XNUMXチャンネルスイッチ-リモコン付き照明のレギュレーター。スキーム、説明

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XNUMXチャンネルスイッチ - リモコン付き照明レギュレータ。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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このデバイスは、標準の電気ネットワーク ~ 220v 50 Hz を使用して、ローカルおよびリモートの両方の照明制御用に設計されています。これには XNUMX つの独立した制御チャネルが含まれており、任意の組み合わせで次の XNUMX つのモードのいずれかで動作できます。

1.モードを切り替えます。 このモードでは、電源がオンになると、主電源電圧の 100% が直ちに負荷に供給されます。省エネランプなどに使用されます。

2.レギュレーターモード。 このモードでは、負荷電力をスムーズに調整できます。白熱灯やハロゲンランプ（電子変圧器を介して給電されるものを含む）などの民生用に使用されます。

スイッチのリモート制御は、広く使用されている RC-5 コマンドシステムで動作するリモートコントロールの XNUMX つのボタン (チャネルごとに XNUMX つ) によって実行されます。このシステムのリモコンは非常に手頃な価格で安価です。

このスイッチの利点:

トライアックの代わりにMOSFETトランジスタを使用しているため、「保持電流」のようなものが存在せず、したがって制御範囲は許容負荷電力に対して下限に制限されません。
1W～400Wまでの幅広い消費電力制御が可能（放熱板にトランジスタを搭載した場合）
負荷の切り替えは主電源電圧がゼロを通過した瞬間に行われるため、電力網への干渉が最小限に抑えられます。したがって、スイッチ内にノイズ抑制素子が必要ありません。
レギュレータモードでは、チャネルごとに下限電力制御しきい値を個別に設定できます。これは、特定の値以下に減らすことができないデバイス (ハロゲンランプ用の電子変圧器など) に必要になる場合があります。

スイッチによって実行される機能：

負荷のオンとオフのリモート切り替え、電力調整。
コントロールボタンによるローカルスイッチオン、スイッチオフ、および電源調整
レギュレーターモードでは、スムーズなスイッチオンにより、たとえば白熱灯の寿命が延びます。
スイッチの以前の状態と電力レベルを記憶します（停電の場合は動作が復元されます）。これらの機能には EEPROM が動的に使用されるため、各チャネルのブレーカー制御操作回数のリソースは少なくとも 3 万回となります。

レギュレータ制御

地方自治体 スイッチにある XNUMX つのボタン (各チャンネルに XNUMX つ) によって実行されます。

ロードのオンまたはオフ - キーを 0,2 回短く押す (1 ～ XNUMX 秒)。
パワー調整 - キーを 1 秒以上押し続けます。その後の長押しごとに、反対方向の電力変化が発生します。

リモートコントロール スイッチに向けられたリモコンによって実行されます。サーキットブレーカーを制御するために、リモコンの XNUMX つのキーが定義されています。

負荷のオフまたはオン - リモコンの対応するキーを 0,1 回短く押します (1 ～ XNUMX 秒)。
パワー調整 - キーを 1 秒以上押し続けます。

リモコンの各チャンネルには、負荷の電力をオン/増加する、および負荷の電力をオフ/減少するという 1 つのキーが定義されています。これらのコマンドに対応するリモコンボタンコードは、マイクロコントローラーの EEPROM に保存されます。このおかげで、学習モード (マニュアルに記載されています) では、コントローラーを制御するリモコンボタンのセットをいつでも変更できます。制御チャンネルの少なくとも XNUMX つがレギュレーターモードにある場合、XNUMX つのボタンを XNUMX 秒以上押すだけで両方のチャンネルをオン/オフにすることができます。 (詳細については説明書をご覧ください)。

ローカルコントロールまたはリモコンのコントロールキーを押すと、サウンド信号が約 0,2 秒間発せられ、コマンドが受け入れられたことを意味します。

スイッチデバイス

このレギュレータは、安価で手頃な価格のマイクロコントローラ АТtiny2313-20PU に基づいて構築されています。装置の概略図を以下に示します。

（クリックして拡大）

パワーノード マイクロコントローラと IR レシーバに 5 V に近い電源電圧を供給するのに役立ちます。入力電圧はダイオードブリッジ VD1 を介して整流され、抵抗 R1 によってクエンチされ、ツェナーダイオード VD2 によって制限されます。その結果、電圧はC1、C2には約5Vが形成されます。 R2C3 素子は受光器電源回路内のフィルタです。

同期ノード。 R6R7R8C4 はゼロ検出に必要な文字列です。抵抗 R6R7 は入力電圧を減衰させますが、入力電圧はマイクロコントローラーの PD2 出力の内部ダイオードによって制限されます。コンデンサ C4 はインパルスノイズを抑制する役割を果たします。主電源電圧がゼロを通過する各遷移は、100 秒あたり 1 回処理されます。必要な電力と現在の電力が一致しない場合は、現在の電力が修正されます。これにより、レギュレータモードで負荷をスムーズにスイッチオンすることも可能になります。また、主電源の 2 倍の周波数を使用してローカル制御ボタンをポーリングし、HLXNUMX と HLXNUMX の発光の時間間隔を形成します。

制御および表示ユニット。ボタン SB1 および SB2 は、それぞれ第 XNUMX および第 XNUMX の負荷を制御するように設計されています。
LED HL1 および HL2 は、第 XNUMX および第 XNUMX の制御チャネルの動作モードを示す役割を果たします。
光検出器 B1 はリモコンから IR メッセージを受信します。また、RC-5 バーストの搬送波周波数 (36 kHz) も復調します。光検出器の生成された出力信号は、マイクロコントローラーの入力 PD3 に供給されます。 MK 内の IR パーセルのデコードはソフトウェアによって実行されます。マイクロコントローラーDD1は受信したコマンドのコードを解析し、パワートランジスタの制御信号を生成します。サウンドピエゾエミッタ HA1 と LED HL1、HL2 は、さまざまな動作モードにおけるレギュレータの特定の状態で信号を発します。

スイッチノード 負荷がかかります。マイクロコントローラ DD0 の出力 PB1 (PB1) から、R9 (R10) を通る正のパルスがトランジスタ VT1 (VT2) を開き、それを通じて主電源電圧が対応する負荷に供給されます。抵抗 R11 および R12 は、出力 PB0、PB1 がまだ第 XNUMX 状態にあり、MK プログラムによって設定されていないときに、デバイスへの電源供給時にトランジスタが自然に開くのを防ぐために機能します。整流された主電源電圧が負荷に供給され、使用されるランプにとって許容されます。

動作モードの選択 それぞれ、第 1 チャネルと第 2 チャネルのジャンパ SXNUMX と SXNUMX によって実行されます。ジャンパがない場合、チャネルはレギュレータモードになり、ジャンパが取り付けられている場合はスイッチになります。

レギュレーターの設計

レギュレータは、ガラス繊維フォイルで作られた片面プリント基板上に組み立てられており、詳細な図面と位置は添付ファイルに記載されています。プリント導体側には、エレメント HL1、HL2、B1、SB1、SB2、HA1 が取り付けられています。残りの要素は反対側に取り付けられます。基板の四隅はD2.5mmネジで固定されています。パワートランジスタはボードの端に特別に配置されているため、使用する負荷が 100 ワットを超える場合でもヒートシンクを簡単に取り付けることができます。

XNUMXチャンネルスイッチ - リモコン付き調光器

中古部品と交換可能な部品

レギュレーターを制御するには、RC-5 プロトコルに従って動作する任意のリモコンを使用できます。 DD1 マイクロコントローラは ATtiny2313-20PI または ATtiny2313V-20PU(PI) に置き換えることができ、B1 光検出器は 36 kHz のキャリア周波数向けに設計された同様のもの (TSOP4836、TSOP1836SS3V、SFH506-36 など) に置き換えることができます。、SFH5110-36、TFMS5360 に対応していますが、異なるタイプの光検出器の出力の位置が異なる場合があることに注意してください。トランジスタ VT1、VT2 は、IRF840A または KP840、KP707 の国産類似品を使用できますが、これらすべてのトランジスタでは、2SK2545 とは異なり、ヒートシンクを取り付けるための表面がドレインから絶縁されていないため、上にのみ取り付けることができることに注意してください。絶縁ガスケットを介した一般的なラジエーター。安定化電圧が2Vを超えないように、VD79ツェナーダイオードをBZX5C1V55、BZX5C1V1、4733N156Aに置き換えるか、国産KS456A、G KS5,5A、Gを選択できます。 HL1 HL2 LED の代わりに、HB3B-446ARA、ARL-3214URC-10cd、または同様の超高輝度 LED を使用できます。ダイオードブリッジ VD1 は、両方の負荷が消費する合計電流以上の電流と、少なくとも 400V の逆電圧に耐えられるように設計する必要があります。 HA1 - 任意の 100 ピン圧電ツイーター。使用されているヒューズホルダーはブランド FH-2 です。ヒューズはパワー要素を過負荷や短絡から保護します。それらの定格は、使用する負荷の消費電流の 2,5 ..... XNUMX 倍である必要があります。

レギュレーターの組み立てと調整

最初に、DD1、B1、C4 を除くすべての要素が基板にはんだ付けされます。ネットワーク内のレギュレータをオンにして、C1、次に C3 の DC 電圧を測定します。どちらの場合も、約 5V である必要があります。次に、ボード上のトラックがジャンパーで直列に接続され、DD20 の 5 番ピンと 20 番ピン、4 番ピンと 1 番ピンに接続され、HL1 と HL2 がそれぞれ点灯するはずです。次に、制御チャネルの動作を確認する必要があります。これを行うには、電源を切り、最大100Wの白熱灯などの負荷として接続し、図に従って+ 9V電源からの左側の端子R10、R5への電源をオンにします（たとえば、基板上のトラックをジャンパーで接続し、DD20 の 12 と 20、13 と 1 端子に接続します。この場合、1 番目と 1 番目のチャンネルのランプがそれぞれ点灯します。すべてがうまくいった場合は、レギュレーターをコンセントから外します。ネットワークに接続し、DD4 (ソケットを付ける方が良いですが) と B2、CXNUMX をはんだ付けし、プログラマを XPXNUMX コネクタ (AVR のインサーキットプログラミング用の標準 XNUMX ピンコネクタ) に接続します。 （閃光 EEPROMも必須です!!!)

DD1 マイクロコントローラーの FUSE ビットは次のようにプログラムする必要があります。

• CKSEL3...0 = 0100 - 内部 RC 発振器 8 MHz からのクロック。
• CKDIV8 =0 - クロック周波数 XNUMX 分周器が有効になります。
•SUT1...0 = 10-起動時間：14CK+65ミリ秒。
•CKOUT=1-CKOUTの出力クロックは無効です。
• BODLEVEL2...0 = 101 - 2,7V 電源電圧制御回路のしきい値レベル。
• EESAVE = 0 - チッププログラミング中の EEPROM の消去は無効になります。
• WDTON = 1 - ウォッチドッグタイマーを永続的にアクティブにしません。
残りの FUSE - ビットはそのままにしておく方がよいでしょう。 FUSE ビットは「0」に設定するとプログラムされます。

レギュレーターモードの場合、前述のように、次のことができます。 各チャネルごとに、より低い電力制御しきい値を個別に設定します。 これを行うには、$01 と $02 の EEPROM セルにそれぞれ 0 番目と 100 番目のチャネルの値を書き込む必要があります。この装置では、127% から 25% までの範囲で 1,27 段階の調整があります。したがって、下限しきい値をあるレベル、たとえば 25% に設定するには、この値に 1,27 を掛けて (32 * XNUMX = XNUMX)、その値を書き留める必要があります。 32 ($20) EEPROMの対応するセルに接続します。最初は、両方のセルにゼロが書き込まれます。

取扱説明書は添付ファイルにあります。スイッチにはリモコン互換性チェックモードがあります。これを行うには、両方のチャネルを調整モードに設定してオンにし、最小電力レベルを設定してからオフにする必要があります。次に、リモコンのいずれかのボタンを押すと、RC-5 システムに従って動作すると、信号音が 1 秒間鳴ります。ラジエーターなしの各チャネルのスイッチ負荷の許容総電力は 100 W です。大型のものでは適切な面積のヒートシンク上にトランジスタを設置する必要があります。レギュレータは、この記事の冒頭で示されているタイプの負荷のみを制御するように設計されています。整流された主電源電圧によって電力を供給できます。蛍光灯や電動モーターなどの他の機器を接続しないでください。レギュレーターが破損する恐れがあります。

警告！ レギュレータを組み立てて調整するときは、レギュレータのすべての要素に主電圧がかかっており、それらに触れると感電する可能性があることに注意してください。

XNUMXつのアーカイブにプロジェクトファイルをダウンロードする：図、デモファームウェア、プリント基板図面、取扱説明書

著者: Alexey Batalov、alexperm72@yandex.ru、ICQ#: 477022759; 出版物: mcupprojects.narod.ru/projects.html

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