РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНОГО РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

РАЗРАБОТКА МИКРОПРОЦЕССОРНОГО РЕГУЛЯТОРА МОЩНОСТИ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Ахметдинов Дмитрий Александрович

Студент 4 курса кафедры электроники и микроэлектроники ФГБОУ ВО «Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова»,

г. Магнитогорск

Гребенщиков Павел Александрович

Студент 4 курса кафедры электроники и микроэлектроники ФГБОУ ВО «Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова»,

г. Магнитогорск

DEVELOPMENT OF THE MICROPROCESSOR REGULATOR OF POWER OF THE ALTERNATING VOLTAGE Grebenshchikov Pavel, 4th year student of the Department of electronics and microelectronics FSBEI HE «Nosov Magnitogorsk State Technical University», Magnitogorsk

Ahmetdinov Dmitry, 4th year student of the Department of electronics and microelectronics FSBEI HE «Nosov Magnitogorsk State Technical University», Magnitogorsk АННОТАЦИЯ

В статье описана разработка микропроцессорного регулятора мощности переменного напряжения, представлена принципиальная электрическая схема и алгоритм управляющей программы. ABSTRACT

The article describes development of the microprocessor regulator of power of an alternating voltage, a circuit diagram and a control program algorithm.

Ключевые слова: регулятор мощности; микропроцессор. Keywords: regulator of power; microprocessor.

В современном мире все чаще появляются устройства, управляемые различными микропроцессорами и микроконтроллерами. Подобные устройства позволяют очень гибко настраивать режимы работы, контролировать различные параметры системы и т.д.

Регулятор предназначен для работы с активной нагрузкой, подключаемой к сети с напряжением 220 В. Для синхронизации с сетью используется момент перехода сетевого напряжения через ноль, при котором возникает синхронизирующий импульс. Мощность

регулируется путем использования широтно-импульс-ной модуляции - при появлении синхронизирующего импульса от сети микропроцессорная система выдает импульс на открытие тиристора. В зависимости от длительности импульса регулируется действующее напряжение на нагрузке - чем дольше импульс, тем больше действующее значение напряжения.

Структурная схема регулятора представлена на рисунке 1.

УИ

О ~220 В

Рисунок 1 - Структурная схема регулятора мощности

На рисунке 1 представлена структурная схема регулятора мощности, где УВ - устройство ввода, в частности кнопки «+» и «-», МК - микроконтроллер, УСС -устройство синхронизации с сетью, УСН - устройство сопряжения с нагрузкой, Н - нагрузка, УИ - устройство индикации.

Устройство ввода представляет собой две кнопки «+» и «-», которые позволяют выбрать длительность импульса. В качестве управляющего устройства был выбран микроконтроллер (МК) А^е! АТтеда8 с тактовой частотой 1 МГц [1]. Данный МК выбран из-за своего соотношения цена-качество, доступности, надежности

и возможности для расширения функционала устрой-ства[2]. Устройство индикации представляет собой семисегментный индикатор со схемой включения «общий анод». В блоке синхронизации с сетью используется диодный мост DF005M 50V 1А и оптопара 4^5-М. В блоке сопряжения с нагрузкой используется оптоси-мистор МОС3022, симистор BTA12-600BRG 12А. Кроме того в представленном устройстве используются резисторы 250 Ом - 11 кОм, конденсатор 0,05 мкФ.

Была разработана принципиальная электрическая схема устройства, представленная на рисунке 2.

Рисунок 2 - Принципиальная электрическая схема регулятора мощности

SB1 - кнопка «+», БМ2 - кнопка «-». При нажатии кнопки «+» цифра на семисегментом индикаторе увеличивается, при нажатии кнопки «-» - уменьшается. Цифра «9» соответствует наименьшей временной задержке, цифра «0» - наибольшей.

В основной программе происходит опрос кнопок, и, в зависимости от того, какая кнопка была нажата, выставляется режим работы регулятора, соответственно, задается и время длительности импульсов. В обра-

ботчике внешнего прерывания происходит проверка, равен ли режим нулю, если не равен, то разрешаются прерывания по переполнению таймера. В обработчике прерывания по переполнению происходит формирование импульса открытия симистора, а также выставляется запрет прерывания при переполнении таймера.

Блок-схема алгоритма управляющей программы представлена на рисунке 3.

Основная программа

Обработчик внешнего прерывания

Обработчик внешнего прерывания

Конец

Рисунок 3 - Блок-схема алгоритма управляющей программы

Разработанное устройство является простым микропроцессорным регулятором мощности для приборов, работающих от сети 220 В. Оно может найти применение в различных областях - начиная от регулирования яркости свечения лампы накаливания до управления скорости вращения двигателя и т.д. Данный регулятор обладает плавной регулировкой мощности, вследствие использования различных по длительности временных задержек. Плавность регулирования можно увеличить,

используя меньшие по длительности временные приращения между задержками.

Список литературы:

1. 8-bit Atmel with 8Kbytes in-system programmable flash [Текст]: datasheet / Atmel. - Rev. 2486AA. - San Jose: Atmel Corporation, 2013. - 331 с.

2. Микроконтроллеры. [Электронный ресурс] URL: http://aterlux.ru. Режим доступа: свободный.