Categories: Electrònica pràctica, Secrets d'electricista
Nombre de visualitzacions: 121618
Comentaris sobre l'article: 3
Com connectar la càrrega a la unitat de control en microcircuits
Un article sobre diverses maneres de connectar una càrrega a una unitat de control de microcontroladors mitjançant relés i tiristors.
Tots els equipaments moderns, tant industrials com domèstics, funcionen amb electricitat. Al mateix temps, tot el seu circuit elèctric es pot dividir en dues grans parts: dispositius de control (controladors de la paraula anglesa CONTROL - to control) i actuadors.
Fa uns vint anys, es van implementar unitats de control en microcircuits de petit i mitjà grau d’integració. Aquestes eren les sèries de xips K155, K561, K133, K176 i similars. Es diuen circuits digitals lògics, ja que realitzen operacions lògiques en senyals i els senyals són digitals (discrets).
Igual que els contactes regulars: “tancat - obert”. Només en aquest cas, aquests estats s’anomenen, respectivament, “unitat lògica” i “zero lògic”. La tensió de la unitat lògica a la sortida del microcircuit està en el rang des de la meitat de la tensió d'alimentació fins al seu valor complet, i la tensió del zero lògic per a aquests microcircuits sol ser de 0 ... 0,4 V.
L'algoritme de funcionament d'aquestes unitats de control es va realitzar a causa de la corresponent connexió de microcircuits, i el seu nombre era bastant gran.
Actualment, totes les unitats de control estan desenvolupades basades en microcontroladors de diversos tipus. En aquest cas, l'algoritme de funcionament no es basa en una connexió de circuits d'elements individuals, sinó en un programa "cosit" al microcontrolador.
En aquest sentit, en lloc de diverses desenes, o fins i tot centenars de microcircuits, la unitat de control conté un microcontrolador i una sèrie de microcircuits per a la interacció amb el "món exterior". Però, malgrat aquesta millora, els senyals de la unitat de control del microcontrolador continuen sent els mateixos digitals que els dels antics microcircuits.
És clar que la potència d’aquests senyals no és suficient per encendre una potent làmpada, motor i només un relé. En aquest article tindrem en compte de quines maneres es poden connectar càrregues potents a microcircuits.
El més formes senzilles és activar la càrrega a través del relé. A la figura 1, el relé s’encén utilitzant el transistor VT1, amb aquest propòsit, se subministra una unitat lògica a la seva base mitjançant la resistència R1 del microcircuit, el transistor s’obre i s’encén el relé que, amb els seus contactes (no mostrats), s’encén la càrrega.
La cascada que es mostra a la figura 2 funciona de manera diferent: per engegar el relé, a la sortida del microcircuit ha d’aparèixer un 0 lògic, que tancarà el transistor VT3. En aquest cas, el transistor VT4 s’obrirà i s’encendrà el relé. Amb el botó SB3 podeu activar el relé manualment.
A les dues figures es pot veure que paral·lelament als enrotllaments del relé, els diodes estan connectats i pel que fa a la tensió d’alimentació en sentit contrari (no conductor). El seu propòsit és suprimir l’EMF d’autoinducció (pot ser deu o més vegades la tensió d’alimentació) quan el relé està apagat i protegir els elements del circuit.
Si al circuit no hi ha un, dos relleus, sinó molt més, llavors per connectar-los xip especialitzat ULN2003Apermetent la connexió de fins a set relés. Aquest circuit de commutació es mostra a la figura 3, i a la figura 4 l’aparició d’un modern relé de mida petita.
La figura 5 mostra diagrama de connexió de càrrega mitjançant tiristors d’optopup TO125-12.5-6 (en comptes del qual sense canviar res del circuit, podeu connectar un relé). En aquest circuit, heu de parar atenció al commutador de transistor realitzat en dos transistors VT3, VT4. Aquesta complicació es deu al fet que alguns microcontroladors, per exemple, AT89C51, AT89C2051, durant el restabliment, s'encenen durant diversos mil·lisegons i mantenen el nivell lògic 1 a tots els pins.Si la càrrega es connecta segons l’esquema que es mostra a la figura 1, la càrrega s’actuarà immediatament quan s’encén l’alimentació, cosa que pot ser molt indesitjable.
Per tal d’encendre la càrrega (en aquest cas, els LED dels tiristors d’optopplicador V1, V2), s’hauria de subministrar un lògic 0 a la base del transistor VT3 mitjançant la resistència R12, que obrirà VT3 i VT4. Aquest últim il·luminarà els LED d’opto-tiristor que s’obren i encenen la càrrega de xarxa. Els tiristors Optocoupler proporcionen un aïllament galvànic de la xarxa del circuit de control en si, cosa que augmenta la seguretat i la fiabilitat del circuit.
Unes quantes paraules sobre tiristors. Sense entrar en detalls tècnics i característiques de tensió actual, podem afirmar-ho tiristor - Es tracta d’un simple díode, fins i tot tenen designacions similars. Però el tiristor també té un elèctrode de control. Si se li aplica un impuls positiu respecte al càtode, fins i tot a curt termini, llavors el tiristor s’obrirà.
En estat obert, el tiristor es mantindrà fins que hi circuli un corrent en direcció endavant. Aquest corrent ha de ser almenys algun valor anomenat corrent de retenció. En cas contrari, el tiristor simplement no s’encendrà. Podeu apagar el tiristor només trencant el circuit o aplicant un voltatge de polaritat inversa. Per tant, per tal de perdre les dues mitges ones de tensió alterna, s’utilitza una connexió contra-paral·lela de dos tiristors (vegeu Fig. 5).
Per tal de no fer aquesta inclusió, s'emeten triacs o en triacs burgesos. En ells ja en un cas es realitzen dos tiristors, connectats en contrari - en paral·lel. L’elèctrode de control és comú.
La figura 6 mostra l’aparença i la pinça dels tiristors, i la figura 7 mostra el mateix per als triacs.
La figura 8 mostra esquema per a la connexió d'un triac a un microcontrolador (sortida de microcircuits) utilitzant un optotriac especial de baix consum MOC3041.
Aquest controlador de dins conté un LED connectat als pins 1 i 2 (la figura mostra una vista del microcircuit des de dalt) i l’optriat propi, que, quan s’il·lumina per un LED, s’obre (pins 6 i 4) i, mitjançant la resistència R1, connecta l’elèctrode de control a l’ànode. , degut al qual s’obre un poderós triac.
El resistor R2 està dissenyat de manera que el triac no s’obre en absència d’un senyal de control en el moment de l’engegada i la cadena C1, R3 està dissenyada per suprimir la interferència en el moment de la commutació. És cert que el MOC3041 no crea cap interferència especial, ja que té un circuit CROSS ZERO (transició de tensió per 0) i l'encesa es produeix en el moment en què la tensió de xarxa només passava per 0.
Tots els circuits considerats estan aïllats galvànicament de la xarxa, la qual cosa garanteix un funcionament fiable i seguretat elèctrica amb una potència commutada important.
Si la potència és negligible i l’aïllament galvànic del controlador de la xarxa no és necessari, és possible connectar els tiristors directament al microcontrolador. A la figura 9 es mostra un esquema similar.
Aquest és un circuit Elaboració de garlanda de NadalPer descomptat, a la Xina. Elèctrodes de control de tiristor MCR 100-6 a través resistències connectat directament al microcontrolador (situat al tauler sota una gota de compost negre). La potència dels senyals de control és tan petita que el consum actual per als quatre alhora, inferior a 1 mil·límetre. En aquest cas, la tensió inversa és de fins a 800V i el corrent fins a 0,8A. Les dimensions generals són les mateixes que per als transistors KT209.
Per descomptat, en un breu article és impossible descriure tots els esquemes alhora, però, segons sembla, van aconseguir explicar els principis bàsics del seu treball. Aquí no hi ha dificultats especials, tots els esquemes es posen a prova a la pràctica i, per regla general, no comporten cap pena durant les reparacions ni els autorealitzats.
Llibre electrònic -Guia d’iniciació als microcontroladors AVR
Boris Aladyshkin
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: