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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Garland-Schaltcontroller auf dem Z8-Mikrocontroller. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Mikrocontroller Einer der beliebtesten und am meisten erwarteten Feiertage in unserem Land ist natürlich das neue Jahr. Und was für ein neues Jahr ohne Weihnachtsbaum und festliche Lichtbeleuchtung! Allerdings sind billige dynamische Lichtgeräte, die in großen Mengen aus den Ländern Südostasiens auf den russischen Markt geliefert werden, nicht für das Schalten recht leistungsstarker Lasten ausgelegt, weisen keine hohe Zuverlässigkeit auf und haben keine vielfältigen realisierten Wirkungen. Was aber, wenn Sie eine handgefertigte Girlande aus gewöhnlichen Glühlampen oder das heute überall erhältliche Duralight-Lichtkabel zum Schimmern bringen möchten? In solchen Fällen hilft Ihnen der Garland-Controller „Cross“, der in der Lage ist, relativ leistungsstarke leichte Lasten gemäß den im PROM seines MK „eingenähten“ Algorithmen zu schalten. Im Folgenden werden zwei Gerätetypen beschrieben: „Cross-Chameleon“, das zur Implementierung von Algorithmen im Zusammenhang mit der Unterbrechung des Leuchtens von Lasten entwickelt wurde, und „Cross-Chameleon“, das darüber hinaus in Modi zur stufenlosen Änderung der Helligkeit der Lasten arbeiten kann Lampen. Technische Hauptmerkmale des Geräts: Versorgungsspannung – 220 V ± 20 %, Anzahl der Leitungen – 2, Laststrom jedes Kanals – bis zu 0,7 A (150 W), Stromverbrauch – nicht mehr als 40 mA; Umgebungstemperaturbereich - von 0 bis +60 "C. Das schematische Diagramm des Geräts ist in Abb. dargestellt. 1. Seine Basis ist der Mikrocontroller Z86E0208PSC (DD1). Zum Starten des internen Generators wird entweder Knoten A1, bestehend aus Quarzresonator ZQ1 und Kondensatoren C5, C6 mit einer Kapazität von 22 ... 33 pF („Kreuzchamäleon“), oder Knoten A2 mit den Werten verwendet der im Diagramm angegebenen Elemente („Cross-Chasing“). In den Knotendiagrammen sind hier und im Folgenden in Klammern die Positionsbezeichnungen der Elemente gemäß der Dokumentation der Firma „ElIn“ angegeben.
Das Gerät wird von einer transformatorlosen Quelle mit einer Ausgangsspannung von +5 V gespeist. Es besteht aus zwei Löschkondensatoren (C1 und C1 *), den Dioden VD1 und VD2, einer Zenerdiode VD3 mit einer Stabilisierungsspannung von 5,1 V und einem Filteroxid Kondensator C2. Die Widerstände R1 und R2 verringern die Möglichkeit eines Mikrocontrollerausfalls, indem sie unerwünschte Phänomene beseitigen, die beim Einschalten auftreten. Zum Schalten von Girlanden (im Diagramm sind sie bedingt als einzelne Glühlampen EL1 und EL2 dargestellt) wurden Triacs VT136-600E (1VS1 und 1VS2) von Philips verwendet. Leider gibt es keine inländischen Pendants, und von allen ausländischen Geräten dieser Klasse sind diese Produkte am zugänglichsten. Ein Merkmal dieser Triacs ist, dass sie über genügend Steuerstrom (positive Polarität) von 10 ... 20 mA zum Schalten verfügen. Über die Widerstände R3 und R4 wird eine Spannung von +5 V an die Steuerpins der DD1-Mikroschaltung angelegt, die per Software als Open-Drain-Ausgänge konfiguriert sind. Um den Steuerstrom der Triacs 1VS1 und 2VS1 zu erhöhen, werden benachbarte synchron schaltende Ausgänge von Port P2 zusammengefasst. Der in den technischen Daten des beschriebenen Gerätes angegebene Wert des Laststroms gilt für den Betrieb der Triacs ohne Kühler. Durch den Einsatz von Kühlkörpern mit entsprechender Kühlfläche kann dieser Strom auf 3A erhöht werden. +2,2 V werden den Pins der Ports P2,1 und P5 über die Widerstände R5 und R6 zugeführt. Ein wichtiges Element des Controllers ist eine nichtflüchtige Speichereinheit auf dem EPROM 93C46 (DS1)-Chip, der von vielen verschiedenen Herstellern hergestellt wird. Die Autoren schlagen die Verwendung des 93C46CB-Chips von ST (Thompson) vor. Es enthält einen eingebauten Ausfallschutzmechanismus, der wichtig ist, wenn eine solche Komponente in unmittelbarer Nähe von leistungsstarken Stromkreisen platziert wird. Beim Zusammenbau des „Cross-Chamäleon“-Controllers ist es notwendig, die DD1-Synchronisationsschaltung mit den Zeit-Frequenz-Eigenschaften des Netzwerks zu verwenden. Verwenden Sie dazu den Widerstand R7 und die Schutzdioden VD4 und VD5. Wenn Sie ein „Cross-Chasing“-Gerät zusammenbauen, sollten Sie zur Erhöhung der Störfestigkeit anstelle von VD5 eine Brücke installieren und so Pin 8 DD1 „erden“ (Diode VD4 und Widerstand R7 sind in diesem Fall ausgeschlossen). Je nach Wunsch des Funkamateurs wird das Programm entweder des Cross-Chasing-Geräts (seine Codes sind in Tabelle 1 angegeben) oder des Cross-Chameleon-Geräts (Tabelle 1) im PROM des DD2-Mikrocontrollers „eingenäht“. Im letzteren Fall müssen die Synchronisations- und Taktschaltungen des Mikrocontrollers wie oben angegeben ausgeführt werden.
Als C1 und C1 * sind nur Kondensatoren K73-17 mit einer Nennspannung von mindestens 250 V geeignet. Es dürfen Kondensatoren beliebiger Nennleistung verwendet werden, deren Gesamtkapazität 1,2 ... 1,4 μF beträgt. Im Gleichrichter (VD1 und VD2) werden beliebige Dioden mit einem zulässigen Durchlassstrom von mindestens 0,5 A und einer Sperrspannung von mindestens 400 V verwendet (z. B. KD226G-KD226E, 2D236A, 2D236B). Nennspannung der Widerstände R1, R2 – nicht weniger als 250 V, Verlustleistung – nicht weniger als 0,5 W (Widerstände MLT-0,5 erfüllen diese Anforderungen). Alle Teile des Geräts sind auf einer doppelseitigen Leiterplatte montiert, die in das Gehäuse des Netzwerkadapters passt (die Autoren verwenden das Gehäuse, in dem das Nowgoroder Funkwerk „Transvit“ Netzteile für IEP und IEN herstellt). Anschluss X1 ist der Netzstecker des Gehäuses, der über kurze Drähte mit einem Querschnitt von 0,35...0,5 mm mit der Platine verbunden ist========2======== Drähte gleichen Querschnitts, die zur Last führen, können entweder an die entsprechenden Pads der Platine angelötet oder mit darin eingelöteten Schrauben eines Standard-Dreiklemmenblocks (X2) von DINKLE oder AMP befestigt werden. Die Tasten SB1 und SB2 (Mikroschalter FKX-065-9-5 ausländischer Produktion) befinden sich auf der den Teilen gegenüberliegenden Seite der Platine (ihre Stangen sind an der Rückwand des Gehäuses angebracht). Natürlich kann das Design des Controllers unterschiedlich sein. In jedem Fall sollte jedoch eine Berührung der Geräteelemente ausgeschlossen sein, da diese unter Hochspannung stehen. Die Steuerung des Controllers „Cross“ ist einfach. Der Schaltalgorithmus wird durch sequentielles Drücken der SB2-Taste um den Ring herum ausgewählt (Algorithmus 1, Algorithmus 2. .... Algorithmus 6, Algorithmus 1 usw.). Der Übergang von einem Algorithmus zum anderen geht mit einem zweiten Erlöschen der Lampen beider Kanäle einher. Das Gerät "Cross-Chasing" verfügt über folgende Schaltalgorithmen: Algorithmus 1 - Kreuzschaltung in einem Paar (A; B; A usw.); Algorithmus 2 – Kreuzschaltung in einem Paar + zwei gemeinsame Zündungen (A; B; AB, AB; B; A; AB; AB; A usw.); Algorithmus 3 - Zähler (0; A; B; AB; 0; B; A; AB; 0; A usw.); Algorithmus 4 – Akkumulation + Deakkumulation in einem Paar (0; A; AB; B; 0; B; AB; A; 0; A usw.); Algorithmus 5 - Flimmern (AB; A; AB; B; AB; A usw.); Algorithmus 6 – Komplex „Fantasy“: 10-mal Algorithmus 3+10-mal Algorithmus 4 + 20-mal Algorithmus 1 + 10-mal Algorithmus 5. Hier und darunter „0“ – beide Kanäle sind aus, „A“ – Kanal 1 ist an, „ „B“ – Kanal 2 ist eingeschaltet, „AB“ – beide Kanäle sind gleichzeitig eingeschaltet, „;“ - Schaltphasengrenze. Die Geschwindigkeit des „Crosschasing“-Reglers wird durch die Dauer des Arbeitszyklus des Schaltalgorithmus bestimmt. Die Änderung erfolgt durch sequentielles Drücken der SB1-Taste innerhalb von 0,2 ... 2 s (10 Abstufungen in 0,2 s-Schritten). Nach Erreichen der Mindestgeschwindigkeit (Zyklusdauer - 2 s) erfolgt der Übergang zur Höchstgeschwindigkeit (0,2 s). Algorithmen zum Umschalten des Geräts "Cross-Chamäleon" sind komplexer: Algorithmus 1 – „Transfusion“ in Gegenphase (die maximale Helligkeit der Lampen in einem Kanal stimmt mit der minimalen Helligkeit im anderen überein); Algorithmus 2 – „Transfusion“ durch Akkumulation und Deakkumulation mit Kanalumkehr (die Helligkeit der Lampen im zweiten Kanal beginnt nach Erreichen der maximalen Helligkeit im ersten zuzunehmen, und die Helligkeitsabnahme im zweiten Kanal beginnt nach Erreichen des Minimums Helligkeit im ersten); Algorithmus 3 - Kreuzschaltung in einem Paar (A; B; A usw.); Algorithmus 4 - Akkumulation / Deakkumulation (0; A; AB; B; 0; A usw.). Die Geschwindigkeit des „Cross-Chamäleon“-Controllers in den „Transfusion“-Modi wird durch die Dauer des Zyklus der Änderung der Helligkeit des Glühens vom Minimum zum Maximum bestimmt. Die Dauer kann (durch Drücken derselben SB 1-Taste) von 1,6 bis 8 s eingestellt werden (fünf Abstufungen in Schritten von 1,6 s). Nach Erreichen der Mindestgeschwindigkeit (Zyklusdauer - 8 s) erfolgt ein Übergang zur Höchstgeschwindigkeit (Dauer - 1,6 s). Im Schaltmodus wird die Fahrgeschwindigkeit in den gleichen Grenzen wie beim „Cross-Chasing“ geregelt. Bei Verwendung beider Gerätevarianten empfiehlt es sich, zunächst die maximale Schaltgeschwindigkeit einzustellen, dann den gewünschten Algorithmus auszuwählen und erst danach die erforderliche Verarbeitungsgeschwindigkeit für den ausgewählten Algorithmus einzustellen. Dank der nichtflüchtigen Speichereinheit merken sich die Kross-Controller nach der Trennung vom Netzwerk den zuletzt gewählten Betriebsmodus. Autoren: A. Olkhovsky, S. Shcheglov, A. Matevosov, K. Chernyavsky, Moskau
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