Der Zweikanalschalter - der Regler der Beleuchtung mit Fernbedienung. Schema, Beschreibung

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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK
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Zweikanalschalter - Lichtsteuerung mit Fernbedienung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Beleuchtung

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Dieses Gerät ist sowohl für die lokale als auch für die Fernsteuerung der Beleuchtung unter Verwendung einer Standardstromversorgung von ~220 V, 50 Hz vorgesehen. Es enthält zwei unabhängige Steuerkanäle, die in beliebiger Kombination in einem von zwei Modi arbeiten können:

1. Modus wechseln. In diesem Modus werden der Last beim Einschalten sofort 100 % der Netzspannung zugeführt. Es wird für Energiesparlampen verwendet.

2. Reglermodus. In diesem Modus kann die Leistung der Last stufenlos angepasst werden. Wird für Verbraucher wie Glüh- oder Halogenlampen verwendet (einschließlich solcher, die über einen elektronischen Transformator betrieben werden).

Der Schalter wird über vier Tasten (zwei pro Kanal) einer beliebigen Fernbedienung ferngesteuert, die mit dem weit verbreiteten RC-5-Befehlssystem funktioniert. Die Fernbedienungen dieses Systems sind recht zugänglich und günstig.

Vorteile dieses Schalters:

Durch den Einsatz von MOSFET-Transistoren anstelle von Triacs gibt es keinen „Haltestrom“ und somit keine Begrenzung des Regelbereichs nach unten bei jeder zulässigen Lastleistung
Möglichkeit der Steuerung über einen weiten Bereich des Stromverbrauchs: von 1 W bis 400 W (bei der Installation von Transistoren auf Kühlkörpern)
Das Schalten von Lasten erfolgt im Moment des Nulldurchgangs der Netzspannung, wodurch Störungen im Stromnetz minimiert werden. Daher sind keine Rauschunterdrückungselemente im Schalter erforderlich.
Für den Reglermodus besteht die Möglichkeit, die untere Leistungsregelschwelle für jeden Kanal individuell einzustellen. Dies kann bei Geräten erforderlich sein, die die Leistung nicht unter einen bestimmten Wert reduzieren können (z. B. elektronische Transformatoren für Halogenlampen).

Vom Schalter ausgeführte Funktionen:

Ein- und Ausschalten der Last aus der Ferne, Leistungsanpassung;
Lokales Ein- und Ausschalten sowie Leistungsanpassung über Bedientasten
Im Reglermodus sanftes Einschalten, was beispielsweise die Lebensdauer von Glühlampen verlängert
Speicherung des vorherigen Zustands des Schalters und der Leistungsstufe (bei einem Stromausfall wird der Betrieb wiederhergestellt). Dank der dynamischen Nutzung des EEPROMs für diese Funktionen beträgt die Ressource für die Anzahl der Schaltersteuerungsmanipulationen für jeden Kanal mindestens 3 Millionen Mal.

Reglersteuerung

Kommunalverwaltung erfolgt über zwei Tasten am Schalter (eine für jeden Kanal)

Ein- oder Ausschalten der Last – einmaliger kurzer Tastendruck (0,2 – 1 Sek.).
Leistungsanpassung - Taste länger als 1 Sek. gedrückt halten. Jeder nachfolgende lange Druck bewirkt die entgegengesetzte Richtung der Leistungsänderung.

Fernbedienung erfolgt über die auf den Schalter gerichtete Fernbedienung. Zur Steuerung des Schalters sind vier Fernbedienungstasten definiert.

Das Aus- oder Einschalten der Last erfolgt durch einmaliges kurzes Drücken der entsprechenden Taste auf der Fernbedienung (0,1-1 Sek.).
Leistungseinstellung: Halten Sie die Taste länger als 1 Sekunde gedrückt.

Für jeden Kanal sind auf der Fernbedienung zwei Tasten definiert: Einschalten/Leistung erhöhen und Ausschalten/Leistung reduzieren in der Last. Die diesen Befehlen entsprechenden Tastencodes der Fernbedienung werden im EEPROM des Mikrocontrollers gespeichert. Dadurch können Sie im Trainingsmodus (der in der Anleitung beschrieben wird) jederzeit den Satz der Fernbedienungstasten ändern, die den Regler steuern. Befindet sich mindestens einer der Steuerkanäle im Reglermodus, ist es möglich, beide Kanäle ein-/auszuschalten, indem eine Taste länger als 1 Sekunde gedrückt wird. (weitere Details in der Anleitung).

Beim Drücken der Steuertasten der Vor-Ort-Steuerung oder auf der Fernbedienung ertönt ein ca. 0,2 Sekunden dauerndes Tonsignal, das anzeigt, dass der Befehl angenommen wurde.

Leistungsschaltergerät

Der Regler basiert auf einem kostengünstigen und zugänglichen Mikrocontroller ATtiny2313-20PU. Das schematische Diagramm des Geräts ist unten dargestellt.

(zum Vergrößern klicken)

Stromknoten dient dazu, den Mikrocontroller und den IR-Empfänger mit einer Versorgungsspannung von etwa 5 V zu versorgen. Die Eingangsspannung wird über die Diodenbrücke VD1 gleichgerichtet, durch den Widerstand R1 gelöscht und durch die Zenerdiode VD2 begrenzt, wodurch eine Spannung von ca. 1 V entsteht entsteht an C2, C5. Die Elemente R2C3 sind ein Filter im Stromkreis des Fotodetektors.

Synchronisierungsknoten. R6R7R8C4 ist die für die Nullerkennung erforderliche Kette. Die Widerstände R6R7 unterdrücken die Eingangsspannung, die durch die internen Dioden des PD2-Ausgangs des Mikrocontrollers begrenzt wird. Der Kondensator C4 dient zur Unterdrückung von Impulsrauschen. Jeder Übergang der Netzspannung durch Null wird verarbeitet – 100 Mal pro Sekunde. Stimmen die benötigte und die aktuelle Leistung nicht überein, wird die aktuelle angepasst. Dies ermöglicht auch ein reibungsloses Umschalten der Last im Reglermodus. Außerdem wird die doppelte Frequenz der Stromversorgung zur Abfrage lokaler Steuertasten und zur Bildung der Beleuchtungszeitintervalle HL1 und HL2 verwendet.

Steuer- und Anzeigeeinheiten. Die Tasten SB1 und SB2 dienen zur Steuerung der ersten bzw. zweiten Last.
Die LEDs HL1 und HL2 dienen zur Anzeige der Betriebsarten des ersten und zweiten Steuerkanals.
Der Fotodetektor B1 empfängt IR-Nachrichten von der Fernbedienung. Es demoduliert auch die Trägerfrequenz von RC-5-Nachrichten (36 kHz). Das erzeugte Ausgangssignal des Fotodetektors wird dem PD3-Eingang des Mikrocontrollers zugeführt. Die Dekodierung der IR-Nachrichten im MK erfolgt per Software. Der Mikrocontroller DD1 analysiert den Code des empfangenen Befehls und generiert Steuersignale für Leistungstransistoren. Der Piezo-Schallgeber HA1 und die LEDs HL1, HL2 liefern Signale bei bestimmten Zuständen des Controllers in verschiedenen Betriebsmodi.

Knoten wechseln Ladungen. Vom PB0(PB1)-Pin des DD1-Mikrocontrollers öffnen positive Impulse durch R9(R10) die Transistoren VT1(VT2), über die die Netzspannung an die entsprechende Last geliefert wird. Die Widerstände R11 und R12 dienen dazu, ein spontanes Öffnen von Transistoren in dem Moment zu verhindern, in dem das Gerät mit Strom versorgt wird, wenn sich die Pins PB0, PB1 noch im dritten Zustand befinden und nicht vom MK-Programm konfiguriert wurden. Die Last wird mit gleichgerichteter Netzspannung versorgt, die für die verwendeten Lampen akzeptabel ist.

Betriebsart wählen erfolgt über die Jumper S1 und S2 für den ersten bzw. zweiten Kanal. Fehlt der Jumper, befindet sich der Kanal im Reglermodus und, falls vorhanden, im Schaltmodus.

Reglerdesign

Der Regler ist auf einer einseitigen Leiterplatte aus Glasfaserfolie montiert, deren Zeichnung und Lage der Teile sich in den beigefügten Dateien befinden. Auf der Seite der Leiterbahnen sind die Elemente HL1, HL2, B1, SB1, SB2, HA1 verbaut. Die restlichen Elemente werden auf der gegenüberliegenden Seite montiert. Die Platine wird mit D2.5-mm-Schrauben in den Ecken befestigt. Die Leistungstransistoren sind speziell am Rand der Platine platziert, sodass Kühlkörper problemlos darauf angebracht werden können, wenn die verwendete Last mehr als 100 W verbraucht.

Zweikanalschalter - Dimmer mit Fernbedienung

Verwendete Teile und mögliche Ersatzteile

Zur Steuerung des Reglers können Sie jede Fernbedienung verwenden, die mit dem RC-5-Protokoll funktioniert. Der Mikrocontroller DD1 kann durch ATtiny2313-20PI oder ATtiny2313V-20PU(PI) und der Fotodetektor B1 durch einen ähnlichen ersetzt werden, der für eine Trägerfrequenz von 36 kHz ausgelegt ist, zum Beispiel TSOP4836, TSOP1836SS3V, SFH506-36, SFH5110-36, TFMS5360, aber Bitte beachten Sie, dass der Standort unterschiedlich sein kann. Die Ausgänge von Fotodetektoren verschiedener Typen können unterschiedlich sein. Die Transistoren VT1, VT2 können IRF840A oder inländische Analoga KP840, KP707 sein. Es ist jedoch zu beachten, dass bei allen diesen Transistoren im Gegensatz zu 2SK2545 die Oberfläche zur Montage des Kühlkörpers nicht vom Drain isoliert ist, sodass sie nur auf einem montiert werden können gemeinsamer Kühler durch isolierende Dichtungen. Wir können die VD2-Zenerdiode durch BZX79C5V1, BZX55C5V1, 1N4733A ersetzen, oder Sie können inländische KS156A, G KS456A, G auswählen, damit die Stabilisierungsspannung 5,5 V nicht überschreitet. Anstelle der HL1-HL2-LEDs können Sie HB3B-446ARA, ARL-3214URC-10cd oder ähnlich superhelle LEDs verwenden. Die Diodenbrücke VD1 muss für einen Strom ausgelegt sein, der nicht kleiner ist als die Gesamtstromaufnahme beider Lasten und für eine Sperrspannung von mindestens 400 V. HA1 – jeder piezoelektrische Hochtöner mit zwei Anschlüssen. Die Sicherungshalter sind von der Marke FH-100. Sicherungen schützen Leistungselemente vor Überlastung und Kurzschluss. Ihre Nennleistung sollte 2.....2,5 mal höher sein als die Stromaufnahme der verwendeten Last.

Montage und Einstellung des Reglers

Zunächst werden alle Elemente außer DD1, B1, C4 auf die Platine gelötet. Nachdem Sie den Regler an das Netzwerk angeschlossen haben, messen Sie die Gleichspannung an C1 und dann an C3. In beiden Fällen sollte es etwa 5 V betragen. Dann schließen sie nacheinander mit einem Jumper die Leiterbahnen auf der Platine, die zu den Pins 20 und 5, 20 und 4 von DD1 führen, und HL1 und HL2 sollten jeweils aufleuchten. Jetzt müssen wir die Funktion der Steuerkanäle überprüfen. Dazu müssen Sie den Strom ausschalten, als Lasten anschließen, zum Beispiel Glühlampen bis zu einer Leistung von 100 W, den Strom einschalten, ihn an die linken Klemmen R9, R10 von der +5V-Stromversorgung anlegen ( Zum Beispiel durch Kurzschließen der Leiterbahnen auf der Platine mit einem Jumper auf 20 und 12, 20 und 13 Pins von DD1. In diesem Fall sollten die Lampen des ersten und zweiten Kanals jeweils aufleuchten. Wenn alles gut gelaufen ist, dann Trennen Sie den Regler vom Netzwerk, löten Sie DD1 (obwohl es besser ist, eine Buchse dafür zu installieren) und B1, C4 und schließen Sie den Programmierer an den Anschluss XP2 (standardmäßiger sechspoliger Anschluss für die In-Circuit-Programmierung des AVR) an In diesem Fall muss die Versorgungsspannung vom Programmiergerät an den Regler geliefert werden. Firmware-Dateien zur Überprüfung der Funktionalität des Reglers sind im Lieferumfang enthalten (Blitz EEPROM ist ebenfalls erforderlich!!!)

Die FUSE-Bits des DD1-Mikrocontrollers müssen wie folgt programmiert werden:

• CKSEL3...0 = 0100 – Taktung vom internen RC-Oszillator 8 MHz;
• CKDIV8 =0 – Taktfrequenzteiler durch acht ist aktiviert;
• SUT1...0 =10 - Anlaufzeit: 14CK + 65 ms;
• CKOUT = 1 – Ausgangstakt auf CKOUT deaktiviert;
• BODLEVEL2...0 = 101 – Schwellenwert für den 2,7-V-Versorgungsspannungs-Steuerkreis;
• EESAVE = 0 – das Löschen des EEPROMs während der Chipprogrammierung ist deaktiviert;
• WDTON = 1 - Keine dauerhafte Aktivierung des Watchdog Timers;
Der Rest der FUSE-Bits sollte besser unberührt bleiben. Das FUSE-Bit ist programmiert, wenn es auf „0“ gesetzt ist.

Für den Controller-Modus ist dies, wie oben erwähnt, möglich Stellen Sie die untere Leistungssteuerungsschwelle für jeden Kanal individuell ein. Dazu müssen Sie den Wert für den ersten bzw. zweiten Kanal in die EEPROM-Zellen an den Adressen $01 und $02 schreiben. Dieses Gerät verfügt über 0 Regelstufen im Bereich von 100 % bis 127 %. Um den unteren Schwellenwert beispielsweise auf 25 % festzulegen, müssen Sie diesen Wert mit 1,27 (25*1,27=32) multiplizieren und den Wert notieren 32 ($20) in die entsprechende Zelle im EEPROM. Zunächst werden in beide Zellen Nullen geschrieben.

Die Bedienungsanleitung finden Sie in den beigefügten Dateien. Der Schalter verfügt über einen Modus zur Überprüfung der Fernbedienung auf Kompatibilität. Dazu müssen Sie beide Kanäle in den Regulierungsmodus versetzen, sie einschalten, die minimale Leistungsstufe einstellen und sie ausschalten. Drücken Sie dann eine beliebige Taste auf der Fernbedienung. Bei Betrieb mit dem RC-5-System ertönt 1 Sekunde lang ein Piepton. Die zulässige Gesamtleistung der geschalteten Last in jedem Kanal ohne Strahler beträgt 100 W. Bei größeren Transistoren ist es erforderlich, die Transistoren auf einem Kühlkörper im entsprechenden Bereich zu installieren. Der Regler dient nur zur Steuerung der Lastarten, die am Anfang des Artikels angegeben sind. Sie ermöglichen die Versorgung mit gleichgerichteter Netzspannung. Sie können keine anderen Geräte daran anschließen, beispielsweise Leuchtstofflampen oder Elektromotoren. Dadurch kann der Regler beschädigt werden.

Achtung! Bedenken Sie bei der Montage und Einstellung des Reglers, dass alle seine Elemente unter Netzspannung stehen und eine Berührung zu Stromschlägen führen kann.

Laden Sie Projektdateien in einem Archiv herunter : Diagramm, Demo-Firmware, Leiterplattenzeichnungen, Bedienungsanleitung

Autor: Alexey Batalov, alexperm72@yandex.ru, ICQ#: 477022759; Veröffentlichung: mcuprojects.narod.ru/projects.html

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