Создание сайтов. Качественно, недорого.

 

Схемы, разводки печатных плат

Все принципиальные схемы сделаны в sPlan 6.0. Все разводки печатных плат сделаны в Sprint-Layout 5.0. Обе программы довольно распространены, и их можно найти в интернете.

Блок питания

power (схема, разводка)

Блок питания выполнен на микросхеме TNY275 (Фирмы Power Integrations). Конструкция представляет собой преобразователь напряжения и выполнена по классической схеме.

Напряжение сети выпрямляется мостом U1 и сглаживается (C1, L1, C2). Напряжение питания подается на микросхему U2 через резистор R2, который выполняет функции предохранителя. Ограничение выходных импульсов микросхемы U2 выполняется элементами VD1, R4-R7, C3.

Выход микросхемы U2 (вывод 8) подключен к первичной обмотке трансформатора T1. С одной из вторичных обмоток через диод VD3 подается напряжение питания для микросхемы U2. Элементы VD3, R8, C4 не являются необходимыми, и их можно исключить. Однако их наличие существенно снижает ток потребления в режиме ожидания.

Питание включается нажатием и удержанием в течение нескольких секунд кнопки S1. После того, как напряжение на конденсаторе C2 станет достаточным для запуска преобразователя, на вторичных обмотках T1 появятся выходные напряжения, которые выпрямляются диодами VD4, VD5. Напряжение на конденсаторе C12 (Vled) используется для питания подсветки LCD, а также реле K1. Реле K1 включается, когда микроконтроллер подаст на вход ON положительное напряжение. Контакт реле K1 при этом замкнется, и напряжение сети будет подано на мост U1 через резистор R1. После этого кнопку S1 можно отпустить - устройство останется включенным. Схема подачи питания с использованием реле позволяет автоматически отключать устройство от сети в заданное время.

В принципе, ничего не мешает выбросить реле, элементы S1, R3, VD7, VT1, R16-R18, C14, а питание подавать через тумблер, однако в этом случае схема утратит способность отключаться в заданное время.

Стабилизация выходного напряжения Vdd осуществляется элементами U3, U4, R10, R11, R13, R14. От сопротивлений R13, R14 зависит величина выходного напряжения. Выходное напряжение Vc используется в качестве питающего напряжения микроконтроллера. Схема блока питания позволяет при желании реализовать возможность включения/выключения в заданное время. Для реализации включения в заданное время необходима установка конденсаторов C12, C13.

Алгоритм автоматического включения следующий. Первоначально блок питания находится во включенном состоянии, и конденсаторы C12, C13 заряжаюся. Затем микроконтроллер устанавливает на входе ON нулевое напряжение, и реле K1 отключается. Микроконтроллер после этого должен перейти в режим экономии энергии. Напряжения на выходах - Vled, Vc будут присутствовать до тех пор, пока не разрядятся конденсаторы C12, C13. Микроконтроллер может находиться в состоянии "сна" до 12 часов (при хорошем суперконденсаторе C13 с малой утечкой), а в заданное время он включится и подаст положительное напряжение на вход ON. Реле K1 включится, и схема будет вновь работать в обычном режиме.

В настоящее время работа устройства в энергосберегающем режиме не реализована (программно), поэтому элементы C12, C13, R15, VD6 не нужны. Если в будущем прошивка микроконтроллера будет изменена для возможности работы в режиме энергосбережения, об этом будет сказано отдельно.

В остальном схема блока питания не имеет особенностей.

Детали.

Трансформатор T1 выполнен на сердечнике EE16. Первичная обмотка содержит 107 витков провода диаметром 0.1-0.15. Вторичные обмотки содержат 11, 2, 4, 4 вит. (количество витков показано на схема) провода диаметром 0.3-0.5 (некритично).

Реле K1 - на 12В.

При налаживании схемы подбираются резисторы R13, R14 так, чтобы на выходе Vdd было примерно 4.8В.

Резисторы R18, R19 подбираются так, чтобы реле K1 надежно срабатывало, и в то же время ток через обмотку реле был как можно меньше.

Также можно подобрать резистор R8 так, чтобы в отсутствие нагрузки потребляемый блоком питания ток от сети был минимальным.

Выходной модуль управления лампой накаливания

out (схема, разводка)

Разъем X1 данного модуля нужно соединить с выходами +Vm, 0, +Vmg блока питания, а разъем X2 - с разъемом X4 платы контроллера.

С выхода модуля PWM (см. схему контроллера) сигнал поступает на светодиод оптрона U1. Положительные импульсы (с частотой около 976Гц) открывают транзистор оптрона, что приводит к открытию транзистора VT1, в сток которого включена лампа накаливания. Яркость свечения лампы зависит от длины положительного импульса с выхода модуля PWM (регулируется программно).

Транзистор VT1 при нормальной работе схемы может находиться либо в полностью открытом, либо в полностью закрытом состоянии, а потому не греется. Конструктивно он установлен на радиатор (хотя этого и не требуется), являющийся элементом крепежа платы.

Контроллер

controller (схема, разводка)

"Сердцем" устройства является микроконтроллер PIC16F886.

Микроконтроллер тактируется от внутреннего тактового генератора 4МГц.

Питание микроконтроллера - выход +Vc блока питания. На момент программирования следует переключить джампер Jmp1 в левое (по схеме) положение. При работе ждампер должен быть установлен в правое положение.

Через разъем X1 подключается переменный резистор (необязательный), которым можно регулировать яркость лампы в ручном режиме.

Через разъем X2 подключается фотодиодный датчик (на схеме обозначен пунктиром). В настоящее время прошивка микроконтроллера не позволяет работать с фотодатчиком.

Через разъем X3 подключается светодиод, а через X4 - выходной модуль (см. выше).

Разъем X5 служит для программирования микроконтроллера.

Через разъем X6 подключается микросхема памяти 24LC65. Ничего не мешает вместо 24LC65 использовать 24LC512. В этом случае функциональность лампы можно значительно расширить (за счет большего в 8 раз размера памяти). В данный момент времени программа микроконтроллера работает только с 8КБ внешней памяти, т.е. при установке 24LC512 ничего не изменится (для этого нужно изменять программу).

Через разъем X7 на схему подается питание (+Vdd, +Vc). Разъем X8 следует соединить с входом ON блока питания.

Через разъем X9 подключается клавиатура (показана пунктиром).

Через разъем X10 подключается двустрочный жидкокристаллический дисплей (L2432). Подсветка дисплея подключается через X11.

Если нужно, к разъему X12 можно подключить схему управления реле, включающую дополнительную лампу. Лампа может быть любого типа и мощности (максимальная мощность лампы определяется максимальным током, который выдерживают контакты реле). Эта дополнительная лампа будет включаться только при дневной подсветке синхронно с основной лампой.

Разъем X13 служит для подключения разъема DB9 (для связи с компьютером через RS-232).

Питание на LCD подается через транзистор VT1. Для экономии энергии питание LCD может отключаться (только в Auto-режиме). В данный момент программа микроконтроллера не реализует этой возможности, однако подсветка LCD автоматически отключается (см. VT2) через 20 секунд при отсутствии нажатия клавиш.

Подстроечным резистором R24 регулируется контрастность изображения на LCD.

В схеме имеется микросхема U2 (PCF8563), представляющая собой часы/календарь. Питание U2 при отсутствии сетевого напряжения подается от литиевой (3В) батареи. Точность хода часов подстраивается конденсатором C4.

Детали.

Все резисторы - любого типа. Неполярные конденсаторы - керамические. Диоды клавиатуры - любые германиевые или шоттки. Диоды VD1-VD6 - любые кремниевые, например КД522. Транзистор VT2 - любой кремниевый обратной полярности, с током коллектора не менее 50мА. Вместо сдвоенного оптрона ILD74 можно применить два оптрона (например PC817), однако потребуется изменение разводки печатной платы. В качестве LCD использован L2432 с латинскими символами. Поскольку у меня не было индикатора с киррилицей, все тексты в программе контролера сделаны латиницей.

Клавиатура

Клавиатура выполнена на отдельной плате. Кнопки - любые. Диоды - любые германиевые или шоттки. Если клавиатура устанавливается недалеко от блока питания, желательно ее экранировать.

 

 



Электроника

Лампа подсветки
Для чего она нужна?
Как работает лампа накаливания
Схемы модулей
Инструкция пользователя
Программа управления лампой

000webhost logo