Controladores de comutação Garland no microcontrolador Z8

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Controladores de comutação de Garland no microcontrolador Z8. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Um dos feriados mais queridos e esperados do nosso país, claro, é o Ano Novo. E que ano novo sem árvore de natal ou iluminação festiva! No entanto, os dispositivos de luz dinâmica baratos fornecidos ao mercado russo em grandes quantidades dos países do Sudeste Asiático não são projetados para alternar cargas bastante poderosas e não se distinguem pela alta confiabilidade e uma variedade de efeitos realizados. Mas e se você quiser fazer uma guirlanda feita à mão, feita de lâmpadas incandescentes comuns, ou o cordão de luz Duralight, que está disponível em todos os lugares hoje, brilhar? Nesses casos, o controlador guirlanda "Cross" irá ajudá-lo, capaz de alternar cargas leves relativamente poderosas de acordo com os algoritmos "costurados" no PROM de seu MK. Dois tipos de dispositivos são descritos a seguir: "Cross-chasing", projetado para implementar algoritmos associados à interrupção do brilho das cargas, e "Cross-camaleão", que, além disso, pode operar nos modos de alteração suave do brilho de o brilho das lâmpadas.

Principais características técnicas do dispositivo: tensão de alimentação - 220 V ± 20%, número de linhas - 2, corrente de carga de cada canal - até 0,7 A (150 W), consumo de corrente - não mais que 40 mA; faixa de temperatura ambiente - de 0 a +60 "C.

O diagrama esquemático do dispositivo é mostrado na fig. 1. Sua base é o microcontrolador Z86E0208PSC (DD1). Para iniciar o gerador interno, é usado o nó A1, composto por um ressonador de quartzo ZQ1 e capacitores C5, C6 com capacidade de 22 ... 33 pF ("camaleão cruzado"), ou nó A2 com os valores dos elementos indicados no diagrama ("Cross-chasing") . Entre parênteses nos diagramas de nós, aqui e abaixo, são fornecidas as designações posicionais dos elementos de acordo com a documentação da empresa "ElIn".

Controladores de comutação Garland no microcontrolador Z8

O dispositivo é alimentado por uma fonte sem transformador com tensão de saída de +5 V. É composto por dois capacitores de extinção (C1 e C1 *), diodos VD1 e VD2, um diodo zener VD3 com tensão de estabilização de 5,1 V e um óxido de filtragem condensador C2. Os resistores R1 e R2 reduzem a possibilidade de falha do microcontrolador, eliminando fenômenos indesejados que ocorrem durante a inicialização.

Para trocar as guirlandas (no diagrama elas são mostradas condicionalmente como lâmpadas incandescentes únicas EL1 e EL2), foram utilizados triacs VT136-600E (1VS1 e 1VS2) da Philips. Infelizmente, suas contrapartes domésticas não existem e, de todos os dispositivos estrangeiros dessa classe, esses produtos são os mais acessíveis. Uma característica desses triacs é que eles têm corrente de controle suficiente (polaridade positiva) de 10 ... 20 mA para comutar.

Através dos resistores R3 e R4, uma tensão de +5 V é aplicada aos pinos de controle do microcircuito DD1, configurados por software como saídas de dreno aberto. Para aumentar a corrente de controle dos triacs 1VS1 e 2VS1, as saídas adjacentes de comutação síncrona da porta P2 são combinadas. O valor da corrente de carga especificado nas características técnicas do dispositivo descrito é fornecido quando os triacs são operados sem resfriadores. Usando dissipadores de calor com uma área de superfície de resfriamento apropriada, essa corrente pode ser aumentada para 3A.

+2,2 V é fornecido aos pinos das portas P2,1 e P5 através dos resistores R5 e R6.

Um elemento importante do controlador é uma unidade de memória não volátil, feita no chip EPROM 93C46 (DS1), fabricada por diversos fabricantes. Os autores sugerem o uso do chip 93C46CB da ST (Thompson). Ele contém um mecanismo integrado de proteção contra falhas, o que é importante ao colocar esse componente próximo a circuitos de energia potentes.

Ao montar o controlador "Cross-camaleão", é necessário utilizar o circuito de sincronização DD1 com as características de tempo-frequência da rede. Para fazer isso, use o resistor R7 e os diodos de proteção VD4 e VD5. Se você estiver montando um dispositivo "Cross-chasing", para aumentar sua imunidade a ruídos, em vez de VD5, você deve instalar um jumper, "aterrando" o pino 8 DD1 (o diodo VD4 e o resistor R7 são excluídos neste caso).

Dependendo do desejo do rádio amador, o programa do dispositivo Cross-chasing (seus códigos são dados na Tabela 1) ou do dispositivo Cross-Chameleon (Tabela 1) é "costurado" na PROM do microcontrolador DD2. Neste último caso, os circuitos de sincronização e clock do microcontrolador devem ser executados conforme indicado acima.

(clique para ampliar)

Como C1 e C1 *, apenas capacitores K73-17 são adequados com uma tensão nominal de pelo menos 250 V. É permitido usar capacitores com qualquer classificação, cuja capacitância total é de 1,2 ... 1,4 μF. No retificador (VD1 e VD2), são usados quaisquer diodos com uma corrente direta permitida de pelo menos 0,5 A e uma tensão reversa de pelo menos 400 V (por exemplo, KD226G-KD226E, 2D236A, 2D236B). Tensão nominal dos resistores R1, R2 - não inferior a 250 V, dissipação de energia - não inferior a 0,5 W (os resistores MLT-0,5 atendem a esses requisitos).

Todas as partes do dispositivo são montadas em uma placa de circuito impresso de dupla face que se encaixa na caixa do adaptador de rede (os autores usam a caixa em que a fábrica de rádio de Novgorod "Transvit" produz fontes de alimentação para IEP e IEN). O conector X1 é o plugue principal do gabinete, conectado à placa com fios curtos com seção transversal de 0,35...0,5 mm========2========. Os fios da mesma seção transversal indo para a carga podem ser soldados aos blocos correspondentes da placa ou fixados com parafusos de um bloco padrão de três terminais (X2) da DINKLE ou AMP soldados a ele. Os botões SB1 e SB2 (microswitches FKX-065-9-5 de produção estrangeira) estão localizados na lateral da placa oposta às peças (suas hastes são trazidas para a parede traseira do gabinete).

Obviamente, o design do controlador pode ser diferente. No entanto, em qualquer caso, deve excluir a possibilidade de tocar nos elementos do dispositivo, uma vez que estão sob alta tensão.

O controle do controlador "Cross" é fácil. O algoritmo de comutação é selecionado pressionando sequencialmente o botão SB2 ao redor do anel (Algoritmo 1, Algoritmo 2. .... Algoritmo 6, Algoritmo 1, etc.). A transição de um algoritmo para outro é acompanhada por uma segunda extinção das lâmpadas de ambos os canais.

O dispositivo "Cross-chasing" possui os seguintes algoritmos de comutação:

Algoritmo 1 - comutação cruzada em um par (A; B; A, etc.);

Algoritmo 2 - comutação cruzada em um par + duas ignições comuns (A; B; AB, AB; B; A; AB; AB; A, etc.);

Algoritmo 3 - contador (0; A; B; AB; 0; B; A; AB; 0; A, etc.);

Algoritmo 4 - acumulação + desacumulação em um par (0; A; AB; B; 0; B; AB; A; 0; A, etc.);

Algoritmo 5 - cintilação (AB; A; AB; B; AB; A, etc.);

Algoritmo 6 - complexo "Fantasia": 10 vezes Algoritmo 3+10 vezes Algoritmo 4 + 20 vezes Algoritmo 1 + 10 vezes Algoritmo 5. Aqui e abaixo de "0" - ambos os canais estão desligados, "A" - o canal 1 está ligado, " B" - o canal 2 está ligado, "AB" - ambos os canais estão ligados simultaneamente, ";" - limite de fase de comutação.

A velocidade do controlador "Crosschasing" é determinada pela duração do ciclo de trabalho do algoritmo de comutação. Ele é alterado pressionando sequencialmente o botão SB1 dentro de 0,2 ... 2 s (10 gradações em incrementos de 0,2 s). Após atingir a velocidade mínima (duração do ciclo - 2 s), é realizada a transição para a máxima (0,2 s).

Algoritmos para alternar o dispositivo "Cross-chameleon" são mais complexos:

Algoritmo 1 - "transfusão" em antifase (o brilho máximo das lâmpadas em um canal coincide com o brilho mínimo no outro);

Algoritmo 2 - "transfusão" por acúmulo e desacumulação com reversão de canal (o brilho das lâmpadas no segundo canal começa a aumentar após atingir o brilho máximo no primeiro e a diminuição do brilho no segundo - após atingir o mínimo brilho no primeiro);

Algoritmo 3 - comutação cruzada em um par (A; B; A, etc.);

Algoritmo 4 - acumulação/desacumulação (0; A; AB; B; 0; A, etc.).

A velocidade do controlador "Cross-camaleão" nos modos "transfusão" é determinada pela duração do ciclo de alteração do brilho do brilho do mínimo ao máximo. O ajuste de duração é fornecido (pressionando o mesmo botão SB 1) de 1,6 a 8 s (cinco gradações em incrementos de 1,6 s). Após atingir a velocidade mínima (duração do ciclo - 8 s), é realizada uma transição para a velocidade máxima (duração - 1,6 s). Nos modos de comutação, a velocidade de operação é regulada dentro dos mesmos limites que em "Cross-chasing".

Ao usar as duas versões do dispositivo, é recomendável primeiro definir a velocidade máxima de comutação, depois selecionar o algoritmo de sua preferência e somente depois definir a velocidade de processamento necessária para o algoritmo selecionado.

Graças à unidade de memória não volátil, os controladores Kross, após serem desconectados da rede, lembram o último modo de operação selecionado.

Autores: A. Olkhovsky, S. Shcheglov, A. Matevosov, K. Chernyavsky, Moscou

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