PWM (PWM) - modulacija širine impulsa. Ne treba se plašiti ovog pojma. Ovo je samo način reguliranja napona. Recimo da je pozadinsko osvjetljenje monitora presvijetlo, promijenite svjetlinu. Ali što se zapravo događa u ovom trenutku?

Zamislimo da je pozadinsko osvjetljenje monitora nekoliko LED dioda. Sve se napaja konstantnim naponom. Ali morali smo smanjiti svjetlinu monitora. Logično je odgovoriti da se to može učiniti s promjenjivim otpornikom. Pri niskim strujama moguće je. Ali na većim će se otpornik jako zagrijati. Dimenzije, gubici i potrošnja energije značajno će se povećati.

Stoga su ljudi smislili tranzistorski krug koji istosmjerni napon pretvara u pulsirajući. Ispada da će pulsirajući napon, ovisno o punjenju perioda, biti ekvivalentan konstantnom naponu. Oni. Ako je tijekom razdoblja napon bio uključen 50% vremena i isključen 50%, tada bi ekvivalentni istosmjerni napon bio jednak 50% nazivnog napona.

U brojkama je jednostavno - bilo je 5V istosmjernog napona, protjerali smo ga kroz PWM - dobili smo 2,5V. Ako je radni ciklus impulsa 75%, tada će ekvivalentni istosmjerni napon biti 3,75 V. Mislim da je ideja jasna.

Sada prijeđimo na praktičnu provedbu. Koristeći mikrokontroler, mijenjat ćemo punjenje od 0 do 100%, zatim od 100% do nule. Krajnji rezultat trebao bi izgledati ovako:

Da bi bilo jasnije, spojimo LED. Kao rezultat toga, LED će se glatko uključiti i isključiti.

Pokrenimo naš omiljeni CodeVision. Izrađujemo projekt pomoću čarobnjaka. U odjeljku Timers odaberite Timer 2 i postavite postavke kao na slici.

Ako pokušate generirati projekt, program može psovati. Slažemo se jer imamo krak 3 priključka B koji bi trebao biti konfiguriran kao izlaz.

Donosimo kod u sljedeću formu:

#uključi void main(void) ( PORTB=0x00; DDRB=0x08; // Inicijalizacija mjerača/brojača 2 ASSR=0x00; TCCR2=0x6C; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; TIMSK=0x00; while (1) ( ); )

Obratimo pozornost na liniju OCR2=0x00; Ova varijabla je upravo odgovorna za količinu punjenja pulsa. Ova se vrijednost mijenja od 0 do 255(0xFF), tj. 255 odgovara 100% ispunjenosti (konstantna struja). Dakle, ako vam treba 30% punjenja (255/100)*30=77. Zatim pretvorite 77 u heksadecimalni sustav OCR2=0x4D;

TCCR2=0x6C; Promjenom ove vrijednosti možemo podesiti PWM frekvenciju. Radna frekvencija PWM-a višekratnik je frekvencije na kojoj mikrokontroler radi. U projektu je korištena frekvencija mikrokontrolera od 8 MHz, korištena je PWM frekvencija od 125 kHz, stoga je djelitelj 8/125 = 64
0x6C u binarnom brojevnom sustavu 1101100, otvorite podatkovnu tablicu na Atmega8 i pogledajte opis TCCR2 registra, pa evo 1101 100 zadnje znamenke su 100 i odgovorne su za odabir radne frekvencije PWM

Prijeđimo odmah na program:

#uključi #uključi void main(void) ( PORTB=0x00; DDRB=0x08; ASSR=0x00; TCCR2=0x6C; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; TIMSK=0x00; while (1) ( while(OCR2)<0xff) { OCR2=OCR2+0x01; delay_ms(5); } while(OCR2>0x00) ( OCR2=OCR2-0x01; kašnjenje_ms(5); ) ); )

Kod je nevjerojatno jednostavan: prvo u petlji povećamo punjenje s 0 na 255(ff), zatim ga smanjimo s 255 na 0.
I za kraj, video kako bi sve to trebalo funkcionirati. Sretno sa učenjem)

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja jednostavno je. Koristite obrazac u nastavku

Studenti, diplomanti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u svom studiju i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavljeno na http://www.allbest.ru

Objavljeno na http://www.allbest.ru

Uvod

Prikladno je regulirati napon napajanja snažnih potrošača pomoću regulatora s modulacijom širine impulsa. Prednost ovakvih regulatora je što izlazni tranzistor radi u prekidačkom načinu rada, što znači da ima dva stanja - otvoreno i zatvoreno. Poznato je da se najveće zagrijavanje tranzistora događa u poluotvorenom stanju, što dovodi do potrebe da se ugradi na radijator velike površine i zaštiti od pregrijavanja. Osim toga, moguće je značajno smanjiti potrošnju energije i time smanjiti troškove rada uređaja.

1. Svrha rada

Svrha rada: Prikaz dizajna upravljačkog uređaja za električne uređaje, koji će značajno smanjiti potrošnju električne energije, a samim time i troškove njihovog rada.

2. Glavni dio

Modulacija širine impulsa.

Pulse-width modulation (PWM) - kontrola prosječnog napona opterećenja promjenom radnog ciklusa impulsa koji upravljaju sklopkom. Postoje analogni PWM i digitalni PWM, binarni (dvorazinski) PWM i ternarni (trorazinski) PWM.

Slika 1 - PWM graf

Analogni PWM implementiran je pomoću komparatora na čiji se jedan ulaz dovodi trokutasti ili pilasti periodični signal iz pomoćnog generatora, a na drugi modulacijski signal. Na izlazu komparatora formiraju se periodički pravokutni impulsi promjenjive širine, čiji se ciklus rada mijenja prema zakonu modulirajućeg signala, a frekvencija je jednaka frekvenciji trokutastog ili pilastog signala i obično je konstantna. Analogni PWM koristi se u niskofrekventnim pojačalima klase "D".

U digitalnom PWM-u period je podijeljen na dijelove koji su ispunjeni pravokutnim podimpulsima. Prosječna vrijednost tijekom razdoblja ovisi o broju pravokutnih podimpulsa. Digitalni PWM je aproksimacija binarnog signala (s dvije razine - uključeno/isključeno) u višerazinski ili kontinuirani signal tako da su njihove prosječne vrijednosti u vremenskom razdoblju t2-t1 približno jednake.

Formalno se može napisati ovako:

gdje je x(t) ulazni signal u rasponu od t1 do t2,

a?Ti = -- trajanje i-tog PWM subpulsa, svaki s amplitudom A. n je odabran na takav način da je tijekom perioda razlika u ukupnim površinama (energijama) obiju veličina manja od dopuštene:

Kontrolirane “razine” u pravilu su parametri snage elektrane, npr. napon impulsnih pretvarača / regulatora konstantnog napona / ili brzina elektromotora. Za impulsne izvore x(t) = Ukonst stabilizacija.

Glavna prednost PWM (PWM) je visoka učinkovitost njegovih pojačala snage, što se postiže korištenjem isključivo u načinu rada s prebacivanjem. Ovo značajno smanjuje oslobađanje toplinske snage na pretvaraču snage (PC).

U PWM-u se tranzistori koriste kao ključni elementi (mogu se koristiti i drugi poluvodički uređaji) ne u linearnom načinu, već u sklopnom načinu rada, odnosno tranzistor je uvijek otvoren (isključen) ili zatvoren (u stanju zasićenja). ). U prvom slučaju, tranzistor ima gotovo beskonačan otpor, tako da je struja u krugu vrlo mala, i iako cijeli napon napajanja pada na tranzistoru, snaga koju oslobađa tranzistor je praktički jednaka nuli. U drugom slučaju, otpor tranzistora je izuzetno nizak, pa je stoga pad napona na njemu blizu nule - oslobođena snaga je također mala. U prijelaznim stanjima (prijelaz sklopke iz vodljivog u nevodljivo stanje i natrag) snaga koja se oslobađa u sklopki je značajna, ali kako je trajanje prijelaznih stanja izrazito kratko u odnosu na period modulacije, prosječna snaga snaga sklopnih gubitaka pokazuje se beznačajnom.

Opis upravljačkog uređaja.

Kao hardverski dio projekta PWM regulatora, predstavljen je uređaj sastavljen na temelju testne ploče LegoAVR20 s mikrokontrolerom ATtiny2313, koji se koristi u kombinaciji s PonyProg in-circuit programer adapterom za kontrolu bilo kojeg opterećenja, posebno je dan primjer kontroliranja svjetline LED-a (podešavanje u 5 koraka) pomoću dva gumba sata (+/-) i podešavanja brzine vrtnje istosmjernog motora.

Za PWM sklop se koristi sljedeće:

1) Testna ploča LegoAVR20 s mikrokontrolerom ATtiny2313, na kojem se generiraju radni naponi napajanja, s kvarcnim oscilatorom od 4 MHz, s indikacijom i konektorima za priključke B i D.

2) PonyProg in-circuit programator

3) Ploča za proširenje br. 1 s 2 gumba (za kratki spoj) i 4K7 pull-up otpornicima spojenim na MK ulaz (kraci 6 i 7), kao i s LED-om i otpornikom za gašenje i DC motorom upravljanim bipolarni tranzistor kroz integrirajući krug;

4) Stabilizirano napajanje za testnu ploču od 12 V.

Slika 2 - Shematski prikaz uređaja

impulsna modulacija mikrokontrolera

Ovaj uređaj može promijeniti radni ciklus impulsa pomoću dvije tipke sata S3 (+) i S4 (-), svjetlina LED-a će se promijeniti u skladu s tim.

Opis izvornog koda upravljačkog programa mikrokontrolera.

Izvorni kod programa napisan je u okruženju CodeVisionAvr i prikazan je na kraju članka.

Mali komentari na izvorni kod:

U ovom dijelu koda pišemo vanjski rukovatelj prekidima (INT0/INT1).

prekid void ext_int0_isr(void)

prekid void ext_int1_isr(void)

Konfiguriramo portove mikrokontrolera, postavljamo uvjete za globalne prekide od INT0 i INT1 i omogućujemo globalne prekide.

MCUCR |= (0<

GICR |= (1<

MCUCR |= (0<

GICR |= (1<

PORTB=0x00;//Svi pinovi priključka B postavljeni su na 0

DDRB=0xFF; //Svi pinovi priključka B za izlaz

PORTA.0=0x00;//pin priključka A na 0

DDRA.0=0xFF; //Priključak A pin za izlaz

PORTC=0x00;//Svi pinovi priključka C postavljeni su na 0

DDRC=0xFF; //Svi pinovi priključka B za izlaz

PORTD.0=0x00; //Svi pinovi priključka D postavljeni su na 0

DDRD.0=0xFF; //Svi pinovi priključka D za izlaz

TCCR0=0x6B;//pokreni tajmer

OCR0=0x00;// postavite vrijednost generiranog PWM signala

#asm("sei")//omogući globalne prekide

Ciklus, operator za odabir iz niza opcija, registar OCR0 prilagođava radni ciklus impulsa (1-255).

Bez mijenjanja firmvera, na mikrokontroler možete spojiti bilo koji 7-segmentni indikator sa zajedničkom katodom, koji će prikazati broj načina rada PWM kontrolera (od 1 do 5). Indikatorska katoda je spojena na 39. krak MK, a anoda preko otpornika za ograničavanje struje (100-250 Ohma) na 21-27. krak MK.

Nema potrebe postavljati osigurače za firmware. Ostavljamo ih standardne.

Zaključak

Ovaj uređaj ima široku primjenu. Na primjer, može se koristiti za kontrolu svjetline LED dioda, kontrolu brzine ventilatora, koristiti za podešavanje brzine motora bušilice, itd.

Jače opterećenje (ventilator, veliki broj LED dioda) mora biti spojeno preko tranzistora.

Projekt koristi sklop s mikrokontrolerom ATtiny2313. Također se mogu koristiti i drugi mikrokontroleri serije AVR. Na primjer, AVR ATmega16 ima hardversku mogućnost generiranja 4 PWM signala na pinovima OC0 OC1A OC1B OC2 (hardverski znači bez opterećenja procesora izračunima), AVR ATmega48 -88 -168 ima 6 hardverskih PWM s frekvencijom do 78 KHz, AVR ATmega128 ima 6 hardverskih PWM s rezolucijom do 16 bita! Ako vam to nije dovoljno, onda pomoću MK timera možete programski generirati mnogo više PWM signala.

Popis korištenih izvora

1. Baranov V.N. Primjena AVR mikrokontrolera: sklopovi, algoritmi, programi. / V.N. Baranov. ? M.: Izdavačka kuća "Dodeka-XXI", 2004. ? 228s.

2. Belov A.V. Izrađujemo uređaje na mikrokontrolerima. / A.V. Belov. ? St. Petersburg: Znanost i tehnologija, 2007. ? 304s.

3. Wolfgang Trumpert. AVR-RISC mikrokontroleri. / Wolfgang Trumpert; traka s njemačkog V.P. Repalo. ? K.: ur. "MK-Press", 2006. ? 458s.

Objavljeno na Allbest.ru

Slični dokumenti

Pojam, klasifikacija i primjena modulacije širine impulsa. Odabir baze elemenata: svrha i način rada mikro krugova KR580VI53, K155AP5 i K155AG3. Izrada električnog sklopa za PWM kontroler i programa za upravljanje preko LPT porta računala.

kolegij, dodan 14.11.2010


Izrada funkcionalne sheme stabilizatora napona, shema strujnog kruga. Princip rada agregata. Specifičnosti razvoja sustava upravljanja stabilizatorom napona upravljanog po principu pulsno-širinskog modeliranja.

kolegij, dodan 11.10.2009


Proučavanje suštine modulacije širine impulsa - promjena širine (trajanja) impulsa koji slijede jedan za drugim s konstantnom frekvencijom. Razvoj modulatora širine impulsa. Proračun generatora linearno promjenjivog napona. Izbor komparatora.

kolegij, dodan 23.12.2010


Karakteristike upravljanja otvorenim krugom podvodnog vozila primjenom konstantnog napona na motor. Statičke karakteristike motora. Metode konstruiranja regulatora visine za podvodno vozilo. Studija upravljačkog kruga releja.

test, dodan 02.12.2010


Izrada blok sheme regulatora napona za putnu mrežu vozila. Proračun pravokutnog generatora impulsa, komparatora napona, senzora temperature, izlaznog stupnja. Tehnološki put za izradu monokristalnog regulatora.

diplomski rad, dodan 29.09.2010


Upravljanje radom uređaja pomoću mikrokontrolera PIC18F2550. Razmjena informacija između mikrokontrolera i sata. Prijenos podataka na alfanumerički LED indikator. Izbornik za promjenu datuma i vremena. Osnovna shema uređaja. Ispis programskog teksta.

kolegij, dodan 15.01.2013


Izrada električne sheme regulacijskog uređaja. Opravdanost za njegov dizajn. Metoda izrade tiskane pločice. Proračun dimenzijskih i električnih parametara vodiča. Modeliranje toplinskih procesa u podsustavu ASONIKA-T.

diplomski rad, dodan 12.11.2013


Usporedna analiza postojećih metoda konstruiranja televizijskih kamera pomoću nabojno spregnutih uređaja. Izrada strukturnog dijagrama. Sinteza upravljačkog sklopa izlaznog registra, kao i izrada sheme spoja generatora taktnih impulsa.

diplomski rad, dodan 20.11.2013


Analiza utjecaja napona napajanja na rad mikroelektroničkih uređaja. Princip rada i karakteristike uređaja za nadzor napona. Odabir vrste mikrokontrolera. Funkcije koje obavlja nadzornik. Izrada algoritma i blok dijagrama uređaja.

disertacija, dodana 29.07.2015


Izrada blok sheme i pogonskog programa za mikroprocesorski uređaj za nadzor i indikaciju parametara koji se mijenjaju po slučajnom zakonu 8-bitnog binarnog koda. Izrada sheme funkcioniranja uređaja u P-CAD CAD okruženju.

Postoji veliki broj različitih rješenja krugova, ali u našem slučaju ćemo analizirati nekoliko PWM opcija LED kontrola svjetline() na PIC mikrokontroleru.

PIC10F320/322 je idealna opcija za projektiranje raznih dimmera. Istodobno dobivamo prilično sofisticiran uređaj s najnižom cijenom i minimalnim vremenom utrošenim na izgradnju. Pogledajmo nekoliko opcija dimmera.

Prva opcija. Osnovna kontrola svjetline LED dioda u kojoj se svjetlina LED dioda mijenja rotiranjem varijabilnog gumba, dok se svjetlina mijenja od 0 do 100%

Svjetlina LED dioda postavlja se uklanjanjem potencijala s promjenjivog otpornika R1. Ovaj varijabilni napon ide na ulaz RA0, koji funkcionira kao analogni ulaz i spojen je na ulaz AN2 ADC mikrokontrolera. PWM pin RA1 kontrolira prekidač napajanja na tranzistoru V1.

Moguće je odabrati proizvoljan tranzistor snage s logičkom razinom upravljanja, to jest, to su oni tranzistori koji, primajući 1 ... 2 volta na vrata, potpuno otvaraju svoj kanal.

Na primjer, s tranzistorom IRF7805 moguće je kontrolirati struju do 13 ampera uz ispunjavanje potrebnih zahtjeva, a pod bilo kojim drugim uvjetima zajamčeno je do 5 ampera. Konektor CON1 je potreban samo za unutarnje programiranje mikrokontrolera, za istu svrhu potrebni su i otpornici R2 i R5, odnosno ako je mikrokontroler programiran, tada se svi ovi radioelementi ne smiju ugraditi.

Otpor R4 i BAV70 služe za zaštitu od prenapona i nepravilnog spajanja napajanja. Kondenzatori C1 i C2 su keramički i služe za smanjenje impulsnog šuma i pouzdan rad stabilizatora LM75L05.

Druga opcija. Ovdje se svjetlinom LED dioda također upravlja pomoću promjenjivog otpornika, a uključivanje i isključivanje vrši se tipkama.

Treća opcija. Kao što vidite, u krugu nema promjenjivog otpornika. U ovoj verziji, svjetlinom LED dioda upravljaju isključivo dva gumba. Podešavanje je postupno, svjetlina se mijenja svakim sljedećim pritiskom.

Četvrta opcija. U suštini isto kao i treća opcija, ali kada držite pritisnutu tipku, LED sjaj se glatko mijenja.

Trebao sam napraviti regulator brzine za propeler. Da otpuhne dim iz lemilice i prozrači lice. Pa, samo zabave radi, spakirajte sve u minimalnu cijenu. Najlakši način za regulaciju istosmjernog motora male snage je, naravno, promjenjivim otpornikom, ali pronaći motor za tako malu nominalnu vrijednost, pa čak i potrebnu snagu, treba dosta truda, i očito je pobijedio ne košta deset rubalja. Stoga je naš izbor PWM + MOSFET.

Uzeo sam ključ IRF630. Zašto ovaj MOSFET? Da, baš sam ih negdje nabavio desetak. Pa ga koristim, da mogu ugraditi nešto manje i manje snage. Jer struja ovdje vjerojatno neće biti veća od jednog ampera, ali IRF630 sposoban provući sebe pod 9A. Ali bit će moguće napraviti cijelu kaskadu ventilatora spajanjem na jedan ventilator - dovoljno snage :)

Sada je vrijeme da razmislimo što ćemo učiniti PWM. Odmah se nameće misao - mikrokontroler. Uzmite malo Tiny12 i učinite to na njemu. Odmah sam odbacio ovu misao.

1. Osjećam se loše što trošim tako vrijedan i skup dio na neku vrstu ventilatora. Naći ću zanimljiviji zadatak za mikrokontroler
2. Pisanje više softvera za ovo je dvostruko frustrirajuće.
3. Napon napajanja je 12 volti, spuštanje za napajanje MK na 5 volti općenito je lijeno
4. IRF630 neće se otvoriti od 5 volti, tako da biste također morali instalirati tranzistor ovdje tako da opskrbljuje visokim potencijalom vrata polja. Jebi ga.

Operacijska pojačala mogu se odmah odbaciti. Činjenica je da za op-pojačala opće namjene, već nakon 8-10 kHz, u pravilu, granica izlaznog napona počinje se naglo urušavati i moramo trzati poljara. Štoviše, na nadzvučnoj frekvenciji, da ne škripi.

Ono što ostaje su komparatori; oni nemaju sposobnost op-amp-a da glatko mijenjaju izlazni napon; mogu samo usporediti dva napona i zatvoriti izlazni tranzistor na temelju rezultata usporedbe, ali to rade brzo i bez blokada karakteristike. Preturao sam po dnu bačve i nisam našao nijednu usporednicu. Zasjeda! Točnije bilo je LM339, ali to je bilo u velikom kućištu, a vjera mi ne dopušta lemiti mikro krug za više od 8 nogu za tako jednostavan zadatak. Bilo je i šteta vući se do skladišta. Što uraditi?

A onda sam se sjetio tako divne stvari kao analogni mjerač vremena - NE555. To je neka vrsta generatora gdje možete podesiti frekvenciju, kao i trajanje impulsa i pauze, koristeći kombinaciju otpornika i kondenzatora. Koliko je različitih sranja napravljeno na ovom timeru u njegovoj više od trideset godina povijesti... Do sada se ovaj mikro krug, unatoč svojoj časnoj starosti, tiskao u milijunskim nakladama i dostupan je u gotovo svakom skladištu po cijeni od nekoliko rubalja. Na primjer, u našoj zemlji košta oko 5 rubalja. Preturao sam po dnu bačve i našao par komada. OKO! Uzburkajmo stvari odmah.

Kako radi
Ako ne ulazite duboko u strukturu mjerača vremena 555, nije teško. Grubo rečeno, mjerač vremena prati napon na kondenzatoru C1, koji uklanja s izlaza THR(PRAG - prag). Čim dosegne maksimum (kondenzator je napunjen), unutarnji tranzistor se otvara. Što zatvara izlaz DIS(PRAŽNJENJE - pražnjenje) u zemlju. Istovremeno, na izlazu VAN pojavljuje se logička nula. Kondenzator se počinje prazniti DIS a kada napon na njemu postane nula (potpuno pražnjenje), sustav će se prebaciti u suprotno stanje - na izlazu 1, tranzistor je zatvoren. Kondenzator se ponovno počinje puniti i sve se ponavlja.
Naboj kondenzatora C1 slijedi putanju: “ R4->gornje rame R1 ->D2", i pražnjenje usput: D1 -> donje rame R1 -> DIS. Okretanjem promjenjivog otpornika R1 mijenjamo omjer otpora gornjeg i donjeg kraka. Što, prema tome, mijenja omjer duljine pulsa i pauze.
Frekvencija se postavlja uglavnom kondenzatorom C1 i također malo ovisi o vrijednosti otpora R1.
Otpornik R3 osigurava da se izlaz povuče na visoku razinu - tako da postoji izlaz s otvorenim kolektorom. Koji nije u stanju samostalno postaviti visoku razinu.

Možete instalirati bilo koje diode, vodiči su približno iste vrijednosti, odstupanja unutar jednog reda veličine ne utječu osobito na kvalitetu rada. Na 4,7 nanofarada postavljenih u C1, na primjer, frekvencija pada na 18 kHz, ali je gotovo nečujan, očito moj sluh više nije savršen :(

Zakopao sam se u kante, koje same izračunavaju radne parametre mjerača vremena NE555 i odatle sastavio krug, za astabilni način rada s faktorom punjenja manjim od 50%, i uvrnuo promjenjivi otpornik umjesto R1 i R2, s kojim Promijenio sam radni ciklus izlaznog signala. Samo trebate obratiti pozornost na to da je DIS izlaz (DISCHARGE) preko interne tipke timera spojen na masu, pa se nije mogao spojiti izravno na potenciometar, jer pri zakretanju regulatora u njegov krajnji položaj, ovaj bi pin pao na Vcc. A kada se tranzistor otvori, doći će do prirodnog kratkog spoja i mjerač vremena s prekrasnim zilchom će ispuštati čarobni dim, na kojem, kao što znate, radi sva elektronika. Čim dim napusti čip, on prestaje raditi. To je to. Stoga uzimamo i dodajemo još jedan otpornik za jedan kilo-om. Neće napraviti razliku u regulaciji, ali će zaštititi od izgaranja.

Rečeno, učinjeno. Urezao sam ploču i zalemio komponente:

Odozdo je sve jednostavno.
Ovdje prilažem pečat, u izvornom Sprint rasporedu -

A ovo je napon na motoru. Vidljiv je mali prijelazni proces. Morate staviti cijev paralelno na pola mikrofarada i to će se izravnati.

Kao što vidite, frekvencija pluta - to je razumljivo, jer u našem slučaju radna frekvencija ovisi o otpornicima i kondenzatoru, a budući da se oni mijenjaju, frekvencija pluta, ali to nije važno. U cijelom rasponu upravljanja, nikada ne ulazi u područje čujnosti. A cijela konstrukcija koštala je 35 rubalja, ne računajući tijelo. Dakle - Profit!

Sl.1 Shematski dijagram regulatora snage

Slika 1 prikazuje dijagram jednostavnog regulatora snage na mikrokontroleru ATtiny2313(V). Regulator je dizajniran za rad s aktivnim opterećenjem spojenim na mrežu od 220 V. Napon se dovodi na ulaz X1, opterećenje je spojeno na izlaz X2. Izvor takta DD1 je interni generator čuvara koji radi na frekvenciji od ≈128 kHz. Zahvaljujući tome, potrošnja energije uređaja je vrlo niska. Ukupna struja ne prelazi 15 mA, što jednostavno omogućuje implementaciju napajanja bez transformatora.

Snaga opterećenja regulirana je promjenom radnog ciklusa impulsa na PWM pinu OC0B DD1. Impulsi stižu na odvodni tranzistor VT1. Uključen je u dijagonalu mosta VD5...VD8 i može raditi bez radijatora sa kolektorima struje do 400 W. Zbog previsoke razine buke koja se stvara u mreži, PWM modulacija nije najbolji način upravljanja potrošačima veće snage.

Za generiranje PWM impulsa na pinu OC0B, brojač vremena 0 radi u brzom PWM modu. FOC0B pulsna frekvencija odabrana je da bude konstantna. Ovisi o modulu brojanja određenom sadržajem registra OCR0A:

F OC0B = F clk /(OCR0A*N),

gdje je F clk frekvencija generatora takta, N je faktor dijeljenja predskalera frekvencije mjerača-brojača 2.

Radni ciklus impulsa αOC0B, a time i snaga dovedena do opterećenja, bit će proporcionalni sadržaju registra podudaranja OCR0B:

α OC0B = OCR0B/OCR0A.

U ovom primjeru, N=1 (preskaler onemogućen), OCR0A=100 odabrani su u postavkama mikrokontrolera, tj. FOC0B = 1280 Hz i α OC0B = OCR0B/100. Programskom promjenom OCR0B vrijednosti od 0 do 100, dobivamo raspon kontrole snage od 0...100%.

Vrijednost snage opterećenja stalno se prikazuje na 3-znamenkastom indikatoru sa zajedničkom anodom HG1. Ciklička promjena znakova, kao i prozivanje gumba SB1...SB3, događa se tijekom prekida kada se registar OCR1AH:OCR1AL podudara s registrom brojanja brojača vremena 1. Brojač vremena 1 radi u CTC načinu ( reset na slučajnost). Frekvencija F OCR1A na kojoj se javljaju prekidi:

F OCR1A = F clk /((OCR1AH:OCR1AL+1)*N),

gdje je N faktor dijeljenja predskalera frekvencije brojača vremena 1.

U programu F OCR1A = 200 Hz (N=1, OCR1AH:OCR1AL=639). Stoga se mijenjanje svakog od tri znaka i prozivanje gumba događa svakih 20 ms (tj. s frekvencijom od 200/4 = 50 Hz).

Sl.2 Algoritam rada regulatora snage

Algoritam rada regulatora snage prikazan je na sl. 2. U glavnom ciklusu, program reagira na pritiske gumba i izvodi binarno-decimalnu konverziju vrijednosti snage opterećenja u 3-znamenkasti broj (0...100) za prikaz na indikatoru.

Svaki pritisak na SB1 uzrokuje promjenu izlaznog stanja u suprotno: opterećenje je priključeno na specificiranu snagu ili je bez napona. Znak aktiviranog izlaza je svjetleća decimalna točka u donjoj znamenki indikatora. Gumbi SB2 i SB3 smanjuju i povećavaju snagu opterećenja. S dugim pritiskom, izmjena parametara događa se brže (≈10% u sekundi). Ako se ne pritisne nijedan gumb, 5 s nakon zadnje promjene, vrijednost snage i status izlaza (uključeno/isključeno) pohranjuju se u EEPROM memoriju. Za zaštitu od smrzavanja uključen je sat čuvar s periodom resetiranja od 125 ms.