Áp-tomat Điều Khiển Từ Xa Sử Dụng Vi Điều Khiển

Chúng ta thường gặp tình huống muốn bật tải điện bằng cách nhấn một số nút trên chương trình máy tính. Hãy xem xét một ví dụ, bạn đang ngồi trong nhà máy điện và muốn bật cầu chì từ xa. Điều khiển cầu chì từ xa có thể được thực hiện bằng cách sử dụng Bộ điều khiển vi mô. Chúng tôi sẽ thảo luận về cách tạo ra Cầu chì Điều khiển từ xa Sử dụng Bộ điều khiển vi mô.

Để điều khiển cầu chì từ xa này, chúng ta sẽ cần:

1. Bộ điều khiển vi mô (như Arduino)

2. Transistor

3. Diode

4. Resistors

5. Rơle

6. LED

7. PC (Máy tính cá nhân)

Bộ điều khiển vi mô

Bộ điều khiển vi mô là một IC có khả năng hiểu các lệnh nhận được từ PC thông qua giao thức truyền thông. Bộ điều khiển vi mô có nhiều giao thức truyền thông khác nhau để giao tiếp với PC như Serial, Ethernet và CAN (Controller Area Network).

Bộ điều khiển vi mô có nhiều ngoại vi như chân GPIO (general purpose Input Output), ADC (Analog to Digital Converter), bộ đếm, UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) và Ethernet và nhiều ngoại vi khác để giao tiếp với thế giới bên ngoài.
Đầu ra kỹ thuật số từ bộ điều khiển vi mô là tín hiệu có cường độ dòng điện thấp.

Khi bạn đặt một chân ở trạng thái HIGH, điện áp trên chân đó thường là +3.3V hoặc +5V và dòng điện mà nó có thể cung cấp hoặc tiêu thụ khoảng 30mA. Điều này ổn nếu bạn đang điều khiển một LED có yêu cầu nhỏ bé.

Nếu chúng ta muốn điều khiển cầu chì bằng chân của bộ điều khiển vi mô thì chúng ta cần một driver có thể cung cấp lượng dòng điện cần thiết cho tải để bật. Bạn cần một thành phần giữa bộ điều khiển vi mô và thiết bị được điều khiển với điện áp và dòng điện nhỏ. Rơle và transistors thường được sử dụng cho mục đích này.

Transistor

Transistor hoạt động như một driver trong ứng dụng này, cung cấp dòng điện cần thiết cho rơle để bật khi nó ở chế độ bão hòa.

Resistor

Resistors được sử dụng để hạn chế dòng điện trong LED, transistors.

LED

Đèn phát sáng diode được sử dụng để chỉ báo rằng cầu chì đang bật hay tắt.

Rơle

Rơle là một công tắc được sử dụng để điều khiển tải điện có công suất cao (như Cầu chì, Động cơ, và Solenoid). Một công tắc bình thường không thể xử lý tải điện có công suất cao, vì vậy rơle được sử dụng để điều khiển tải điện có công suất cao.

Nguyên lý làm việc của Điều khiển từ xa Cầu chì bằng Bộ điều khiển vi mô

Khi đưa ra lệnh cho bộ điều khiển vi mô để bật tải, chân của bộ điều khiển vi mô được đặt ở 3.3V (trong mạch trên) để bật transistor NPN. Khi transistor được bật, dòng điện chảy từ cực thu đến cực phát của transistor, kích hoạt rơle và rơle kết nối điện áp AC vào cầu chì, bật cầu chì.

Một LED được sử dụng để chỉ báo rằng cầu chì đang ON hay OFF. Khi chân của bộ điều khiển vi mô ở mức cao, LED sáng (Cầu chì ON), khi chân của bộ điều khiển vi mô ở mức thấp, transistor ở trạng thái OFF và không có dòng điện chảy đến cuộn dây của rơle và cầu chì tắt, LED cũng tắt.

Diode bảo vệ

Khi rơle được tắt, một điện áp ngược e.m.f được sinh ra, có thể gây hỏng transistor nếu điện áp ngược e.m.f lớn hơn điện áp VCEO của transistor. Để bảo vệ transistor cũng như đầu ra kỹ thuật số của bộ điều khiển vi mô, một diode được sử dụng, dẫn điện khi rơle tắt. Diode này còn được gọi là diode freewheeling.

Thiết kế

Bộ điều khiển vi mô giả định cung cấp 3.3V khi chân ở mức cao và 0V khi chân ở mức thấp. Chọn một rơle 12V và điện trở cuộn 360 ohm, dòng điện cần thiết để rơle bật

Đây là dòng điện định mức của rơle.

LED (điện áp tiến = 1.2 V) lấy khoảng 20mA dòng điện, do đó điện trở RLED

Giá trị RLED có thể chọn là 500 Ω.

RB có thể chọn là 4K để cung cấp thêm dòng điện cho transistor GUI (Giao diện người dùng đồ họa): Một GUI có thể được phát triển bằng ngôn ngữ cấp cao (như C#) sử dụng UDP (User Datagram Protocol) để giao tiếp với bộ điều khiển vi mô qua PC. Dưới đây là GUI điều khiển đầu ra kỹ thuật số của bộ điều khiển vi mô qua giao thức UDP.