Re: Автоматика для РК на STM32F103
Вчера снял работу автоматики. Несколько сумбурно и не связно пояснил работу, но как есть, переснимать по 5 раз и редактировать вариантов пока нет. Да и вышло не слишком коротко, 14 минут.
Видео предварительное! Как будет законченный вариант, то будет и остальное.
https://youtu.be/fYP14a3Gd8E
Поясню принцип стабилизации ещё письменно:
1. Мощность регулируется твердотельным реле SSR-40LA (с индексом L, фазовое управление), скважность на выходе зависит от входного тока реле.
2. МК (микроконтроллер) выдаёт ШИМ, который сглаживается конденсатором, на выходе имеем напряжение 0-5 вольт, что при подаче на твердотельное обеспечивает те самые 4-20 мА.
Это управление выходной мощностью: МК > ШИМ>ключ (транзистор)+конденсатор>Тврдт.реле> нагрузка
3. Ток измеряется модулем ASC712 (20А), без нагрузки на выходе половина питающего напряжения.
4. Напряжение с модуля поступает на вход АЦП МК. (АЦП 12-бит, (4095 "ступеней"))
5. Без нагрузки измеряется и запоминается ноль (это примерно половина уровня АЦП). Это точка отсчёта полуволн, больше - положит. полуволна, меньше - отрицательная.
6. При первом включении производится (однократно) калибровка, необходимая для связывания уровня АЦП и ШИМ, потому как твердотельное работает не от нуля вольт и верхний предел тоже находится ниже 5 вольт, ШИМ идёт по нарастанию, а АЦП "прощупывает" нижний и верхний предел и сохраняет в память. При последующих включениях данные калибровки берутся из памяти (калибровка больше не запрашивается, но через настройки возможно перекалибровать заново)
7. Далее пользователем задаётся условный уровень (по сути уровень АЦП), а контроллер посредством ШИМ подгоняет ток к заданному и следит за соответствием.
8. Тонкости.
* Намерено сделана ширина (мёртвая зона) АЦП +/- 1 единица, чтоб не возникало постоянной подгонки ШИМ, своего рода маленькая "свобода". При количестве ступеней (на 2кВт ТЭНе) в ~800 единиц, эти пару единиц роли не играют.
* ШИМ корректируется 5 раз в секунду (~каждые 0.2 сек) корректировка происходит после отработки АЦП 15 тыс выборок.
* Точность и усреднение АЦП. АЦП работает постоянно. В прерывании АЦП несколько циклов - 5 выборок с усреднением, результат суммируется ещё 3000 раз и в итоге выводится среднее арифметическое. Учитываются обе полуволны.
Быстродействие АЦП намерено выбрано более медленным, чтоб не тратить время на просчёты в прерывании и е загружать процессор лишней работой ( не нужная избыточность) В теории можно ускорить АЦП ещё в >100 раз.
ЛАТРА для проверки нет, но испытывал подключением нагрузки, снижающей питание на 5-6 вольт и второй вариант, подключал (через автомат для шунтирования) последовательно нагрузку общей мощностью 7 кВт. Против моих 2 кВт при включенных последовательно 7-ми напряжение проседает на 50 вольт. Схема вытягивает на заданный уровень.
Ещё раз повторю. Это предварительная, хотя и работающая версия.