كيفية توصيل الحمل إلى وحدة التحكم على الدوائر الدقيقة

مقال عن طرق مختلفة لتوصيل الحمل إلى وحدة تحكم متحكم باستخدام المرحلات والثايرستور.

جميع المعدات الحديثة ، الصناعية منها والمنزلية ، تعمل بالطاقة الكهربائية. في الوقت نفسه ، يمكن تقسيم دائرتها الكهربائية بالكامل إلى قسمين كبيرين: أجهزة التحكم (وحدات التحكم من الكلمة الإنجليزية CONTROL - للتحكم) والمشغلات.

منذ حوالي عشرين عامًا ، تم تنفيذ وحدات التحكم على الدوائر الصغيرة ذات درجة التكامل الصغيرة والمتوسطة. وكانت هذه هي سلسلة من رقائق K155 ، K561 ، K133 ، K176 وما شابه ذلك. يطلق عليهم الدوائر الرقمية المنطقية، لأنها تؤدي عمليات منطقية على الإشارات ، والإشارات نفسها رقمية (منفصلة).

تماما مثل الاتصالات العادية: "مغلقة - مفتوحة". فقط في هذه الحالة تسمى هذه الحالات ، على التوالي ، "الوحدة المنطقية" و "الصفر المنطقي". يتراوح جهد الوحدة المنطقية عند إخراج الدائرة الدقيقة من نصف جهد التيار الكهربائي إلى قيمته الكاملة ، ويكون جهد الصفر المنطقي لهذه الدوائر الدقيقة 0 ... 0.4V.

تم تنفيذ خوارزمية تشغيل وحدات التحكم هذه بسبب الاتصال المقابل للدوائر الدقيقة ، وكان عددها كبيرًا جدًا.

حاليا ، يتم تطوير جميع وحدات التحكم على أساس ميكروكنترولر من أنواع مختلفة. في هذه الحالة ، لا يتم وضع خوارزمية التشغيل عن طريق توصيل دائرة لعناصر فردية ، ولكن بواسطة برنامج "مخيط" في المتحكم الدقيق.

في هذا الصدد ، بدلاً من عدة عشرات ، أو حتى مئات الدوائر الدقيقة ، تحتوي وحدة التحكم على متحكم دقيق وعدد من الدوائر الدقيقة للتفاعل مع "العالم الخارجي". لكن على الرغم من هذا التحسن ، فإن إشارات وحدة التحكم في متحكم دقيق ما زالت هي نفس إشارات الدوائر الصغيرة القديمة.

من الواضح أن قوة مثل هذه الإشارات لا تكفي لتشغيل مصباح قوي ومحرك ومجرد مرحل. في هذه المقالة سوف ننظر ما هي الطرق التي يمكن بها توصيل الأحمال القوية بالدوائر الدقيقة.

أكثر طرق بسيطة هي لتشغيل الحمل من خلال التتابع. في الشكل 1 ، يتم تشغيل التتابع باستخدام الترانزستور VT1 ، لهذا الغرض ، يتم توفير وحدة منطقية لقاعدتها من خلال المقاوم R1 من الدائرة الدقيقة ، يفتح الترانزستور ويقوم بتشغيل التتابع ، والذي ، مع جهات الاتصال الخاصة به (غير موضحة) ، يعمل على الحمل.

تتالي السلسلة الموضحة في الشكل 2 تعمل بشكل مختلف: من أجل تشغيل التتابع ، يجب أن يظهر المنطق 0 عند إخراج الدائرة الدقيقة ، والتي ستغلق الترانزستور VT3. في هذه الحالة ، سيتم فتح الترانزستور VT4 وتشغيل التتابع. باستخدام زر SB3 ، يمكنك تشغيل التتابع يدويًا.

في كلا الشكلين ، يمكنك أن ترى أنه بالتوازي مع لفائف الترحيل ، يتم توصيل الثنائيات ، وفيما يتعلق بجهد الإمداد في الاتجاه المعاكس (غير موصل). والغرض منها هو قمع EMF الاستقراء الذاتي (يمكن أن يكون عشر مرات أو أكثر من الجهد الكهربائي) عندما يتم إيقاف تشغيل التتابع وحماية عناصر الدائرة.

إذا كان في الدائرة لا يوجد واحد ، واثنين من التبديلات ، ولكن أكثر من ذلك بكثير ، ثم للاتصال بهم رقاقة المتخصصة ULN2003Aالسماح الاتصال لمدة تصل إلى سبعة التبديلات. تظهر مثل هذه الدائرة التبديل في الشكل 3 ، وفي الشكل 4 ظهور تتابع صغير الحجم الحديث.

الشكل 5 يظهر تحميل مخطط اتصال باستخدام TO125-12.5-6 الثايرستور optocoupler (بدلاً من ذلك دون تغيير أي شيء في الدائرة ، يمكنك توصيل مرحل). في هذه الدائرة ، يجب أن تنتبه إلى مفتاح الترانزستور المصنوع على اثنين من الترانزستورات VT3 ، VT4. سبب هذا التعقيد هو حقيقة أن بعض المتحكمات الدقيقة ، على سبيل المثال ، AT89C51 ، AT89C2051 ، أثناء إعادة التعيين ، تعمل لعدة مللي ثانية وتحتفظ بالمستوى المنطقي 1 على جميع المسامير.إذا كان الحمل متصلاً وفقًا للنظام الموضح في الشكل 1 ، فسيتم تشغيل الحمل فور تشغيل الطاقة ، وهو أمر غير مرغوب فيه للغاية.

من أجل تشغيل الحمل (في هذه الحالة ، المصابيح LED من الثايرستور optocoupler V1 ، V2) ، يجب توفير 0 منطقية إلى قاعدة الترانزستور VT3 من خلال المقاوم R12 ، والذي سيفتح VT3 و VT4. هذا الأخير سوف تضيء المصابيح البصرية الثايرستور التي تفتح وتحمل عبء الشبكة. الثايرستور Optocoupler يوفر عزل كلفاني عن شبكة دائرة التحكم نفسها ، مما يزيد من السلامة الكهربائية وموثوقية الدائرة.

بضع كلمات عن الثايرستور. دون الخوض في التفاصيل الفنية وخصائص الجهد الحالي ، يمكننا أن نقول ذلك الثايرستور - هذا هو الصمام الثنائي بسيط ، لديهم حتى تسميات مماثلة. لكن الثايرستور لديه أيضًا قطب تحكم. إذا تم تطبيق دفعة إيجابية فيما يتعلق بالكاثود ، حتى على المدى القصير ، فسيتم فتح الثايرستور.

في الحالة المفتوحة ، سيبقى الثايرستور حتى يتدفق التيار من خلاله في الاتجاه الأمامي. يجب أن يكون هذا التيار على الأقل بعض القيمة تسمى الحالية القابضة. خلاف ذلك ، فإن الثايرستور ببساطة لن يتم تشغيله. لا يمكنك إيقاف تشغيل الثايرستور إلا عن طريق كسر الدائرة أو عن طريق استخدام جهد قطبي عكسي. لذلك ، من أجل تفويت نصف موجات من الجهد المتناوب ، يتم استخدام اتصال متوازي لاثنين من الثايرستور (انظر الشكل 5).

من أجل عدم إجراء مثل هذا الإدراج تصدر triacs أو في التيرجورات البرجوازية. في نفوسهم بالفعل في حالة واحدة مصنوعة اثنين من الثايرستور ، متصلة في الاتجاه المعاكس - بالتوازي. قطب التحكم شائع.

يوضح الشكل 6 مظهر الثايرستور وعلقه ، ويظهر الشكل 7 نفس الشيء بالنسبة للترياكات.

الشكل 8 يظهر مخطط لتوصيل triac إلى متحكم (إخراج microcircuit) باستخدام نوع خاص optotriac منخفضة الطاقة MOC3041.

يحتوي برنامج التشغيل الداخلي هذا على مؤشر ضوئي متصل بالمدربين 1 و 2 (يوضح الشكل منظرًا للدائرة الكهربائية من الأعلى) ، بينما يفتح البصريات نفسه ، عندما يضيء المصباح ، يفتح (المسامير 6 و 4) ، ومن خلال المقاوم R1 ، يربط قطب التحكم بالأنود ، بسبب الذي يفتح التيرستورات قوية.

تم تصميم المقاوم R2 بحيث لا يفتح triac في حالة عدم وجود إشارة تحكم في وقت التشغيل ، والسلسلة C1 ، R3 مصممة لقمع التداخل في وقت التبديل. صحيح أن MOC3041 لا يخلق أي تداخل خاص ، لأنه يحتوي على دارة CROSS ZERO (انتقال الجهد إلى 0) ، ويحدث التبديل في الوقت الذي يمر فيه جهد التيار الكهربائي من خلال 0 فقط.

جميع الدوائر المعتبرة معزولة جلفانياً عن التيار الكهربائي ، مما يضمن التشغيل الموثوق و السلامة الكهربائية مع قوة تحول كبيرة.

إذا كانت الطاقة غير مهمة ولم تكن العزلة الكلفانية لوحدة التحكم عن الشبكة مطلوبة ، فمن الممكن توصيل الثايرستور مباشرة بالمراقب الدقيق. يظهر مخطط مماثل في الشكل 9.

هذه دائرة إكليل عيد الميلاد المنتجةبالطبع في الصين. أقطاب التحكم الثايرستور MCR 100-6 من خلال المقاومات متصلة مباشرة إلى متحكم (الموجود على السبورة تحت قطرة من مجمع أسود). قوة إشارات التحكم صغيرة جدًا بحيث أن الاستهلاك الحالي لجميع الأربعة دفعة واحدة ، أقل من 1 مللي أمبير. في هذه الحالة ، يصل الجهد العكسي إلى 800 فولت والتيار يصل إلى 0.8A. الأبعاد الكلية هي نفسها بالنسبة للترانزستورات KT209.

بالطبع ، في مقال واحد قصير من المستحيل وصف جميع المخططات في وقت واحد ، ولكن يبدو أنها تمكنت من تحديد المبادئ الأساسية لعملهم. لا توجد صعوبات خاصة هنا ، يتم اختبار جميع المخططات في الممارسة العملية ، وكقاعدة عامة ، لا تجلب الحزن أثناء الإصلاحات أو الإنتاج الذاتي.

كتاب الكتروني -دليل المبتدئين إلى ميكروكنترولر AVR

بوريس Aladyshkin

Comments

[#1]

شكرا للمؤلف احترام!

[#2]

أهلا وسهلا بك! لديّ مشكلة من هذا القبيل ، فقد قررت محاولة صنع جهاز في السيارة يحدد درجة الحرارة المطلوبة ويدعمه بنفسه. لقد استخدمت وحدة التحكم ATtiny2313 لهذا ، في الواقع ، كل شيء جاهز (البرنامج مكتوب ، تتم الإشارة ، ...) ، لكنني فعلت كل شيء في المنزل وأصدر بطريقة ما تشغيل محرك الموقد (الذي يجب تشغيله عندما تنخفض درجة الحرارة عن عتبة معينة) الصمام بسيط. ثم سحب كل شيء إلى المرآب للتحقق في ظروف حقيقية ، ولكن المحرك لا يبدأ. لأن أنا مبتدئ ، أنا لا أفهم لماذا! استغرق الترانزستور KT818A. لدي افتراض أنه لا يوجد تيار كافٍ يتم توفيره لقاعدة الترانزستور لفتحه. إذا كان الأمر كذلك ، فأنت بحاجة إلى إضافة الترانزستور أقل قوة (هل لدي BC-807-25)؟ لكنني لا أعرف كيف أقوم بتوصيله بشكل صحيح ، لأن BC-807-25 Imax بهواة جمع 1.2 أ ، ولديه KT818A Imax قاعدة 3 أ. لذلك تحتاج إلى إضافة مقاوم محدد (يتحول إلى 10 أوم)؟

[#3]

حقيقة أن KT818A يحتوي على Imax الحالي للقاعدة 3A (وفقا للدليل) لا يعني أن التيار الأساسي سيكون تماما مثل ذلك في سلسلة حقيقية. تشير هذه المعلمة إلى أنه عند حساب التتالي ، من الضروري اتخاذ تدابير لضمان ألا يتجاوز التيار الأساسي خلال العملية هذه 3A. لهذا ، يتم استخدام تدابير مختلفة ، بما في ذلك المقاوم الحد الحالي. ولكن إذا حاولت بدون هذا المقاوم ، وظل الترانزستور على حاله ، ولكن لم يكن هناك تشغيل ، فهذا يعني أن المتتالية لديها مكسب غير كاف وأنه من الضروري إضافة مضخم صوت مسبق. ولكن من أجل حل هذه المشكلة ، تحتاج إلى معرفة ليس بيانات جواز السفر من الترانزستور المستخدمة ، ولكن المعلمات الحمل (في حالة المحرك - تيار التشغيل ، وكذلك تيار البداية). ربما يكون من المنطقي وضع relushka.