INHOUDSOPGAWE:
- Stap 1: Figuur 1, skematiese diagram van die AC Dimmer se hoofbord
- Stap 2: Figuur 2, PCB -uitleg van die AC Dimmer se hoofbord
- Stap 3: Figuur 3, geselekteerde komponentbiblioteke uit SamacSys Altium -inprop
- Stap 4: Figuur 4, 3D -aansigte vanaf die PCB -bord
- Stap 5: Figuur 5/6, gemonteerde PCB (bo -aansig/onderkant)
- Stap 6: Figuur 7, skematiese diagram van die AC -dimmerpaneel
- Stap 7: Figuur 8, PCB -uitleg van die AC Dimmer se paneelbord
- Stap 8: Figuur 9, geselekteerde komponent (2N7002) uit die SamacSys Altium -inprop
- Stap 9: Figuur 10, 3D -aansigte van bo en onder van die paneelbord
- Stap 10: Figuur 11/12, 'n bo-/onder -aansig vanaf die saamgestelde paneelbord
- Stap 11: Figuur 13, Bedradingsdiagram van die wisselstroomdimmer
- Stap 12: Figuur 14, 'n volledige digitale AC -dimmer -eenheid
- Stap 13: Figuur 15, Nul kruispunte (die pers golfvorm)
- Stap 14: Staatsbrief
- Stap 15: Verwysings
Video: Kragtige digitale wisselstroomdimmer met STM32: 15 stappen (met foto's)
2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23
Deur Hesam Moshiri, [email protected]
AC -vragte woon by ons! Omdat hulle oral om ons is en ten minste huishoudelike toestelle van die netkrag voorsien word. Baie soorte industriële toerusting word ook aangedryf met die enkelfase 220V-AC. Daarom kom ons gereeld voor situasies waarin ons die volle beheer oor 'n wisselstroomlading, soos 'n lamp, 'n wisselstroommotor, 'n stofsuier, 'n boor, ensovoorts moet hê (ens.). Ons moet weet dat die beheer van 'n wisselstroom nie so eenvoudig soos 'n GS -las. Ons moet 'n ander elektroniese stroombaan en strategie gebruik. As 'n wisseldimmer digitaal ontwerp word, word dit boonop as 'n tydkritieke toepassing beskou, en die kode van die mikrobeheerder moet noukeurig en doeltreffend geskryf word. In hierdie artikel het ek 'n geïsoleerde digitale wisseldimmer van 4000 W bekendgestel wat uit twee dele bestaan: die hoofbord en die paneel. Die paneelbord het twee drukknoppies en 'n sewesegment wat die gebruiker in staat stel om die uitsetspanning glad aan te pas.
Stap 1: Figuur 1, skematiese diagram van die AC Dimmer se hoofbord
IC1, D1 en R2 word gebruik om nul-kruispunte op te spoor. Die nulpuntpunte is redelik noodsaaklik vir 'n AC-dimmer. IC1 [1] is 'n optokoppelaar wat galvaniese isolasie bied. R1 is 'n pullup -weerstand wat die geraas verminder en ons in staat stel om alle veranderings (beide stygende en dalende rande) op te vang.
IC3 is 'n 25A -gegradeerde Triac van ST [2]. Hierdie hoë stroomgradering stel ons in staat om 'n dimmer van 4000 W maklik te bereik, maar die temperatuur van die Triac moet laag gehou word en so naby aan die kamertemperatuur. As u van plan is om hoë kragbelasting te beheer, moet u nie vergeet om 'n groot koellichaam te monteer of 'n waaier te gebruik om die komponent af te koel nie. Volgens die datablad kan hierdie Triac in 'n verskeidenheid toepassings gebruik word: 'Toepassings sluit in die AAN/UIT -funksie in toepassings soos statiese relais, verwarmingsregulering, induksiemotor se aanloopbane, ens., Of vir fasebeheer in ligte dimmers, motorsnelheidsbeheerders en dergelike”.
C3 en R6, R4 en C4 is snubbers. In 'n eenvoudige term word Snubber -kringe gebruik om die geraas te verminder, maar oorweeg die AN437 -aantekening van ST [3] vir meer lees. IC3 is 'n snubberlose Triac, maar ek het besluit om ook eksterne snubberbane te gebruik.
IC2 is 'n optoisolator Triac [4] wat gebruik word om die IC3 te beheer. Dit maak ook behoorlike galvaniese isolasie. R5 beperk die diode stroom van die IC2.
IC4 is die beroemde AMS1117 3.3V spanningsreguleerder [5] wat die krag verskaf vir die digitale onderdeelbane. C1 verminder die insetgeraas en C2 verminder die uitsetgeluid. P1 is 'n 2 -pins manlike XH -aansluiting wat gebruik word om die eksterne krag aan die toestel te koppel. Enige ingangsspanning van 5V tot 9V is genoeg.
IC5 is die STM32F030F4 mikrobeheerder en die hart van die stroombaan [6]. Dit bevat alle instruksies om die vrag te beheer. P2 is 'n 2*2 manlike kop wat 'n koppelvlak bied om die mikrobeheerder deur die SWD te programmeer.
R7 en R8 is pullup -weerstande vir die drukknoppies. Daarom is die ingangspennetjies van die MCU geprogrammeer as aktief-laag. C8, C9 en C10 word gebruik om die geraas te verminder volgens die datablad van die MCU. L1, C5, C6 en C7 verminder die toevoergeraas, bou ook 'n eerste orde LC -filter (Pi) om 'n sterker filter vir die insetgeraas te bied.
IDC1 is 'n 2*7 (14 penne) manlike IDC-aansluiting wat gebruik word om 'n behoorlike verbinding tussen die hoofbord en die paneelbord te maak deur middel van 'n 14-rigting plat kabel.
PCB -uitleg [hoofbord]
Figuur 2 toon die PCB-uitleg van die hoofbord. Dit is 'n tweelaagse PCB-ontwerp. Die kragkomponente is deur-gat en digitale komponente is SMD.
Stap 2: Figuur 2, PCB -uitleg van die AC Dimmer se hoofbord
Soos dit duidelik in die beeld is, is die bord in twee dele verdeel en opties geïsoleer met behulp van IC1 en IC2. Ek het ook 'n isolasiegaping gemaak op die PCB, onder IC2 en IC3. Die draagbane met hoë stroom is versterk met beide boonste en onderste lae en vasgemaak met Vias. IC3 is aan die rand van die bord geplaas, so dit is makliker om 'n heatsink te monteer. U moet nie probleme ondervind met die soldeer van die komponente nie, behalwe vir IC5. Spelde is dun en naby mekaar. U moet versigtig wees om geen soldeerbrugte tussen penne te maak nie.
Deur die industriële gegradeerde SamacSys -komponentbiblioteke vir TLP512 [7], MOC3021 [8], BTA26 [9], AMS1117 [10] en STM32F030F4 [11] te gebruik, het my ontwerptyd aansienlik verminder en moontlike foute voorkom. Ek kan my nie voorstel hoeveel tyd ek gemors het as ek van plan was om hierdie skematiese simbole en PCB -voetspore van nuuts af te ontwerp nie. Om die Samacsys-komponentbiblioteke te gebruik, kan u óf 'n inprop vir u gunsteling CAD-sagteware [12] gebruik, óf die biblioteke van die komponent-soekenjin aflaai. Alle SamacSys -dienste/komponentbiblioteke is gratis. Ek het Altium Designer gebruik, so ek het verkies om die SamacSys Altium -inprop te gebruik (Figuur 3).
Stap 3: Figuur 3, geselekteerde komponentbiblioteke uit SamacSys Altium -inprop
Figuur 4 toon 3D -aansigte van bo en onder van die bord. Figuur 5 toon die saamgestelde hoofbord PCB van bo af en figuur 6 die saamgestelde hoofbord PCB van onder af. Die meerderheid van die komponente word op die boonste laag gesoldeer. Vier SMD -komponente word op die onderste laag gesoldeer. In figuur 6 is die isolasiegaping van die PCB duidelik.
Stap 4: Figuur 4, 3D -aansigte vanaf die PCB -bord
Stap 5: Figuur 5/6, gemonteerde PCB (bo -aansig/onderkant)
Kringontleding [paneel] Figuur 7 toon die skematiese diagram van die paneel. SEG1 is 'n tweesyfer gemultiplexeerde gemene katode sewe segment.
Stap 6: Figuur 7, skematiese diagram van die AC -dimmerpaneel
R1 tot R7 weerstande beperk die stroom tot die sewe-segment LED's. IDC1 is 'n 7*2 (14 penne) manlike IDC-aansluiting, so 'n 14-rigting plat draad bied die verbinding met die hoofbord. SW1 en SW2 is tasbare drukknoppies. P1 en P2 is 2-penne XH-manlike verbindings. Ek het dit aan gebruikers verskaf wat van plan is om eksterne drukknoppies te gebruik in plaas van aan boord van tasbare drukknoppies.
Q1 en Q2 is N-kanaal MOSFET's [13] wat gebruik word om elke deel van die sewe segmente AAN/UIT te skakel. R8 en R9 is aftrekweerstands om die hekpenne van die MOSFET's laag te hou om ongewenste snellering van die MOSFET's te voorkom.
PCB -uitleg [paneel]
Figuur 8 toon die PCB -uitleg van die paneelbord. Dit is 'n tweelaagse printplaat en alle komponente behalwe IDC -aansluiting en tasbare drukknoppies is SMD.
Stap 7: Figuur 8, PCB -uitleg van die AC Dimmer se paneelbord
Behalwe die sewe-segment- en drukknoppies (as u nie eksterne knoppies gebruik nie), word ander komponente aan die onderste laag gesoldeer. Die IDC -aansluiting is ook aan die onderste laag gesoldeer.
Ek het dieselfde as die moederbord gebruik, die SamacSys industriële komponentbiblioteke (skematiese simbool, PCB -voetafdruk, 3D -model) vir 2N7002 [14]. Figuur 9 toon die Altium -inprop en die geselekteerde komponent wat in die skematiese dokument geïnstalleer moet word.
Stap 8: Figuur 9, geselekteerde komponent (2N7002) uit die SamacSys Altium -inprop
Figuur 10 toon 3D -aansigte van bo en onder van die paneelbord. Figuur 11 toon 'n bo -aansig van die saamgestelde paneelbord en figuur 12 'n onder -aansig van die saamgestelde paneelbord.
Stap 9: Figuur 10, 3D -aansigte van bo en onder van die paneelbord
Stap 10: Figuur 11/12, 'n bo-/onder -aansig vanaf die saamgestelde paneelbord
Resultate Figuur 13 toon die bedradingsdiagram van die wisselstroomdimmer. As u van plan was om die uitsetgolfvorm met behulp van 'n ossilloskoop te kontroleer, moet u die aardleiding van u ossilloskoop -sonde nie aan die dimmer -uitset koppel nie, of nêrens op die net nie.
Aandag: Koppel u ossilloskoop -sonde nooit direk aan die net nie. Die aardleiding van die sonde kan 'n geslote lus met die netaansluiting bou. Dit sal alles op die pad opblaas, insluitend u stroombaan, sonde, ossilloskoop of selfs uself
Stap 11: Figuur 13, Bedradingsdiagram van die wisselstroomdimmer
Om hierdie probleem op te los, het u 3 opsies. Deur 'n differensiële sonde te gebruik, 'n drywende ossilloskoop te gebruik (die meerderheid van die ossilloskope word gemaal), 'n 220V-220V isolasie-transformator, of net 'n goedkoop trappie, soos 220V-6V of 220V-12V … ens… In die video en figuur 11 het ek die laaste metode (trappie-transformator) gebruik om die uitset te kontroleer.
Figuur 14 toon die volledige AC dimmer eenheid. Ek het twee borde met 'n 14-rigting plat draad verbind.
Stap 12: Figuur 14, 'n volledige digitale AC -dimmer -eenheid
Figuur 15 toon die nul-kruispunte en die Triac se AAN/UIT tyd. Soos dit duidelik is, is beide die stygende/dalende rand van 'n pols beskou as 'n flikkering en onstabiliteit.
Stap 13: Figuur 15, Nul kruispunte (die pers golfvorm)
Stap 14: Staatsbrief
Dit is beter om 630V -gegradeerde kapasitors vir C3 en C4 te gebruik.
Stap 15: Verwysings
Artikel:
[1]: TLP521 Gegevensblad:
[2]: BTA26 -datablad:
[3]: AN437, ST Aansoeknota:
[4]: MOC3021 Gegevensblad:
[5]: AMS1117-3.3 Gegevensblad:
[6]: STM32F030F4 Gegevensblad:
[7]: Skematiese simbool en PCB -voetspoor van TLP521:
[8]: Skematiese simbool en PCB -voetspoor van MOC3021:
[9]: Skematiese simbool en PCB-voetspoor van BTA26-600:
[10]: Skematiese simbool en PCB-voetspoor van AMS1117-3.3:
[11]: Skematiese simbool en PCB -voetspoor van STM32F030F4:
[12]: Elektroniese CAD-inproppe:
[13]: 2N7002 Gegevensblad:
[14]: Skematiese simbool en PCB -voetspoor van 2N7002:
Aanbeveel:
MutantC V3 - modulêre en kragtige handgehoude rekenaar: 9 stappe (met foto's)
MutantC V3 - modulêre en kragtige rekenaar met 'n hand: 'n Raspberry -pi -draagbare platform met 'n fisiese sleutelbord, 'n skerm en 'n uitbreidingskop vir pasgemaakte borde (soos Arduino Shield) .mutantC_V3 is die opvolger van mutantC_V1 en V2. Kyk na mutantC_V1 en mutantC_V2.https: //mutantc.gitlab.io/https: // gitla
Kragtige rookafzuiger op die arm: 8 stappe (met foto's)
Kragtige rookafzuiger op die artikulerende arm: ek het al 'n paar soldeerrookafzuigers gehad. Die eerste een het nie genoeg krag nie, en die tweede een was net 'n vaste boks sonder artikulasie -opsies; in baie gevalle kon ek nie 'n goeie posisie daarvoor vind nie, dit was te laag of ver agter
Kragtige 3 Watts Mini Audio Amp !: 9 stappe (met foto's)
Kragtige 3 Watts Mini Audio Amp !: Hallo almal! Welkom by my instruksies, waar ek in hierdie tutoriaal jou sal wys hoe ek hierdie klein maar kragtige 1 watt klankversterker gemaak het, wat baie maklik is om te maak, baie min eksterne komponente en pakke in 'n baie krag vir die grootte
Kragtige passiewe luidsprekers met wit eikehout: 16 stappe (met foto's)
White Oak Faced Powerful Passive Speakers: Dit is my derde luidsprekerprojek en heeltemal anders as die vorige! Hierdie keer gaan ek 'n paar groot, kragtige en mooi monitors maak om na my klanklokaal te gaan! Ek het 'n paar ander projekte op Instagram, kyk gerus! My ets
Hoe om 'n kragtige metaal -RC -tenk te bou: 6 stappe (met foto's)
Hoe om 'n kragtige metaalbak -robottenk te bou: goeie vriende! So, ek het gedink aan 'n soort projek wat interessant sou wees, en ek het besluit om 'n tenk (ruimte -kruip) te bou op 'n teken wat natuurlik van metaal gebou is. 100% My konstruksie is van hoë kwaliteit en akkuraatheid, die meeste dele van die