|
||||||
|
||||||
|
| бесплатное тестирование |
|
|
для Москвы и Московской области |
| беззаботная гарантия |
|
|
для Москвы и Московской области |
|
|
||||||
Главная  Стабилизатор напряжения своими руками
|
курьеры снабжены мобильными терминалами для приема оплаты картой:
|
Замахиваться на электронные сверх технологии мы здесь не будем и соберем обычный релейник небольшой мощности.
Благо, что для газового котла этого будет вполне достаточно.
Если Вы чувствуете силы и хотите посложнее, смотрите: Электронные стабилизаторы напряжения - там есть кое, какие схемы, остальное своими силами. Рассказывать подробно об этом очень долго и сложно, но нет ничего невозможного, если руки растут оттуда, откуда надо. Однако наш стабилизатор напряжения все же конкурирует с заводскими. И дело не в том, что он будет сделан любимыми руками домашнего мастера. В отличие от серийных моделей он будет компактным. Свое устройство можно будет установить прямо в электрощит рядом с автоматами. Работать руками над корпусом своего стабилизатора не потребуется!
Коль скоро мы собрались ставить свой стабилизатор напряжения в щиток, то его корпус должен удовлетворять этому.
Благо, что индустрия предвидела наши потребности, выпустив готовые корпуса для РЭО, и руками нам ничего делать не придется.
Тот, который нам нужен, выпускает фирма Gainta Industries. Его стоимость около 300 рублей, что для такого изделия, как стабилизатор напряжения воспринимается в "пределах погрешности цены", то есть очень не дорого. В данный корпус удобно разместить две свои платы, а потом просто защелкнуть его и изделие готово. Открыть обратно корпус голыми руками не получится, так что если стабилизатор напряжения потребуется разобрать, понадобится отвертка. Кстати пластик корпуса имеет соответствующие сертификаты по стойкости к температуре и напряжению, что для нашего конечного изделия очень подходит. Трансформатор для своего стабилизатора напряжения лучше купить, чтобы не мотать его рукамиЭлементом регулирования напряжения служит автотрансформатор. Некоторые не связываются со своим стабилизатором, только из-за того, что из-за трансформатора нужно много работать руками. Однако можно отказаться от рутинной работы и просто купить его. Где? Да в ближайшем магазине электроники. Дело в том, что автотрансформаторы не продаются в рознице, но их легко сделать из обычного трансформатора, объединив входную и выходную обмотки. Для своей задумки нам нужно компактное устройство. Лучше всего использовать два трансформатора ТП-15 - они хорошо помещаются в корпус нашего будущего стабилизатора напряжения. Входная обмотка должна быть рассчитана на 220 Вольт, выходная на 25 Вольт (ток соответственно 0,6А, так как 25 х 0,6 = 15, а у нас ТП-15). Ну, то есть обычный понижающий трансформатор 220/25В 0,6А - стоимость около 500 рублей, за два - 1000. Отдавать свои кровные конечно жалко, но ничего не поделаешь - это самый важный узел будущего стабилизатора напряжения. После чего немного "поработаем руками". 
Нам нужно соединить один конец обмотки 220 с другим концом обмотки 25 Вольт. При этом важно не перепутать - ток обоих обмоток должен идти по кругу в одну сторону. Это легко проверить, если после соединения напряжение на обмотках прибавляется (входное 220, а суммарное 245), значит правильно. Если убавляется (входное 220, а в сумме 195), меняем концы наоборот. Соединения нужно хорошо пропаять и трансформатор для стабилизатора готов (Вы и сами заметите, что уже можете воздействовать на напряжение). Техника безопасности при сборке стабилизатора напряжения своими рукамиНадо было поместить этот пункт раньше, но надеемся, что Вы еще не начали работы. При сборке стабилизатора соблюдайте крайнюю осторожность. Не прикасайтесь руками к оголенным контактам, если стабилизатор под напряжением. Внимательно контролируйте свои действия. Не производите работы в нетрезвом виде и в присутствии детей.
Стоит отметить, что каждый раз подключать изделие к сети, а потом выдергивать вилку неудобно. Рекомендуем перед сборкой стабилизатора организовать свое рабочее место следующим образом. Установите на столе специальную розетку и сделайте так, чтобы напряжение на нее можно было подавать нажатием педали. Во-первых, у Вас освободятся руки, во-вторых в чрезвычайных ситуациях педаль можно отпустить гораздо быстрее, чем тянуть вилку из розетки. В качестве педали можно использовать покупную или самодельную, закрепив кнопку между двумя дощечками. Чтобы избежать последствий при случайном замыкании, подавайте напряжение сети к стабилизатору не напрямую, а через мощную нагрузку, например, через масляный нагреватель или через утюг. Утюг хорош тем, что он компактный и всегда под рукой, но об него можно обжечься. По возможности лучше выбрать из своего оборудования что-нибудь другое. Измерение напряжения стабилизатора при его коммутации "руками"Вернемся к своим трансформаторам и попробуем разобраться, как с помощью них можно менять напряжение вверх и вниз. Для этого обмотки 220 В соединим параллельно, а обмотки на 25 В последовательно. Получим схему некого "би"- трансформатора с широкой возможностью коммутации обмоток. Снимем вольтамперную характеристику при нагрузке 120 Вт (ожидаемая мощность котла), меняя пока схему руками. На рисунках то, что будет выдавать стабилизатор при изменении напряжения от 160 до 285 Вольт.
Как показал эксперимент, будущий стабилизатор способен обрабатывать напряжение от 160 до 280 Вольт. При этом, находясь в своем диапазоне, на выходе система выдает напряжение с погрешностью не более 8%, что достаточно соответствует стандартам. Настало время освободить руки и сделать регулирование автоматическим. Исполнительный элемент стабилизатора напряженияРаз мы решили собирать своими руками релейник, то логично, что в составе он должен иметь реле. Именно реле и будет исполнительным элементом по переключению нашего "би"- трансформатора.
Чаще всего реле имеют трехконтактную систему коммутации - переключатель, где средний контакт может подключаться то к одному, то к другому своему соседу. Скорость переключения такой системы достаточно высока, еще бы, только отодвинувшись от одного контакта, якорь тут же падает на другой. Время движения от 2 до 5 Миллисекунд! Это примерно в 500 раз быстрее, чем коммутировать руками. Именно этот скоростной переход и следует использовать при регулировании напряжения. Имеется в виду, при незначительном изменении напряжения, стабилизатор должен перебросить лишь одно из своих реле, а не два - вот что будет оптимально. Используя умелые руки, позже постараемся реализовать этот алгоритм во всех режимах. Несмотря на то, что стабилизатор имеет пять ступеней регулирования, для коммутации хватило трех реле. Однако этого не достаточно - требуется режим, когда стабилизатор отключал бы напряжение полностью, например, при аварии в сети или при своей внутренней неисправности. Для этого потребуется еще одно реле. Оно не участвует в регулировании, а выполняет свою отдельную функцию - отключение. Если его не установить, при аварии придется бежать и отключать котел руками. Для своего стабилизатора нам понадобится реле, контакты которого рассчитаны на напряжение до 280 Вольт. Таких, к сожалению, не много. Большинство до 240 или 250. 
Кстати китайцы в своих стабилизаторах напряжения не обращают на это внимание. За такое отношение следовало бы оторвать руки, ну да бог с ними. Для стабилизатора подходит реле G5LA-14 10A277VAC производителя OMRON - его контактная группа рассчитана на напряжение 277 - это почти 280 В. Для питания своей обмотки оно требует 12-14 Вольт. Реле имеют стандартный компактный корпус - четыре элемента спокойно умещаются в одной руке. ATmega32A-PU - процессор стабилизатора удобный для монтажа своими руками
Почему именно ATmega32A-PU?
Во-первых, ATmega32 - самый популярный среди проектировщиков стабилизаторов напряжения. Памяти 32 кБайта и аппаратных средств более чем достаточно для всех необходимых функций. Во вторых, серия "PU" имеет большой корпус, что удобно при монтаже своего изделия. Слишком мелкие контакты паять руками сложно. 
Управлять реле процессор напрямую не может. Во-первых, питание процессора 5 Вольт, а для реле нужно 12. Во-вторых, ток реле слишком большой для выводов микроконтроллера. Для передачи сигналов управления на реле используются транзисторы Дарлингтона, точнее матрица из транзисторов в виде микросхемы ULN2803A. 
Для отображения информации удобно использовать компактный семисигментный индикатор. Несмотря на малые размеры, он позволит видеть значение напряжения на расстоянии до 3 метров. Общая схема стабилизатора, сделанного своими руками
В схему входят:
После вычисления подходящей ступени, контроллер включает необходимую комбинацию реле. Замеры и вычисление ступени происходят каждый период синусоиды, с таким расчетом, чтобы время реакции стабилизатора была не более 20 миллисекунд. Ноги PA4, PA5, PA6, PA7 (другие каналы АЦП) тоже могут использоваться для замеров, но эти параметры не влияют на работу стабилизатора, и могут быть опущены. Можно мерить выходное напряжение, температуру, ток, в общем, побочные параметры, способные улучшить эксплуатацию. Одновременно с регулировкой напряжения, стабилизатор выводит значения на индикатор. Три знакоместа управляются одними и теми же выводами, попеременно импульсно меняя нейтраль (известный алгоритм попеременного вывода знакомест). В зависимости от желания, на индикатор можно выводить либо входное напряжение, либо все параметры, меняя их попеременно. Если на стабилизатор установить кнопку, выбирать параметр можно будет руками. Для обозначения параметра стабилизатора можно использовать точки, например входное напряжение - точки нет, выходное напряжение - точка есть, ток - точка посередине, температура - точка спереди, авария - три точки. Для исключения путаницы, обозначения нужно подписать на лицевой панели или распечатать табличку, если руками не получится сделать аккуратно. Схема разделена пунктирными линиями. Они отделяют часть схемы находящуюся на верхней плате от второй части, находящейся на нижней плате. Отдельно пунктиром выделены трансформаторы - они должны быть прикручены к корпусу или к нижней плате. 
Чтобы индикатор стабилизатора напряжения было видно, вместо непрозрачной лицевой панели нужно установить красное стекло, подложив сзади листок бумаги, закрывающий лишнее пространство. Стекло к корпусу Gainta Industries продается отдельно и устанавливается просто руками без всяких инструментов. 
Верхнюю плату стабилизатора можно отрисовать используя программу типа Sprint-Layout и протравить. Либо заказать свое детище в одном из сервисов изготовления печатных плат. Схема несложная, достаточно будет одностороннего текстолита. 
скачать файл lay6 Помните, что из-за работы под напряжением, расстояние между дорожками должно быть как можно больше, поэтому делайте их тонкими. В качестве нижней платы можно использовать макетку - они продаются стандартных размеров под корпуса Gainta Industries. Пайку производите руками. Для нижней платы (силовой) желательно использовать тугоплавкий припой. Программа для стабилизатора состоит из трех основных модулей:
|
