Таймер-регулятор мощности в нагрузке (Timer Power Control).

Автор: Andrew Doynikov aka dt_andrew
Опубликовано 01.01.1970

2008

Поздравляю Уважаемого Кота с днем рождения! Желаю всяческих благ и успехов.
И небольшой подарок в виде данной конструкции.

Устройство может выполнять функции таймера по управлению нагрузкой , а также функцию регулировки мощности в нагрузке и комбинация этих двух режимов, то есть регулировка мощности в заданный интервал времени.
Регулировка мощности происходит не совсем обычным способом, но об этом чуть ниже
Рассмотрим схему:

Устройство собрано на микроконтроллере IC1 (ATMEGA8). Резисторы и блокировочные конденсаторы SMD (0805), кроме C8, R17-R20. Имеет трехразрядный светодиодный индикатор с общим анодом. Для управления служат кнопки S1, S2, S3
Светодиоды HL2, HL3, HL4 служат для индикации режимов работы. Нагрузка подключается через электронный ключ на микросхеме IC2 (MOC3063) и силового тиристора T1. Блок питания особенностей не имеет и построен по классической схеме на стабилизаторе D1 (7805). Транзисторные ключи Q1-Q3 снижают нагрузку на порты микроконтроллера и служат также для переключения индикаторов при динамической индикации. Микроконтроллер также отслеживает наличие напряжения – линия POWER CONTROL (хотя и косвенно, но можно определить наличие сети). Трансформатор типовой из серии ТП.
Устройство собрано на 2 небольших печатных платах. Я специально не стал делать на одной, так как если потребуется модернизация силового блока или блока контроллера и индикации, нужно будет переделать только один из них.
Собранные платы блока микроконтроллера

Фотографии силового блока (монтаж со стороны деталей виден на последующих фотографиях)

Как я писал ранее, устройство может работать в трех режимах

РЕЖИМ 1 – ТАЙМЕР (включается по умолчанию - горит светодиод HL3 TMR)
Диапазон таймера от 1 сек до 999 мин. Кнопками S2 (MINUS) , S3 (PLUS) устанавливаем необходимый интервал таймера. Для ускорения установки микроконтроллер отслеживает длительность нажатия на эти кнопки. Сначала параметр устанавливается в диапазоне от 1 сек. до 59 сек. Если удерживать клавиши в течении 20-30 сек, то сразу переходим на диапазон от 1 мин. До 99 мин. Далее аналогично можно быстро перейти на диапазон от 100 мин до 999 мин.

РЕЖИМ 2 – РЕГУЛЯТОР (горит светодиод HL2 PWR)
Наверно самый интересный режим. Регулировка происходит не совсем обычным способом. Не используется ШИМ , и не фазовый метод регулирования. Попытаюсь объяснить. Для примера примем 1000 периодов сети за 100%. Если нагрузка включена все 1000 периодов, то это 100% мощности, а если определенное количество периодов (например 250) ключ будет закрыт в нагрузке будет мощность пропорционально меньше, в нашем случае 75%. Микроконтроллер рассчитывает и равномерно распределяет периоды сети, когда ключ по управлению нагрузкой открыт, когда закрыт. На индикаторе отображается мощность в нагрузке в процентах (от 0 до 100%).
Для осветительных приборов это конечно неприемлемо, так как заметно моргание, а вот для нагревательных (паяльник, нагреватель и т.п.) это работает замечательно (мне очень понравилось) и ни каких помех.

РЕЖИМ 3 – РЕГУЛЯТОР-ТАЙМЕР (горит светодиод HL2 PWR и HL3 TMR)
Это комбинация 2 предыдущих режимов – то есть регулировка мощности за заданный интервал времени.
Кнопка S1 (ON/OFF) во всех режимах служит для запуска/остановки таймера и включения /выключения нагрузки, соответственно горит или не горит светодиод HL4 (ON/OFF)
Переключение между режимами осуществляется одновременным нажатием двух клавиш S2 (MINUS) и S3 (PLUS).
МК работает от встроенного генератора на частоте 1 МГц
Установка FUSE для микроконтроллера ATMEGA8

Микроконтроллер запоминает при выключении, установленные значения таймера и значение мощности в энергонезависимой памяти.
Я не стал делать другие виды таймеров, так как после этой конструкции мне сразу захотелось сделать многоканальный. В следующей версии мы и дополним другими видами таймеров
Исходные тексты прошивки будут выложены после окончания конкурса, а может к тому времени уже и появиться следующая версия устройства.
Если мощность в нагрузке лежит в пределах до 200 Вт то радиатор на тиристор может быть не большим, при большей нагрузке площадь радиатора следует увеличить.

Монтаж

Несколько фотографий устройства в работе и в разных режимах

В процессе отладки были найдены некоторые ошибки в печатных платах, (на фотографиях вверху), но ниже все платы исправлены

Файлы:
Схема
Платы
Прошивка для МК
Список компонентов

Вопросы, как обычно, складываем тут.