categorie: Elettronica pratica, Circuiti a microcontrollore
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Come realizzare una potente ghirlanda di Capodanno con cervelli cinesi
Il nuovo anno sta arrivando! Sugli scaffali dei negozi accanto a mandarini, dolci e champagne, compaiono giocattoli di Natale: palline colorate, orpelli, tutti i tipi di bandiere, perline e, naturalmente, ghirlande elettriche.
Forse non è possibile acquistare la solita ghirlanda di lampadine multicolori. Ma varie luci lampeggianti, principalmente di fabbricazione cinese, semplicemente non possono essere contate. Le lampadine microscopiche possono essere posizionate su un pezzo di cartone o intrecciate in un tappeto di fili, che può decorare immediatamente un'intera finestra.
Le ghirlande di alberi di Natale sono anche molto diverse, in particolare il design esterno, il design. Il costo di tali ghirlande è piccolo, come, in effetti, il potere dei bulbi.
La maggior parte delle ghirlande ha una piccola scatola di plastica con un pulsante, un cavo con una spina e fili che vanno in una ghirlanda di luci colorate. La decorazione della ghirlanda può essere la più varia.
L'opzione più semplice ed economica è costituita da lampadine microscopiche inserite nel tubo termorestringente. Sul retro della confezione sono riportate istruzioni scritte per la sostituzione delle lampadine e precauzioni di sicurezza, sebbene non siano incluse lampadine di ricambio. Sono queste ghirlande che vengono vendute nella catena di negozi All 38, tuttavia, recentemente, quaranta rubli ciascuno.
Figura 1. Una ghirlanda per quaranta rubli
Ghirlande di uno stile diverso hanno piccoli plafoni di plastica sui bulbi, ad esempio sotto forma di fiori trasparenti con petali. Ma la scatola con il pulsante rimane la stessa, anche se il prezzo di una ghirlanda raggiunge i duecento rubli. Proviamo ad aprire la scatola e vediamo cosa c'è dentro.
Figura 2. Aspetto di un controller ghirlanda con tre tiristori
Nella parte inferiore della figura, sono mostrati due fili, questo è solo il collegamento del dispositivo alla rete. C'è anche un pulsante con il quale si cambiano le modalità operative. Nella parte superiore, puoi vedere tre tiristori e fili che si estendono alle ghirlande.
Nel mezzo del tabellone c'è microcontrollore in un chip, - tale goccia nera montata su un piccolo circuito stampato. La scheda ha pad con i quali il controller è saldato nella scheda principale.
Quanti tiristori ci sono sul tabellone
Alle uscite del microcontrollore sono collegati gli elettrodi di controllo dei tiristori, che includono una ghirlanda di lampadine. Il microcontrollore ha quattro uscite, ma spesso, anziché quattro tiristori, solo tre sono installati sulla scheda e in alcuni casi solo due.
L'effetto visivo necessario si ottiene collegando le ghirlande e la disposizione dei bulbi: in una ghirlanda, i bulbi di due o anche tre colori sono sigillati. Proprio una tale scheda è mostrata nella Figura 2.
Se guardi questa scheda dal lato del circuito stampato, puoi vedere che i tre tiristori sono saldati e sotto il quarto ci sono fori con cuscinetti di contatto stagnati, come mostrato nella Figura 3. In alcuni casi, i fori non sono nemmeno praticati, dicono, chiunque lo desideri, eseguirà .
Figura 3. Scheda controller ghirlanda. Spazio libero per il tiristore
Qui dovremmo notare una tale funzione: se l'uscita del controller non è collegata da nessuna parte, questo non significa che non sia operativa. Il programma in tutti i controller è lampeggiato, apparentemente lo stesso, sono coinvolte tutte le uscite del controller.
Questo può essere facilmente verificato con il tester freccia. Se si misura la tensione costante sulla gamba libera, la freccia salterà, si contrarrà e si discosterà insieme al battito di ciglia di altre ghirlande. Basta semplicemente saldare il tiristore mancante nel tabellone e, per favore, otteniamo una ghirlanda a quattro canali.
Il tiristore può essere prelevato da una vecchia scheda difettosa (succede che il controller diventa inutilizzabile) o acquistare una ghirlanda aggiuntiva per quaranta rubli e rimuovere il tiristore da lì. Per una buona causa, i costi sono estremamente bassi!
Schema schematico della ghirlanda
Su un circuito stampato, è facile realizzare uno schema elettrico. Esistono due tipi di circuiti, leggermente diversi l'uno dall'altro. La prima opzione più perfetta è mostrata nella Figura 4.
Figura 4. Il controller della ghirlanda cinese. Opzione 1
L'intero circuito è alimentato ponte a diodi VD1 ... VD4. Le ghirlande sono alimentate da una tensione pulsante e sono accese dal controller attraverso i tiristori VS1 ... VS4. Il resistore R1 e il microcontrollore DD1 formano un divisore di tensione, la cui uscita produce una tensione di 12V.
Il condensatore C1 attenua l'ondulazione della tensione rettificata. Attraverso il resistore R7, la tensione di rete viene fornita all'ingresso del controller 1 per sincronizzare il circuito con una frequenza di rete 220V, che consente il controllo di fase dei tiristori. Questa sincronizzazione consente un'accensione e uno sbiadimento graduali delle ghirlande. Sono queste tavole che possono essere trovate in ghirlande costose.
La scheda mostrata in Figura 3 è assemblata secondo uno schema in qualche modo semplificato, che è mostrato in Figura 5.
Figura 5. Il controller della ghirlanda cinese. Opzione 2
È immediatamente evidente che ci sono solo tre tiristori e solo un diodo rimane dal ponte raddrizzatore. Anche i resistori degli elettrodi di controllo dei tiristori sono scomparsi. Ma, in generale, le proprietà dei consumatori sono rimaste le stesse del circuito precedente, nonostante il fatto che le lampadine siano accese solo quando c'è un semiciclo positivo della tensione di rete sul filo superiore del circuito. Senza un ponte raddrizzatore, si ottiene la rettifica a semionda.
Questa versione della soluzione circuitale è inerente a quelle ghirlande che sono "tutte in quaranta". Questo, in effetti, è tutto ciò che si può dire sui circuiti delle ghirlande natalizie cinesi.
Come collegare potenti lampade
Il potere delle ghirlande è piccolo, i bulbi sono semplicemente microscopici, ad eccezione di un albero di Natale domestico, è improbabile che si adattino altrove. Ma a volte è necessario collegare una ghirlanda con potenti lampade a incandescenza, ad esempio, per l'illuminazione decorativa delle facciate degli edifici. Tale raffinamento è già stato indicato nell'articolo. "Come sono le ghirlande di Capodanno". Lo schema della ghirlanda modificata è mostrato nella Figura 8 nell'articolo citato.
Lo svantaggio del circuito può essere considerato la necessità di un alimentatore aggiuntivo da 12 V, nonché l'alterazione della scheda controller stessa: si propone di sostituire i tiristori con transistor KT3102.
Se non si desidera ripetere la scheda
È molto più facile fare senza rielaborare la scheda controller. Tutto ciò che deve essere fatto è creare quattro potenti chiavi di uscita con giunzioni accoppiatore ottico e collegarle invece di ghirlande a bassa potenza. Lo schema dei tasti di accensione è mostrato nella Figura 6.
Figura 6. Potente interruttore di alimentazione opto-accoppiato
In realtà, lo schema tipico funziona perfettamente, non contiene insidie. Non appena il LED dell'accoppiatore ottico MOC3021 si illumina, un tiristore accoppiatore ottico a bassa potenza viene aperto e l'elettrodo di controllo e l'anodo del triac BTA16-600 sono collegati attraverso i pin 4, 6 e la resistenza R1. Il triac si apre e accende il carico, in questo caso una ghirlanda.
L'accoppiatore ottico deve essere utilizzato senza il circuito CrossZero incorporato (rilevatore zero della tensione di linea), ad esempio MOC3020, MOC3021, MOC3022, MOC3023. Se il fotoaccoppiatore ha un nodo CrossZero, il circuito NON FUNZIONA! Questo non dovrebbe essere dimenticato.
Triac BTA16-600 ha i seguenti parametri: corrente diretta 16A, tensione inversa 600V. Con una corrente di 5 A e una tensione di 220 V, la potenza di carico è già di un intero chilowatt. È vero, è necessario installare un triac sul radiatore.
Il substrato metallico è isolato dal cristallo, come indicato dalla lettera A nella marcatura del triac. Ciò consente di installare triac sul radiatore senza guarnizioni in mica e isolatori a vite.A proposito, sono questi triac che si trovano nei regolatori di potenza degli aspirapolvere domestici, mentre il radiatore viene soffiato dal flusso d'aria all'uscita dell'aspirapolvere.
Se la potenza di carico non è superiore a 400 W, è possibile fare a meno di un radiatore. Il pinout triac è mostrato in Figura 7.
Figura 7. BTA16-600 Triac Pinout
Questa cifra non sarà superflua durante il montaggio del circuito della chiave di accensione. Tutti e quattro i tasti di accensione sono meglio assemblati su un circuito comune. È meglio assemblare la resistenza R da due resistori con una potenza di 2 W ciascuno, che eviterà il loro eccessivo riscaldamento. La corrente massima del LED di ingresso dell'accoppiatore ottico è di 50 mA, quindi una corrente di 20 ... 30 mA garantirà il suo funzionamento a lungo termine senza problemi.
Quindi, supponiamo che gli interruttori di alimentazione siano realizzati, non resta che collegarli secondo il circuito mostrato in Figura 8.
Figura 8. Collegamento dei tasti di accensione alla scheda del controller
In generale, tutto è chiaro e semplice. Le ghirlande vengono saldate dal controller e vengono invece saldati i circuiti di ingresso dei tasti di accensione. In questo caso, non è richiesto alcun intervento nel cablaggio stampato del controller. L'eccezione sta saldando un tiristore aggiuntivo, a condizione che possa essere trovato. Dovrai anche alimentare leggermente il cavo di alimentazione con la spina, poiché quello originale ha una sezione trasversale molto piccola.
Con una corretta installazione e parti riparabili, non è necessario configurare il circuito. Il design del dispositivo è arbitrario, soprattutto in una custodia di metallo, di dimensioni adeguate, che fungerà da radiatore per i triac.
Per garantire la sicurezza elettrica, il dispositivo deve essere acceso tramite un interruttore automatico o almeno un fusibile.
Boris Aladyshkin
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