Attālinātais pārvaldības līdzeklis izmantojot mikrokontrolleri
Mēs bieži sastopam situācijas, kad vēlamies ieslēgt elektrisko slodzi, nospiežot datorprogrammā kādus poguņus. Uzskatīsim piemēru, kur jūs sēdat enerģijas stacijā un vēlaties attālināti ieslēgt loku pārtraukumu. Loku pārtraukumu var kontrolēt no attāluma, izmantojot mikrokontrolētāju. Mēs apspriedīsim, kā izveidot Attālinātu Loku Pārtraukuma Kontrolēšanu Ar Mikrokontrolētāju.
Lai izveidotu šo attālināti kontrolējamā loka pārtraukuma, mums būs nepieciešams:
Mikrokontrolētājs (piemēram, Arduino)
Tranzistors
Diods
Pretestības elementi
Relē
LED
PC (Personālais Dators)
Mikrokontrolētājs
Mikrokontrolētājs ir SKI, kas spēj saprast komandas, kas saņemtas no PC, izmantojot komunikācijas protokolu. Mikrokontrolētājam ir dažādi komunikācijas protokoli, lai sazinātos ar PC, piemēram, Seriāls, Ethernet un CAN (Controller Area Network) komunikācijas protokoli.
Mikrokontrolētājam ir daudz perifērijas, piemēram, vispārējas mērķa Ievades/Izvades (GPIO) kontakti, ADC (Analog-Digitāla Konvertētājs), taimeri, UART (Universālais Asinhronais Saņēmējs/Transmītētājs) un Ethernet, kā arī daudzas citas perifērijas, lai sazinātos ar ārējo pasauli.
Digitālais signāls no mikrokontrolētāja ir zema strāvas stipruma signāls.
Ja uzstādāt kontaktpunktu AUGSTĀ, tad uz tā kontaktpunkta ienākošais spriegums parasti ir +3,3V vai +5V, un to var piegādāt vai absorbēt aptuveni 30mA. Tas ir labi, ja kontrolējat LED, kura prasības ir mazas.
Ja vēlamies kontrolēt loku pārtraukumu ar mikrokontrolētāja kontaktpunktu, mums nepieciešama ierīce, kas var piegādāt nepieciešamo strāvas stiprumu, lai ieslēgtu slodzi. Starp mikrokontrolētāju un kontrolējamu ierīci, kas darbojas ar mazu spriegumu un strāvu, jāizmanto komponente. Relē un tranzistori tiek visbiežāk izmantoti šim nolūkam.
Tranzistors
Tranzistors darbojas kā pārveidojējs šajā lietojumā, sniedzot nepieciešamo strāvas stiprumu relē, lai to ieslēgtu, kad tas atrodas satura režīmā.
Pretestības elements
Pretestības elementi tiek izmantoti, lai ierobežotu strāvas stiprumu LED un tranzistoros.
LED
Garu izstarojosha diode tiek izmantota, lai norādītu, vai loku pārtraukums ir ieslēgts vai izslēgts.
Relē
Relē ir slodze, kas tiek izmantota, lai kontrolētu augsta jaudas elektriskas slodzes (piemēram, loku pārtraukumu, dzinēju, solenoīdu). Parasts pārtraukums nevar apstrādāt augsta jaudas slodzi, tāpēc relē tiek izmantots, lai kontrolētu augsta jaudas elektriskas slodzes.
Mikrokontrolētāja Attālinātā Loku Pārtraukuma Kontroles Darbības Principa
Kad mikrokontrolētājam tiek dota komanda, lai ieslēgtu slodzi, mikrokontrolētāja kontaktpunkts tiek uzstādīts uz 3,3V (uz minētā shēmas), kas ieslēdz NPN tranzistoru. Kad tranzistors ir ieslēgts, no tā kolektora uz emitētāju plūst strāva, kas aktīvē relē, un relē savieno AC spriegumu ar loku pārtraukumu, kas ieslēdz loku pārtraukumu.
LED tiek izmantots, lai norādītu, vai loku pārtraukums ir ieslēgts vai izslēgts. Ja mikrokontrolētāja kontaktpunkts ir augsts, LED ir ieslēgts (Loku pārtraukums ieslēgts), ja mikrokontrolētāja kontaktpunkts ir zems, tranzistors ir izslēgts, un nekāda strāva neatplūst relē spindulī, un loku pārtraukums ir izslēgts, LED arī ir izslēgts.
Aizsardzības Diods
Kad relē tiek izslēgts, rodas atpakaļ e.m.f., kas var bojāties tranzistoram, ja atpakaļ e.m.f. magnitūde pārsniedz tranzitora VCEO spriegumu. Lai aizsargātu tranzistoru, kā arī mikrokontrolētāja digitālo izvadi, tiek izmantots diods, kas ved, kad relē ir izslēgts. Tas arī pazīstams kā brīvās rotācijas diods.
Izstrāde
Pieņemamais mikrokontrolētājs dod 3,3V, kad kontaktpunkts ir augsts, un 0V, kad kontaktpunkts ir zems. Izvēlieties 12 V relē ar 360 ohmu spuldzes pretestību, tad relēm, lai ieslēgtu, nepieciešamā strāvas stipruma ir
Tas ir relē normētais strāvas stipruma.
LED (priekšvirziena spriegums = 1,2 V) ņem aptuveni 20mA strāvas stiprumu, tad pretestība RLED
RLED vērtību var izvēlēties 500 Ω.
RB var izvēlēties kā 4K, lai dotu vairāk bāzes strāvas tranzistoram GUI (Grafiskais Lietotāja Saskarsme): GUI var tikt izstrādāts augstākā valodā (piemēram, C#), kas izmanto UDP (User Datagram Protocol), lai sazinātos ar mikrokontrolētāju caur PC. Zemāk redzams GUI, kas kontrolē mikrokontrolētāja digitālo izvadi, izmantojot UDP protokolu.
