Выбор типа силовых ключей

Содержание

1. Техническое задание

2. Разработка проекта

Исследование аналогов

3. Выбор архитектуры и обоснование проекта

Выбор электронных элементов

Выбор типа силовых ключей

Выбор микроконтроллера

Описание работы программы управления контроллером

Выводы

Приложение

Техническое задание

Поставлена задача провести разработку специализированного контроллера позволяющего управлять освещением подъездов и холлов:

.   Контроллер должен выполнять контроль, за перемещением людей по холлу или подъезду.

2. Контроль, за освещенностью управляемой зоны, для обеспечения автоматического включения при снижении освещенности.

.   Для обеспечения взаимодействия нескольких контроллеров предусмотреть использование линии связи между ними.

.   Управление светильниками может вестись по нескольким алгоритмам.

.   Также желательно предусмотреть плавное зажигание и гашение светильников.

Для контроля, за перемещением, контроллер может использовать любые датчики на усмотрение разработчика, при этом требуется обеспечить четкость определения позиции проходящих людей, и выполнение соответствующей реакции, управляя источниками света.

Разработка проекта

Исследование аналогов

В соответствии с поставленной задачей мне пришлось проанализировать и изучить имеющиеся аналоги, для этого я использовал как периодическую литературу, так и документы найденные в интернете.

По найденным аналогам можно сделать следующие выводы:

.   Большинство систем подобного типа, в качестве датчиков использую оптические датчики на пересечение луча (для простых систем), в более сложных системах инфракрасные датчики присутствия (что приводит к существенному удорожанию комплекса управления в целом).

2. Системы управления в большинстве своем рассчитаны на 2-3 источника света (для простых построенных на логике) или 20-30 для сложных микропроцессорных систем управления.

.   Большинство рассмотренных систем используют не оптимальные алгоритмы управления рассчитанные на фешенебельные гостиницы или богатые дома, т.е. системы для потребителей не стремящихся к экономии электроэнергии.

Выбор архитектуры и обоснование проекта

Исходя из всего вышеперечисленного, было решено произвести разработку системы управления, ориентированную, на мало заполненную нишу, котроллеров средней ценовой категории. К этой категории можно отнести следующие объекты: предприятия, жилые дома учреждения и т.п. Для этого был выбран тип системы с недорогим микропроцессорным контроллером на основе 51 серии микроэвм. В качестве датчиков был выбран емкостной датчик присутствия на основе градиентного реле, найденный в журнале "Радиохобби" № 10 за 2000 г. Данный датчик позволяет обнаруживать изменения электрического поля и емкости на расстоянии до трех метров (при соответствующей конструкции чувствительной антенны), что является в большинстве случаев достаточным условием. Также антенна может монтироваться скрыто в подвесных потолках, в штукатурке стен или даже в декоративных панелях.

Единственным недостатком данного датчика является возможность ложных срабатываний, но так как при этом не наносится никакого вреда (как например звонок сработавший от включения холодильника будит спящих людей посреди ночи), этот момент является допустимым. Так как, зоны контроля для каждого датчика могут перекрываться, программа управления может быть существенно упрошена.

Для связи с соседними контроллерами при их последовательном объединении можно использовать простую двухпроводную линию связи и обеспечивать необходимое удаление между ними.

Для управления источниками света использована стандартная схема взятая также из журнала "Радиохобби" №2 за 2002г при этом данная схема коммутируется положительным напряжением +5В и обеспечивает плавность зажигания и гашения источников света.

Для обеспечения работы в различных режимах я предусмотрел переключатель, но пока ограничился только двумя режимами управления.

Причем данная схема может управлять любыми лампами, в том числе дневного света но при этом из стандартной схемы управления следует исключить конденсатор создающий плавное нарастание и гашение обычных ламп накаливания и галогеновых светильников.

Структурная схема.

                                                                                                                        Лампы

Выбор электронных элементов

Датчиков движения.

Как указывалось выше, в качестве датчиков движения использованы датчики электростатического типа, которые обеспечивают необходимый радиус зоны обнаружения и требуемую реакцию. Принцип данных датчиков основан на контроле состояния электрического поля и при его изменении происходит срабатывание датчика. При этом порог чувствительности датчика может изменяться в небольших пределах при изменении значений входных резисторов. Данные датчики очень четко реагируют на изменения поля вносимые человеческим телом, что было установлено практическим путем на макете подобного устройства. Но как указывалось ранее могут реагировать на изменения, происходящие при включении мощных электрических приборов, таких как холодильник или утюг, но такие ложные срабатывания редки и не приносят вреда а в данной системе приведут к кратковременным включениям и незначительному расходу энергии.

Выбор типа силовых ключей

Как указывалось ранее, схемы силовых ключей могут существенно отличатся, от того какой источник света используется, соответственно отличается и алгоритм включения источника, поэтому в целях упрощения программы, я решили плавное включение ламп перенести на уровень силового ключа.

При этом для обеспечения плавности нарастания сигнала используется задержка с помощью конденсатора включенного в управляющий электрод тиристора, при этом, чем больше емкость конденсатора - тем более плавное включение лампы мы наблюдаем. Такой режим также благоприятен не только для глаз, но и для ламп (особенно галогенного типа), при этом у них существенно возрастает срок службы.

Но при коммутации электронных или простых ламп дневного света конденсатор следует исключить, так как требуется резкое нарастание питающего напряжения для обеспечения включения ламп.