Pemutus Litar Kawalan Jauh Menggunakan Mikrokontroller
Kami sering menghadapi situasi di mana kita ingin menghidupkan beban elektrik dengan menekan beberapa butang pada program komputer. Pertimbangkan contoh, di mana anda duduk di sebuah kilang tenaga dan anda ingin menghidupkan pemutus litar secara jauh. Mengawal pemutus litar dari lokasi jauh boleh dicapai dengan menggunakan Mikrokontroler. Kami akan membincangkan bagaimana untuk membuat Pemutus Litar Jauh Menggunakan Mikrokontroler.
Untuk pemutus litar jauh ini, kita akan memerlukan:
Mikrokontroler (seperti Arduino)
Transistor
Dioda
Rintangan
Relay
LED
PC (Komputer Peribadi)
Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah IC yang mempunyai kecerdasan untuk memahami arahan yang diterima dari PC melalui protokol komunikasi. Mikrokontroler mempunyai pelbagai protokol komunikasi untuk berkomunikasi dengan PC seperti Siri, Ethernet, dan protokol komunikasi CAN (Controller Area Network).
Mikrokontroler mempunyai banyak periferal seperti pin GPIO (general purpose Input Output), ADC (Analog to Digital Converter), timer, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), dan Ethernet serta banyak lagi periferal untuk berkomunikasi dengan dunia luar.
Output digital dari mikrokontroler adalah isyarat amper rendah.
Apabila anda menetapkan pin HIGH, voltan yang datang pada pin tersebut biasanya +3.3V atau +5V dan amper yang boleh disumber atau diturunkan adalah sekitar 30mA. Ini adalah sesuai jika anda mengawal LED yang keperluannya kecil.
Jika kita ingin mengawal pemutus litar menggunakan pin mikrokontroler maka kita memerlukan pemandu yang boleh menyumber jumlah arus yang diperlukan kepada beban untuk hidup. Anda memerlukan komponen di antara mikrokontroler anda dan peranti yang dikawal dengan voltan dan arus yang kecil. Relay dan transistor paling sering digunakan untuk tujuan ini.
Transistor
Transistor berfungsi sebagai pemandu dalam aplikasi ini yang memberikan arus yang diperlukan kepada relay untuk menghidupkannya apabila ia berada dalam mod penyatuan.
Rintangan
Rintangan digunakan untuk membatasi arus dalam LED, transistor.
LED
Dioda penghasil cahaya digunakan untuk menunjukkan sama ada pemutus litar itu hidup atau mati.
Relay
Relay adalah saklar yang digunakan untuk mengawal beban elektrik kuasa tinggi (seperti Pemutus Litar, Motor, dan Solenoid). Saklar biasa tidak dapat menangani beban kuasa tinggi itulah sebabnya relay digunakan untuk mengawal beban elektrik kuasa tinggi.
Prinsip Kerja Pengawalan Jauh Pemutus Litar oleh Mikrokontroler
Apabila arahan diberikan kepada mikrokontroler untuk menghidupkan beban, pin mikrokontroler ditetapkan kepada 3.3V (dalam litar di atas) yang menghidupkan transistor NPN. Apabila transistor ON, arus mengalir dari kolektor ke emiter transistor yang mengaktifkan relay dan relay menghubungkan voltan AC ke pemutus litar yang menghidupkan pemutus litar.
LED digunakan untuk menunjukkan sama ada pemutus litar ON atau OFF. Apabila pin mikrokontroler tinggi, LED menyala (Pemutus Litar ON) apabila pin mikrokontroler rendah, transistor dalam keadaan OFF dan tiada arus mengalir ke kumparan relay dan pemutus litar OFF, LED juga OFF.
Dioda Perlindungan
Apabila relay dimatikan, e.m.f. belakang dihasilkan yang boleh merosakkan transistor jika magnitud e.m.f. belakang lebih besar daripada voltan VCEO transistor. Untuk melindungi transistor serta output digital mikrokontroler, dioda digunakan yang mengalir apabila relay dimatikan. Ini juga dikenali sebagai dioda freewheeling.
Reka Bentuk
Mikrokontroler yang diandaikan memberikan 3.3V apabila pin tinggi dan 0V apabila pin rendah. Pilih relay 12 V dan tahanan kumparan 360-ohm, maka arus yang diambil oleh relay untuk hidup
Ini adalah arus terpilih relay.
LED (voltan maju = 1.2 V) mengambil sekitar 20mA arus maka tahanan RLED
Nilai RLED boleh dipilih menjadi 500 Ω.
RB boleh dipilih sebagai 4K untuk memberikan lebih banyak arus asas kepada transistor GUI (Graphical User Interface): GUI boleh dibangunkan dalam bahasa tahap tinggi (seperti C#) yang menggunakan UDP (User Datagram Protocol) untuk berkomunikasi dengan mikrokontroler melalui PC. Di bawah adalah GUI yang mengawal output digital mikrokontroler melalui protokol UDP.
