Регуляторы мощности для ТЭНов (Страница 31 из 87)

И правда, провод то оказался 0,7 мм2. Зачем такие вилки используют? Нерационально же.

Меряет правильно потому, что на нем указан стандарт измерения "True RMS". То есть реальное (действующее) значение переменного напряжения (тока), независимо от формы.

d.styler, с обратной связью собрать регулятор если на полупроводниковых элементах то схема довольно таки не маленька, есть журнал "Радио" за какой то год, не помню, там была похожая схема, можно поискать с запросом "регулируемый стабилизатор мощности 220В"
Проще собрать на микроконтроллере как РМ-2 или ту что на видео, выкладывал выше, но проблема в прошивке, взять не где... тупик.

вообще-то до твоего сообщения я думал что BTA изолированные ,а BTB нет, но судя по даташит твоего получается что неизолированный ,лучше всего если он на руках то прозвонить тестером среднюю ножку с корпусом

В том то и дело что нет на руках, обещали парочку притащить. Просто колхозить радиатор на изоляторах тот еще гимор.

Полазил по http://www.alldatasheet.com/даташитам Да, ВТА изолированные, но там еще от типа корпуса зависит. Вообщем, в любом случае прозванивать надо, чтоб беды не наделать.

babis303,  А2 звонится с подложкой

Рискну предложить вашему вниманию

Регулятор мощности на микроконтроллере AT89C51AC2

Рассматриваемый регулятор мощности разработан на основе статьи Леонида Ивановича Ридико, опубликованной здесь.

В статье описываются два варианта регулятора мощности: без автоматического регулирования и с ним. Для нас интересен второй вариант, так как он позволяет сделать нагрев независимым от колебаний напряжения в сети. Тем более, что автоматическое регулирование опционально.

Автор статьи применяет микроконтроллер AT89C2051. Всем он хорош, кроме одного: с ним необходимо использовать высоковольтный программатор. Когда-то подобные программаторы выпускались и продавались, но это было ещё во времена DOS. Кроме того, они требовали наличия в компьютере порта LPT. Понятно, что в сегодняшних условиях использование высоковольтных программаторов становится отдельной научно-технической задачей. Поэтому было принято решение заменить микроконтроллер аналогичным, но не требующим высоковольтного программатора. Отмечу, что в принципе можно применить множество различных микроконтроллеров, но в любом случае потребуется переработка программы. Можно даже использовать Arduino.

А я применил микроконтроллер AT89C51AC2. В 2003 году начал заниматься этим микроконтроллером, и с тех пор кое-что у меня осталось как в голове, так и в загашнике.

В схему рис. 4 (см. статью Л. И. Ридико) были внесены некоторые изменения.

1.    Микроконтроллер AT89C2051 имеет недостаточное количество портов ввода-вывода. Поэтому автор применил хитрость: он использует один и тот же порт как для управления динамической индикацией, так и для опроса кнопок. Поскольку AT89C51AC2 имеет значительно больше портов ввода-вывода, чем AT89C2051, схема была изменена так, чтобы каждая кнопка и каждый сегмент индикатора подключались к своему индивидуальному порту. По той же причине был исключён дополнительный светодиод VD6 (см. рис. 4 в статье Л. И. Ридико). Вместо этого светодиода используется децимальная точка младшего разряда индикатора.

2.    Нагрузка регулятора по схеме рис. 4 (см. статью Л. И. Ридико) питается выпрямленным напряжением от дополнительной обмотки силового трансформатора. Так сделано для того, чтобы нагрузка подключалась к общему проводу схемы, и можно было измерять напряжение на нагрузке и использовать его для авторегулирования мощности. Нам такое схемотехническое решение не подходит, так как наша нагрузка достаточно мощная (потребовался бы неслабый силовой трансформатор). Поэтому в схему были внесены изменения, дающие возможность коммутировать сетевое напряжение и одновременно измерять напряжение на нагрузке.

Схема электрическая принципиальная модернизированного регулятора была нарисована в программе PCAD-2006. В этой же программе были разведены печатные платы. Старик-PCAD не умеет экспортировать схемы и платы в PDF или JPEG, поэтому привожу только скриншоты для ознакомления. Однако для изготовления печатных плат методом ЛУТ или фотоспособом препятствий никаких нет, из PCAD-2006 всё отлично печатается.

В качестве силового коммутирующего элемента используется мощный симистор (триак) BTA41 600V 40A. Управление симистором осуществляется с помощью оптрона MOC3063 в типовом включении. Для измерения напряжения на нагрузке используется диодный мост VD1 (см. новую схему регулятора), включенный параллельно нагрузке, а выпрямленное им напряжение подаётся относительно общего провода схемы на резистивный делитель R3-R4, а с него на вход компаратора DA3:2. Поскольку при таком схемотехническом решении появляется гальваническая связь сети с общим проводом регулятора, необходимо при настройке соблюдать осторожность и конструктивно исключить возможность прикосновения к токоведущим частям регулятора.

Схема разбита на две части, каждая из которых располагается на отдельной печатной плате. Обе платы одинакового размера. На одной плате расположен микроконтроллер, его служебные цепи, индикатор, кнопки управления. На второй плате размещается блок питания, компараторы, силовая часть. Между собой платы соединены шестью проводами. Провода должны быть достаточной длины, чтобы можно было откинуть верхнюю плату. Это требуется для настройки регулятора.

Печать односторонняя, однако, пришлось сделать несколько перемычек. Отверстия на чертеже все одного маленького диаметра. Это сделано специально, чтобы при сверлении были видны протравленные центра.

Силовой симистор установлен на радиаторе через теплопроводящую пасту КПТ-8. Теплоотвод симистора изолирован от его выводов, так что никакой прокладки не требуется.

Конструкция представляет собой «этажерку». Платы и радиатор скрепляются друг с другом с помощью монтажных стоек с резьбой М3. Провода, через которые протекает ток нагрузки, имеют сечение 1,5 мм2. Поскольку толщина фольги печатной платы всего 18 мкм, сечение печатных проводников, через которые течёт ток нагрузки, недостаточное. Пришлось продублировать их кусками многожильного провода.

В качестве корпуса регулятора использован корпус блока питания от старого компьютера. Один из установленных в нём вентиляторов оставлен для охлаждения радиатора. Вентилятор работает на выдув, для притока воздуха в одной из стенок крышки насверлены отверстия. Питание для вентилятора снимается с конденсатора C1 (см. схему). Разводку платы для проводов вентилятора я не предусмотрел, так как заранее не рассчитывал на вентилятор.

Питание на регулятор подаётся через вилку с заземлением и трёхпроводный кабель. Такой же кабель с розеткой используется для подключения нагрузки. Проводники заземления входного и выходного кабелей подключаются к металлическому корпусу регулятора.

«Этажерка» крепится к передней панели корпуса четырьмя винтами. Сама передняя панель сделана из нефольгированного стеклотекстолита и крепится к металлическому корпусу также четырьмя винтами. Отверстия с резьбой под эти винты на корпусе уже есть, и они когда-то использовались для крепления в системном блоке. Однако резьба в этих отверстиях очень слабая, при затягивании винтов она срывается. Поэтому пришлось посадить винты на гайки. Также пришлось немного подработать ножницами по металлу окно под переднюю панель в металлическом корпусе. В передней панели прорезаны отверстия для индикатора и кнопок. Чтобы отверстия располагались в нужных местах, распечатал рисунок платы с кнопками, наклеил на текстолит и наметил центры отверстий под кнопки и стойки, а также углы окна для индикатора. Отверстия под кнопки сверлил ступенчатым сверлом, их диаметр 12 мм. Думаю, если бы сверлил обычным сверлом, обязательно разорвал бы перемычки между отверстиями. Окошко под индикатор выпиливал надфилями. Можно было и покрасить, и нанести надписи, и закрыть окошко индикатора светофильтром. Может, позже сделаю.

Несколько слов об использованных радиодеталях и материалах. Специально даю ссылки, где можно купить, хотя покупал не всё.
Некоторые детали были в наличии:
•    микроконтроллеры ,
•    диодные мосты
•    стабилизаторы
•    кнопки тактовые
•    колпачки для кнопок
Часть деталей купил на AliExpress:
•    силовые симисторы ,
•    оптроны
•    кварцевые на 12 МГц,
•    индикаторы,
•    компараторы ,
•    панельки ,
•    [для стабилизатора 7805.
Кое-что покупал в Чип и Дипе:
•    Трансформатор
•    Подстроечный резистор  (дорогой, сцуко),
•   
•    Все остальные резисторы и конденсаторы.
Провод ПВС 3х1,5, розетку и вилки покупал в Леруа Мерлене.

Изменение схемы и замена микроконтроллера, разумеется, потребовали и изменения программы (прошивки). Подробно рассказывать, в чём эти изменения, смысла не вижу, это никому не интересно. Исходники программы и компилятор есть во вложении. Лучше расскажу,

Как программируется микроконтроллер AT89C51AC2

1.    Необходима программа FLIP (FLexible In system Programmer)  от Atmel.  Эта программа служит для прошивки микроконтроллеров. Скачать её можно отсюда. Программа версии 3.4.7 требует Java Runtime Environment, есть дистрибутив без встроенной Java, есть со встроенной. Первый используется при наличии 64-разрядной версии операционной системы. Сначала устанавливается 64-разрядная Java, затем FLIP. Либо если Java уже установлена (при любой разрядности ОС). Второй используется на 32-разрядных ОС без установленной Java. Есть дистрибутив и под Linux. В этом случае Java устанавливается отдельно.

2.    Необходим HEX файл программы (прошивки) PREGPCB.HEX (PREGPCB означает Power REGulator on Printed Circuit Board, то есть регулятор мощности на печатной плате). Чтобы FLIP смог открыть этот файл, в пути к нему не должно быть русских букв. Странно, но факт: версия FLIP 1.8.8 без проблем открывает HEX файлы, лежащие по любым путям. А вот более старшие версии – уже нет. Я потерял кучу времени, чтобы выяснить это.

3.    Микроконтроллер AT89C51AC2 программируется через приёмопередатчик (UART), подключаемый к последовательному порту компьютера.
Здесь нужно сделать отступление. Последовательный порт компьютера – это в общем случае COM порт. В былые времена компьютеры оснащались физическими COM портами с разъёмами DB9 или DB25. Именно с такими портами и работали старые версии программы FLIP. И, хотя интерфейс USB в 2003 году уже появился, FLIP всё ещё не мог работать с виртуальными COM портами. Ему требовался настоящий, физический COM порт. По этой причине в 2003 году мы для работы вынуждены были искать у торговцев ноутбук с физическим COM портом, что уже тогда было редкостью. И всё же он был найден, им и пользовались для программирования микроконтроллеров. Дедушка жив и сейчас.

Поскольку UART микроконтроллера работает с логическими уровнями TTL, необходим преобразователь интерфейса. В те времена самым простым и быстрым решением было спаять преобразователь интерфейса самим. Понадобилась микросхема MAX232, пять электролитических конденсаторов, кусок макетной платы и разъём DB9. Колхоз? Да, но это работает. Им я и программировал свой регулятор.

Преобразователь питается от того же источника +5В, что и программируемый микроконтроллер. Поэтому подключение ведётся четырьмя проводами: +5В, GND, TX, RX. Для этого на печатной плате имеются четыре рядом расположенных отверстия под штыри Dupont.
Теперь такой преобразователь интерфейса можно купить на AliExpress за копейки. Если у кого есть физический COM порт на компьютере, можно применить.
Однако со временем программисты фирмы Atmel всё же создали версию FLIP, понимающую виртуальные COM порты. Это сделало возможным использование USB интерфейса для программирования микроконтроллеров.

Современный преобразователь интерфейса USB to UART подробно рассматривался в теме про измерение температуры с помощью DS18B20. Купить готовый, например, такой можно на AliExpress. Поскольку USB порт даёт питание подключенным к нему устройствам, отпадает необходимость в проводе +5В. Достаточно трёх проводов: GND, TX, RX. Гнёзда Dupont должны быть на обоих концах кабеля. Для такого преобразователя интерфейса необходим драйвер. При подключении разъёма преобразователя интерфейса к USB порту компьютера автоматически создаётся виртуальный COM порт. Его номер необходимо узнать, чтобы впоследствии указать в программе FLIP. Это делается через диспетчер устройств.

4.    «Чистый» микроконтроллер AT89C51AC2 прошит на заводе так, что при подаче питания (точнее, при сбросе, RESETе) он входит в режим бутлоадера (загрузчика), то есть становится способен связаться с компьютером, откуда может быть прошита пользовательская программа. Служебный бит BLJB (BootLoader Jump Bit) в микроконтроллере отвечает за то, в какой режим: бутлоадера или выполнения пользовательской программы, войдёт микроконтроллер при подаче питания (RESETе). Итак, в «чистой» микросхеме бит BLJB установлен (лог. 1).
После того, как мы запрограммируем микроконтроллер, нам нужно будет, чтобы при подаче питания (RESETе) начинала выполняться наша программа. Поэтому после прошивки необходимо бит BLJB сбросить (лог. 0). Это делается в программе FLIP.
Однако, как правило, в программе, которую мы прошили, обязательно обнаружатся баги (или фичи), и нам придётся программу исправлять, а затем прошивать заново. Но ведь мы уже сбросили бит BLJB! Как мы попадём в бутлоадер?
Для этого есть обходной путь. Если при подаче питания или RESETе замкнуть с общим проводом (GND) вывод PSEN (номер 38) микроконтроллера, то последний войдёт в режим бутлоадера, даже если бит BLJB сброшен.
Для осуществления этой возможности цепи PSEN и GND выведены на отдельную пару штырей Dupont. При необходимости эти штыри можно замкнуть, например, пинцетом. Они помечены на чертеже платы надписью PRG (Program).

Процесс прошивки микроконтроллера AT89C51AC2

1.    Не устанавливая микросхему в «кроватку», проверить питание +5В. Если норм, выключить питание и перейти к п. 2. Если не норм, исправить.

2.    Установить микросхему в «кроватку», учитывая цоколёвку. Первый вывод микросхемы обозначен вдавленной точкой на корпусе. На «кроватке» внутри есть стрелка, указывающая на первый вывод. Точку нужно совместить со стрелкой и защёлкнуть микросхему в «кроватке».

3.    Подключить к штырям Dupont преобразователь интерфейса. Лучше, если провода будут разноцветными, а на бумажке будет написано, провод какого цвета к какому штырю подключать.

4.    Подключить разъём преобразователя интерфейса к COM/USB порту компьютера.

5.    Открыть программу FLIP. Окно программы имеет три блока: слева Operations Flow, в центре FLASH Buffer Information, справа блок имеет название выбранного микроконтроллера.

6.    Нажать иконку с изображением микросхемы. Откроется окошко выбора типа микроконтроллера. Найти в списке AT89C51AC2, выделить и нажать OK. В свежей версии программы FLIP выбранный микроконтроллер запоминается.

7.    Нажать иконку с красной стрелкой, тыкающей в книгу. Это загрузка HEX-файла пользовательской программы. Найти файл PREGPCB.HEX и загрузить его. Помните о русских буквах! После загрузки HEX файла в блоке FLASH Buffer Information окна FLIP появятся данные о загруженном HEX файле.

8.    Нажать иконку с изображением кабеля. Это установка связи с микроконтроллером. В окошке выбрать RS232, затем в появившемся окошке RS232 выбрать COM порт, к которому подключен преобразователь интерфейса. Затем выбрать скорость обмена. Я обычно выбираю 38400. Галку Manual Sync устанавливать не нужно.

9.    Если вставлена «чистая» микросхема, просто включить питание. Если микросхема уже прошитая, то перед подачей питания замкнуть выводы PSEN и GND. Держать замкнутыми около 2 секунд, затем разомкнуть.

10.    Нажать кнопку Connect в окошке RS232 программы FLIP. Произойдёт инициализация соединения, и, если всё нормально, через секунду в блоке AT89C51AC2 окна FLIP появятся данные подключенного микроконтроллера: Signature Bytes, Bootloader Ver и др. Если с первого раза связаться не удалось, придётся повторить, возможно, начиная с отключения питания.

11.    Установить галки на нужных операциях в блоке Operations Flow. Операция Erase не нужна, если у нас «чистая» микросхема. Если микросхема уже программировалась, операцию Erase необходимо включить. Остальные операции лучше включать всегда.

12.    В блоке AT89C51AC2 окна FLIP снять галку с опции BLJB. На опции X2 галку не устанавливать!

13.    Нажать кнопку Run в блоке Operations Flow. Начнётся выполнение заданных операций. Снизу будет отображаться прогресс-бар. По окончании всех операций внизу возникнет сообщение Special Bytes successfully written.

14.    Отключить питание регулятора.

15.    Отключить преобразователь интерфейса от регулятора. Микроконтроллер запрограммирован, при следующей подаче питания начнёт выполняться прошитая программа.

Настройка регулятора

1.    Подать питание на регулятор через ЛАТР. Нагрузка должна быть подключена (это не обязательно должен быль ТЭН, я использовал лампу накаливания на 60 Вт). Установить на ЛАТРе номинальное напряжение (220 или 230 В).

2.    Убедиться в том, что после включения питания индикатор показывает три нуля.

3.    Нажать кнопку SB1 (UP), значение мощности должно увеличиться.

4.    Нажать кнопку SB2 (DOWN), значение мощности должно уменьшиться.

5.    Установить мощность 100%.

6.    Измерить напряжение (относительно GND) на выводе 5 компаратора LM393. Запомнить значение (оно должно быть около 3,5 В).

7.    Измерить напряжение на выводе 6 компаратора LM393.

8.    Вращая подстроечный резистор R4, установить на выводе 6 компаратора LM393 напряжение, равное напряжению на выводе 5 этого компаратора.

9.    Установить мощность 90% и включить режим AUTO.

10.    Нажать и удерживать кнопку SB3 (AUTO). На индикаторе должна отображаться текущая мощность, колебания относительно заданной мощности (90%) должны быть не более ±1%. При необходимости откорректировать положение подстроечного резистора R4.

Работа регулятора

При включении питания регулятор устанавливается в режим нулевой мощности (в нагрузку ничего не подаётся).
Если установлена нулевая мощность, то одновременное нажатие кнопок SB1 (UP) и SB2 (DOWN) устанавливает полную мощность (100%).
Если установлена ненулевая мощность (любое значение, отличное от нуля), то одновременное нажатие кнопок SB1 (UP) и SB2 (DOWN) устанавливает нулевую мощность.
Кнопка SB1 (UP) увеличивает мощность, кнопка SB2 (DOWN) уменьшает. При достижении нулевой либо полной (100%) мощности дальнейшее её изменение этой кнопкой блокируется (нет переходов ни через ноль, ни через 100%).
Режим АВТОрегулирования включается одновременным нажатием кнопок SB1 (UP) и SB3 (AUTO), а выключается одновременным нажатием кнопок SB2 (DOWN) и SB3 (AUTO).
В режиме AUTO горит децимальная точка младшего разряда индикатора.
В режиме AUTO нажатие и удержание кнопки SB3 (AUTO) выводит на индикатор текущее значение мощности (оно зависит от напряжения сети).
Если напряжение сети упало настолько, что дальнейшее увеличение мощности невозможно, индикатор режима AUTO будет мигать.

PS Сейчас не понял, можно ли делать вложения файлов в посты. А то схема, чертежи плат, прошивка как же?

А я храню на своём домашнем компе, безоблачно. Можно, конечно, выложить на какой-нибудь файлообменник, но там срок хранения ограничен.
Придумал вот что: я сейчас выложу на rghost, а кто-нибудь скачает и положит на облако, а ссылку кинет сюда. Годится?

Вот тут архив: https://cloud.mail.ru/public/DuZ9/CV6ZeDxEY