Kaugjuhitav lülituspäis mikrokontrolleri abil
Tihti esineb olukorda, kus soovime elektrilist laadika sisse lülitada arvutiprogrammi nuppude vajutamisel. Kujutlege näiteks, et te olete elektrijaamas ja soovite lülitdja kaugelt sisse lülitada. Lülitdja kontrollimine kaugelt saavutatakse kasutades mikrokontrollerit. Arutame, kuidas luua kaugjuhitava lülitdja mikrokontrolleri abil.
Selle kaugjuhitava lülitdja jaoks vajame:
Mikrokontroller (näiteks Arduino)
Transistor
Diode
Vastukid
Relai
LED
PC (isiklik arvuti)
Mikrokontroller
Mikrokontroller on IC, mis suudab mõista käsklusi, mida ta saab PC-lt kommunikatsiooniprotokolli kaudu. Mikrokontrolleril on erinevaid kommunikatsiooniprotokolle, nagu sarivõrk, Ethernet ja CAN (Controller Area Network), et suhelda PC-ga.
Mikrokontrolleril on palju ümbrisele suhtlemiseks mõeldud ülekülge, nagu GPIO (üldkasutusega sisend-väljund) pinnad, ADC (analoog-digitaalne teisendaja), taimer, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) ja Ethernet ning palju muud. Mikrokontrolleri digitaalne väljund on madalamperearvuline signaal.
Kui sa paned pinna HIGH olekusse, siis sellel pinnal ilmnevatele voltmidele on tavaliselt +3,3V või +5V ning see võib allikasdata või sinkidata umbes 30mA. See sobib, kui sa kontrollid LED-i, mille vajadused on väikesed.
Kui me soovime lülitdja kontrollida mikrokontrolleri pinna abil, siis me vajame driverit, mis võib allikasdata vajaliku mahtva voolu laadile, et see lülitaks sisse. Vahetult mikrokontrolleri ja seadme vahel on vaja komponenti, mis suudaks töödelda väikeseid voltmide ja voolu väärtusi. Relai ja transistorid on selleks tavaliselt kasutatavad.
Transistor
Transistor töötab selles rakenduses driverina, mis annab relail vajaliku voolu, et see lülituks sisse, kui see on saturrežiimis.
Vastukid
Vastukid kasutatakse LED-de ja transistorite voolu piiramiseks.
LED
Valgustava diodi kasutatakse lülitdja oleku (sisse/läbi) näitamiseks.
Relai
Relai on lülitja, mis kasutatakse kõrgete võimsuste elektrooniliste laadikate (nagu lülitdja, mootor ja solenooid) juhtimiseks. Tavaline lülitja ei suuda kõrgete võimsuste laadikaid hoida, seega kasutatakse relait, et juhtida selliseid laadikaid.
Lülitdja kaugjuhitamise printsiip mikrokontrolleri abil
Kui mikrokontrollerile antakse käsk lülitdja sisse lülitamiseks, siis mikrokontrolleri pinna alustatakse 3,3V-ga (eelnevas skeemis), mis lülitab sisse NPN transistori. Kui transistor on sisse lülitatud, siis vool liigub transistori kogumistest emittoriga, mis aktiveerib relai ja relai ühendab AC-voolu lülitdja, mis selle lülitab sisse.
LED-i kasutatakse lülitdja oleku (sisse/läbi) näitamiseks. Kui mikrokontrolleri pinna on kõrge, siis LED on sisse lülitatud (lülitdja sisse). Kui mikrokontrolleri pinna on madal, siis transistor on väljas lülitatud ja relaisse ei virta voolu, lülitdja on väljas, LED on väljas.
Kaitse diod
Kui relai välja lülitatakse, tekib tagurpidi e.m.f, mis võib kahjustada transistorit, kui selle suurus on suurem kui transistori VCEO-volt. Transistori ja mikrokontrolleri digitaalse väljundi kaitseks kasutatakse diodit, mis virtab, kui relai on väljas. Seda nimetatakse ka vabavedeliseks diodiks.
Kujundamine
Eeldatav mikrokontroller annab 3,3V, kui pinna on kõrge ja 0V, kui pinna on madal. Valige 12V relai ja 360 ohmi koori vastend, siis relai sisse lülitamiseks vajalik vool on
See on relai määratud vool.
LED (edasi viimane volt = 1,2 V) võtab umbes 20 mA voolu, siis vastus RLED
RLED väärtus võib valida 500 Ω.
RB võib valida 4K, et anda rohkem base voolu transistorile GUI (Graafiline Kasutajaliides): GUI saab arendada kõrgtasemel keeles (nagu C#), mis kasutab UDP (User Datagram Protocol) protokollit mikrokontrolleriga suhelda PC-le. Allpool on GUI, mis kontrollib mikrokontrolleri digitaalset väljundit UDP protokolli kaudu.
