цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » » Управляем вентилятором переменного тока с помощью ШИМ генерируемого Arduino



Управляем вентилятором переменного тока с помощью ШИМ генерируемого Arduino

Автор: Mike(admin) от 19-05-2024, 23:55

В этом проекте мы продемонстрируем управление скоростью вентилятора переменного тока с помощью Arduino с использованием симистора или триака. Здесь метод фазового управления сигналом переменного тока используется для управления скоростью вентилятора переменного тока с использованием сигнала ШИМ (широтно-импульсной модуляции), генерируемого микроконтроллером платы Arduino.


Управляем вентилятором переменного тока с помощью ШИМ генерируемого Arduino

Напряжение переменного тока в нашем доме составляет 220 В, 50 Гц. Этот сигнал имеет переменный характер и периодически меняет свою полярность. В течение первой половины каждого цикла напряжение течет в одном направлении, достигает пикового значения, а затем падает до нуля. Затем в следующем полупериоде оно течет в переменном направлении (отрицательном) до пикового напряжения, а затем снова переходит в ноль. Чтобы контролировать скорость вентилятора переменного тока, пиковое напряжение обоих полупериодов необходимо ограничивать или контролировать. Для этого нам необходимо определить нулевую точку сигнала. Точка на кривой напряжения, где напряжение меняет направление, называется напряжением перехода через нуль.


Управляем вентилятором переменного тока с помощью ШИМ генерируемого Arduino

Схема, показанная на рисунке, представляет собой схему детектора перехода через ноль, используемую для получения точки перехода через ноль. Сначала используйте понижающий трансформатор, чтобы понизить переменное напряжение 220 В до 9 В переменного тока, а затем нужно подать его на оптопару 4N25 на контакты 1 и 2. Оптопара 4N25 имеет встроенный светодиод с контактом 1 в качестве анода и контактом 2. в качестве катода. Таким образом, согласно приведенной схеме, когда сигнал переменного тока приближается к точке пересечения нуля, встроенный светодиод 4N25 выключается и, следовательно, выходной транзистор 4N25 также выключается, а вывод выходного импульса переводится в положение 5В. Аналогично, когда сигнал постепенно увеличивается до пиковой точки, включается светодиод, транзистор также включается, а контакт заземления подключается к выходному контакту, что делает этот контакт по потенциалу равным 0 В. Используя этот импульс, переходы через ноль можно обнаружить с помощью Arduino.


Управляем вентилятором переменного тока с помощью ШИМ генерируемого Arduino

Обнаружив пересечение нуля, теперь нам нужно контролировать время включения и выключения питания. Этот сигнал ШИМ будет определять величину выходного напряжения на двигатель переменного тока, тем самым управляя скоростью двигателя. Здесь используется симистор BT136, который контролирует напряжение переменного тока, поскольку это силовой электронный переключатель, используемый для управления сигналом напряжения переменного тока.


Симистор – это трехконтактный переключатель переменного тока, который может запускаться низкоэнергетическим сигналом на его выводе затвора. Через тиристор напряжение проводится только в одном направлении, но в случае с симистором напряжение можно контролировать в обоих направлениях. Как показано на рисунке выше, симистор срабатывает при угле открытия 90 градусов путем подачи небольшого сигнала строб-импульса на симистор. Время «t1» – это время задержки, заданное в соответствии с требованиями регулирования яркости. Например, в этом случае угол освещения составляет 90%, поэтому выходная мощность также уменьшится вдвое, поэтому свет также будет светить с половинной интенсивностью. Мы знаем, что частота переменного сигнала здесь составляет 50 Гц. Таким образом, период времени будет 1/f, что составляет 20 мс. Для полупериода это будет 10 миллисекунд или 10000 микросекунд. Итак, для управления мощностью лампы переменного тока диапазон «t1» можно изменять в пределах 0–10000 мс.


Управляем вентилятором переменного тока с помощью ШИМ генерируемого Arduino

Здесь используется потенциометр для изменения скорости вентилятора переменного тока. Мы знаем, что потенциометр – это трехконтактное устройство, которое действует как делитель напряжения и обеспечивает выходное переменное напряжение. Это переменное аналоговое выходное напряжение подается на аналоговый вход Arduino и используется для установки значения скорости вентилятора переменного тока.


На последнем этапе импульсы ШИМ подаются на симистор в зависимости от требуемой скорости, тем самым изменяя время включения/выключения сигнала переменного тока и обеспечивая переменный выходной сигнал для управления скоростью вентилятора. Здесь Arduino используется для генерации импульсов ШИМ. Плата принимает входной сигнал от потенциометра и выводит сигнал ШИМ на схему симистора и оптопары, которые далее приводит в движение вентилятор переменного тока с желаемой скоростью. Схема подключения устройства управления скоростью вентилятора 230 В на базе Arduino:


Управляем вентилятором переменного тока с помощью ШИМ генерируемого Arduino

Код программы для Arduino следующий:



int TRIAC = 6;
int speed_val = 0;

void setup() {
    pinMode(TRIAC, OUTPUT);
    attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(3), zero_crossing, CHANGE);
}

void zero_crossing() {
    int chop_time = (200 * speed_val);
    delayMicroseconds(chop_time);
    digitalWrite(TRIAC, HIGH);
    delayMicroseconds(10);
    digitalWrite(TRIAC, LOW);
}

void loop() {
    int pot = analogRead(A0);
    int data1 = map(pot, 0, 1023, 10, 40);
    speed_val = data1;
}

Можно в итоге вполне легко управлять вентилятором переменного тока с помощь простой платы Arduino и нескольких внешних компонентов. Однако, помните об опасности переменного тока и соблюдайте все необходимые меры безопасности.




© digitrode.ru


Теги: Arduino, переменный ток, симистор




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий