Микроконтроллер управляет вытяжным вентилятором - Статьи :: Международный Электротехнический Журнал Электрик
Рубрика

Инженерные решения

4232
Микроконтроллер управляет вытяжным вентилятором

Воздух для людей – основа существования. Стабильность температуры, влажности, свежий воздух всегда были спутниками здорового образа жизни. На современном этапе система вентиляции – неотъемлемая часть помещения. Правильно управлять вентилятором поможет микроконтроллер (МК) с хорошо развитыми функциями. Возможность перепрограммирования МК позволяет использовать плату в различных устройствах.

 Устройство спроектировано из следующих соображений. Когда человек, например, входит в туалетную комнату, он обязательно включает свет. Фотодатчик фиксирует изменение освещенности, и автоматически включается вентиляция. После того как освещенность помещения снизилась до минимально допустимого уровня (свет выключили), автомат продолжает работу вентилятора еще полчаса (или иное установленное время). Тем самым помещение дополнительно проветривается. Устройство может реагировать в темноте на присутствие человека, при этом фотодатчик должен быть пиролитическим [1]. Примерный дизайн вентилятора в сборе с управлением показан на рис.1, примерный вид, который получился у автора, – на фото 1. Вентилятор крепится к стене, устройство управления – рядом с вентилятором, так чтобы фотодатчик фиксировал освещенность помещения.

Функциональная схема устройства показана на рис.2. В ней для усиления сигнала с фотодатчика используется усилитель, встроенный в МК. Далее сигнал преобразуется в цифровой 10-разрядный код и сравнивается с установленным значением программным способом. При совпадении цифровых кодов, МК с помощью порта ввода/вывода через опторазвязку включает симистор. Включение симистора осуществляется при нулевом напряжении сети. При открытом симисторе двигатель вентилятора начинает работать и проветривать помещение. Время запаздывания выключения симистора устанавливается DIP-переключателями.

Схема устройства показана на рис.3. Оно собрано на МК типа tiny26 [2]. МК имеет память Flash 2 Кбайт, EEPROM 128 байт, SRAM 128 байт, 16 линий ввода/вывода, встроенный RC-генератор, а также 10-разрядный АЦП, 11 входов АЦП, входной усилитель АЦП, аналоговый компаратор и два таймера-счетчика. Из соображений экономической целесообразности применена схема бестрансформаторного питания устройства. Однако устройство можно запитать и от понижающего трансформатора, что делает его более безопасным для настройки и эксплуатации. В представленной схеме напряжение 220 В понижается с помощью гасящего баласта. В качестве его используется реактивное сопротивление конденсаторов С4 и С5.

Примененный в устройстве предохранитель F1 устанавливается в специальную колодку на плате или в выносной специализированный корпус.

Диод D1 предотвращает попадание постоянной составляющей в измерительный канал детектора нуля. Стабилитрон D2 ограничивает входное напряжение до уровня 10,5 В. Для МК требуется стабилизированное питание, поэтому D2, D3 выполняют функцию ступенчатого стабилизированного источника питания. Так как микросхема МК имеет корпус SOIC, то программирование МК выполняется через разъем J1. Для этого напряжение +5 В необходимо подать на выводы 5 и 6 МК. Для возврата программы в начало используется кнопка сброса. Для стабильной работы программы и точности отсчета синхронизация МК осуществляется от кварцевого резонатора. Перед установкой схемы в корпус вентилятора необходимо выбрать с помощью DIP-переключателей SW1 время задержки выключения симистора. При включении одновременно нескольких позиций время суммируется.

Так как фоторезистор R1 установлен в плечо делителя напряжения R1R6, то при изменении освещенности помещения напряжение на R6 изменяется. Напряжение с R6 подается на усилитель сигнала в МК. Его коэффициент усиления 20 обеспечивает нужную чувствительность устройства. Для включения симистора в момент перехода сетевого напряжения через нуль используется детектор нуля сети. Ручная настройка детектора нуля необходима для корректировки точности выбора нуля сети. Для защиты МК от сетевых помех используется оптическая развязка силовых и слаботочных элементов с помощью оптосимистора ОК1, который управляет симистором Т1.

Ознакомиться с полной версией статьи Вы сможете, заказав свежий номер журнала  в нашем Интернет-магазине.

Понравилась статья? Расскажите друзьям!
ПОХОЖИЕ СТАТЬИ
comments powered by Disqus