В

220 * 1.414213562 = 311.12698737 V

311.12698737 * 1.1 = 342.2396821 V

Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 4 2007, 13:20) *
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?

Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 4 2007, 13:20) *
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
Цитата(DASM @ Dec 17 2007, 16:02) *
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
Цитата(Владимир_КПИ @ Dec 17 2007, 15:51) *
Поехали далее. В схеме присутствует датчик напряжения(делитель) и датчик тока(Холла).

Задача - измерить потребляемую устройством мощность.

Как это реализовать?

Смотрим пост №11, там
Цитата
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 biggrin.gif , 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
Цитата(tyro @ Dec 18 2007, 12:26) *
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
Цитата(DASM @ Dec 18 2007, 16:30) *
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. smile.gif 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

Нажмите для просмотра прикрепленного файла


Посмотрите, укажите на ошибки, недочёты.



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


Это к тому, что нужно поставить ограничительный резистор?

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


А его нужно фильтровать?

Цитата
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?

Цитата
обьясните почему диод опторозвязки включаете вытекающим током...


А какая разница?

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


А что это?

Цитата
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 smile.gif ) в связке с модемом (для передачи команд управления по электропроводке).

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

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

Цитата
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.

Цитата
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.
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:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла


(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
Цитата(Владимир_КПИ @ Jan 6 2008, 14:15) *
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
Цитата
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?
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.