遅延の長い間欠電源遮断装置。スキーム、説明

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長時間周期停電装置。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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数時間にわたって、電気製品の電源を短時間自動的にオフにしたりオンにしたりできる簡単な装置について説明します。このデバイスはATtiny13Aマイクロコントローラで作られており、最小限の要素が含まれています。

このようなデバイスの使用例としては、プログラムを再起動するためにデバイスを定期的にシャットダウンすることが考えられます (これにより、障害の結果として損なわれた機能が復元されます)。たとえば、電子体温計やその他のセンサーに数時間にわたって問い合わせを行い、その測定値を無線チャネル経由で送信できます。

私の村の家では、所有者が不在の場合、記録システムがさまざまなセンサーから測定値を収集し、3G モデムを介してデータベースが保存されている専門の Web サイトに送信します。予測できない「ドロップアウト」、あるいはデータベース内の情報の更新が完全に停止することさえも確認されました。原因は、モデムと携帯電話ネットワーク間の接続の喪失であることが判明しました。唯一役に立ったのは、すべてのシステムデバイス (モデム、ルーター、コントローラー) を定期的に再起動することでした。私はこれを行う最も簡単な方法を選択しました。XNUMX ～ XNUMX 時間ごとに、数秒間録音システムの電源を切ります。

この方法を実装するには、非常に長い繰り返し周期を持つパルス発生器が必要です。従来の方法を使用して問題を解決すると、要素の長期安定性に対する高い要求を伴うかなり複雑なデバイスが作成されます。代替手段としては、安価なマイクロコントローラーデバイスがあります。その動作原理は次のとおりです。「スリープ状態」のマイクロコントローラーは、ウォッチドッグタイマーからの信号によって定期的に「起動」し、システムの最後の再起動からどのくらいの時間が経過したかを確認し、適切な瞬間が到来した場合は、しばらく電源を切ります。

デバイス図を図に示します。 1. +5V 電圧は入力ソケット XS1 (USB-BF) からリレー K1.1 の常閉接点 K1 を介して出力ソケット XS2 および XS3 (デュアル USBA-2J コネクタ) に供給されます。トランジスタ VT4 の電子スイッチは DD1 マイクロコントローラの PB1 出力に接続されており、そのコレクタ回路には抵抗 1 オーム (巻線動作電圧 75 V) のリレー巻線 K5 が含まれています。

遅延の長い断続的な停電装置
米。 1.装置の図

HL1 LED はデバイスのステータスを示すインジケーターとして機能します。ソケット XS2 および XS3 からの電源が切断されると点灯します。電源がオンになると、マイクロコントローラーはポートのすべてのラインを入力として設定するため、トランジスタはオフのままで、リレーコイルは消勢されます。

マイクロコントローラープログラムは、AVR 環境用のアルゴリズムビルダーで開発されました。その動作アルゴリズムのブロック図を図に示します。 2. プログラムの動作に必要なATtiny13Aマイクロコントローラのコンフィギュレーションビットの状態を図に示します。 3.

遅延の長い断続的な停電装置
米。 2. マイコンのプログラム演算アルゴリズムのブロック図

遅延の長い断続的な停電装置
米。 3. プログラムが動作するために必要なATtiny13Aマイクロコントローラのビット構成の状態。

マイコンのウォッチドッグタイマの動作モードは、図に示すように開発環境で設定する必要があります。 4、これは最長露光時間 - 8,2 秒に相当します。プログラムは、ほとんどの時間マイクロコントローラーがスリープモードになるように設計されています。ウォッチドッグタイマーがトリガーされると「ウェイクアップ」し、プログラムに従って R0 レジスタの内容をチェックし、その内容を XNUMX つ増やします。

遅延の長い断続的な停電装置
米。 4. マイコンのウォッチドッグタイマの動作モード

R0 レジスタに格納された値はスリープモードでは変化しないため、そのレジスタをマイクロコントローラの「ウェイクアップ」回数のカウンタとして使用できます。レジスタオーバーフローは、約 35 分 (8,2 秒 x 256) ごとに発生します。その内容がゼロ以外の場合、カウンタはまだオーバーフローしていないため、マイクロコントローラは再び「スリープ状態」になります (パワーダウンモードに入ります)。

プログラムは、レジスタ R0 がレジスタ R1 でオーバーフローすることを計算します。私の場合、8,2 回のオーバーフローで十分でした (256 秒 x 8 x 4,7 = 1 時間)。そのため、R7 レジスタの初期値は 0 で、R4 レジスタのオーバーフローごとに 1 ずつ減ります。指定された時間が経過した後、プログラムはピン PB1 を出力として構成し、その論理レベルを High に設定します。これにより、トランジスタ VT2 が開き、リレー K3 がトリガーされ、コネクタ XS8,2 および XS4 に接続されているデバイスの電源回路が遮断されます。 1 秒後、ウォッチドッグタイマーが再びトリガーされ、プログラムはピン PBXNUMX を入力モードに戻し、リレー KXNUMX をオフにします。外部デバイスへの電力が復旧します。

その結果、約 5 時間半に XNUMX 回、デバイスは XNUMX V の電圧で電力を供給されているデバイスの電源を XNUMX 秒間遮断します。

ブレーカーは、20x50 mm のブレッドボードの一部に取り付けられています。マイコンDD1は盤内に搭載されています。リレー K1 - SRS-05VDC-SL。製造されたブレーカーのテストは、マイクロコントローラーなしで開始する必要があります。 XS5 ソケットに供給される 1 V 電圧は、マイクロコントローラーパネルのソケット 8 とリレーコイル K1 の (図によると) 左端子に存在する必要があります。この電圧は、マイクロコントローラーパネルのソケット 4 を基準にして測定されます。マイクロコントローラーパネルのソケット 1 と 1 を短絡することで、トランジスタ VT8 とリレー K3 の動作をチェックできます。リレーが動作し、回路の継続時間中 LED が点灯するはずです。マイコンをパネルに取り付けた後、デバイスの動作を確認するには、LED が点灯し、リレーが動作するまで長時間待機します。

部品が実装されたテスト済みの基板上に熱収縮チューブが配置され、HL1 LED の輝きがはっきりと見えます。完成したブレーカーを図に示します。 5.

遅延の長い断続的な停電装置
米。 5. インタラプタの外観

興味深いのは「副作用」です。テスト中にリレーが動作するまであまり長く待たないようにするために、私の記事「無線制御ネットワーク」で説明した、やや簡略化したプログラム (R1 レジスタの状態を分析せずに) をデバイスの受信部分のマイクロコントローラーにロードしました。エクステンダー」（『ラジオ』、2014 年、第 7 号、p. 31 ～ 33）。実行中は、延長コードソケットが 35 分ごとに 8 秒間オンになりました。大晦日には、クリスマスツリーのイルミネーションがこの延長コードに接続されました。その効果は予想外でした。最も不適切なタイミングで、突然照明が点灯しました。木は楽しそうに点滅し、数秒間私たちの周りの人々の気分を高揚させました。

一見するとまったく役に立たなかったデバイスが、村の家で 1 年以上働いた後、役に立つことが判明したことが、人生で証明されました。サイトに登録された情報を分析したところ、システムを再起動することで携帯通信チャネルのフリーズの問題がどのように解決されるかが明らかになりました。同時に、障害を解消するためにシステムを再起動するために現場に行く必要もなくなりました。この装置はコンパクトで便利であることがわかりました。また、スタンバイモードでの消費電流が低いため、自己電源システムでも同様のソリューションを使用できることにも注意してください。

検討中のアルゴリズムに組み込まれた原理は、家の中の存在をシミュレートするなど、他の目的にも使用できます。

マイコンプログラムはダウンロード可能 ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/08/pr.zip から.

著者: A. パコモフ

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