Re gu la ci ja mo či grel ca elek trič ne pon ve Avtor: Bo jan Ru pnik E-pošta:Ru pnik.bo jan@gma il.com Ve li ke skriv no sti ma le elek tro ni ke, ali ka ko naj va še je di di ši jo bo lje. Kot ve či na vas, smo tu di mi ku pi li kitaj sko elek trič no po nev (sli ka 1). Zade va je su per, sploh po le ti, ko lah ko zu naj na vr tu v njej pri prav ljaš do brote. Ra zen da ima ne mo goč ter mo stat, z gro mo zan sko hi ste re zo. Za de va že kar pre moč no vre, po tem pa se na pol ohla di, pre den ter mo stat spet vklo pi. Ta koj sem upo ra bil nek mo čan dimmer in bil pre za do vo ljen, ko sem lahko zvez no urav na val moč grel ca. In ker je v ce li»žla hti«in pri ja telj skih kro gih teh po nev ve li ko, sem se odlo čil nare di ti na men ski sto penj ski re gu la tor mo či s pri ka zom sto pnje mo či gre tja. Za de ve sem se lo til za ko ga mo go če mal ce ne ro dno, saj je bi la osnov na ide ja upo ra bi ti ele men te, ki se mi že Slika 1 le ta (ali de set le tja) va lja jo po pre da lih in jih za no ben re sen (nov) pro jekt več ne mo reš upo ra bi ti. Ta ko sem upo ra bil Is krin tri ak in Si e men sov LED display, ki ju mo go če ni ti ne iz de lu je jo več. Ven dar sta zlah ka na domes tlji va s kak šnim no vej šim ti pom, saj sta ele men ta či sta kla si ka. Mi kro pro ce sor mi je ostal od dav ne apli ka ci je in to je bi la pri lož nost, da ga ko ri stno upo ra bim. Po vr hu je komer ci al no še ve dno zlah ka do bav ljiv. Spr va sem na čr to val ohi šje v si lu min ski (ko vin ski) raz vodni do zi. In rav no, ko sem imel že vse uvo de pri prav lje ne in sle pe luk nje za de la ne, sem se spom nil, da vza me mo električ no po nev tu di na mor je, na kam pi ra nje. Tam je raz vod ka blov vča sih tu di mal ce svo je vr sten (sli ka 2) in za to ozem lji tvi ni pre več za za u pa ti. Ta ko je pa dla odlo či tev, da tu di na ra čun slab še ga hla je nja tria ka upo ra bim pla stič no do zo. po stop ku, ki je opi san na več splet nih stra neh, med dru gim tu di na na ši splet ni stra ni). Za pri kaz je upo rab ljen se dem seg men tni LED display s sku pno ano do (sli ka 3). To za do šča za pri kaz ugas nje no»0«, 8 vme snih sto penj»1 do 8«in pol na moč»9«, ko je gre lec stal no pri žgan. Tu je še pri kaz sta nja»h«, ki po me ni, da je tri ak se gret pre ko do loče ne tem pe ra tu re. Pri se stav lja nju je tre ba na mreč to toč ko na sta vi ti. Sam imam na stav lje no na 95 C. Pri tem je na stav lja nje kom pli ci ra no v to li ko, ker se vez je v osno vi na pa ja brez tran sfor ma tor ja. Ima mo to rej gal van- Bo pa še iz rez lu kenj la žji. Je pa za to do da na ter mič na za šči ta. Ta je iz vede na z na va dno ste kle no 1N4148 dio do. Na pe tost na njej sko raj li ne ar no pa da s tem pe ra tu ro. Ide ja še zda leč ni mo ja, je pa iz vir na in de lu je pre se net lji vo do bro. Me ni na Bres kvi ci za PCB-je že kak šna 3 le ta (op. ur: Bres kvi ca je»fo rum sko ime«za la mi na tor, s ka te rim ve li ko elek tro ni kov iz de lu je ti ska na vez ja po Slika 2 50 SVET ELEKTRONIKE 02_2013
ski stik z omrež no na pe tos tjo in bi bil tak po seg/na sta vi tev lah ko smrt no ne va ren. Za to: Za vsa pre iz ku ša nja in na sta vi tve ter pro gra mi ra nje mikro pro ce sor ja upo ra bi te zu na nje 5Vdc, gal van sko lo če no na pa ja nje! Ker je v iz ve de no pro gram sko fil tri ra nje sig na la za tem pe ra tu ro, se ne bi mo gli za ne sti na sig na li za ci jo»h«na displayu (za ka sni tev) in je za to po tre bno pri na sta vi tvi spo ji ti krat ko stič nik JP1. Zdaj se gre je mo di o do na že le no tempe ra tu ro (90-95 C) in s po ten ci o metrom na sta vi mo, da je na displayu»h«. Če od mak ne mo gre tje di o de, nam mora sve ti ti»c«. Sam sem grel kar s spajkal ni kom, na stav lje nim na 95 C. bo mo rav no me ta li po tleh, nam bo go to vo do bro slu ži la. She ma vez ja Na pa ja nje vez ja je iz ve de no po me to di brez tran sfor ma torja. Ker ima mo pre cej ve li ko po ra bo, gle de na to, da napa ja mo LED display, sem upo ra bil 1 μf kon den za tor. Na ti ska nem vez ju je pro stor za dva kon den za tor ja, to pa za to, da lah ko da mo vzpo re dno dva kon den za tor ja 470 nf. Pa zi mo le, da sta na pe to stno do volj zmo glji va. V ko li kor upo ra bi mo dva kon den zator ja, mo ra mo va ri stor pre mak ni ti na spod njo stran vez ja. Po ra ba ce lot ne ga vez ja se gib lje med 22 ma in tja do 60 ma, od vi sno ko li ko seg men tov je prižga nih na na šem displayu. To je zdaj na ša toč ka pre klo pa, z vrte njem po ten ci o me tra v sme ri uri nega ka zal ca (CW), tem pe ra tu ro dvi guje mo, v nas prot ni sme ri (CCW) pa jo spu šča mo. Ve li ka sla bost to vr stne tem pe ra tur ne za šči te z di o do je, da di o di s tem pe ratu ro upor nost pa da. V prak si to po meni, da če ni ma mo di o de, tu di va ro va nja ni ma mo. In di o de ni ma mo tu di, če se me han sko uni či. Ven dar, če za de ve ne Slika 3 Iz bra ti mo ra mo kon den za tor ti pa X (X2), kar po me ni, da je na me njen za de lo va nje na omrež ni na pe to sti. Takšen kon den za tor pri pre bo ju di a lek tika ne bo šel v kra tek stik. In naj bo za 400 V. To kov no zmo glji vost kon den za tor skega na pa ja nja iz ra ču na mo po sle de či for mu li: IRMS = 230V 2 Pi 50 Hz C _ S1 S2 3 8 + A K MOC3063SV CW Senzor: dioda 1N4148 7 Vcc a 6 b a 4 c 2 f b d g 1 e 9 e c f d 10 g dp 5 dp 12MHz Slika 4: Celotna she ma vez ja 02_2013 SVET ELEKTRONIKE 51
Pri če mer je C ka pa ci tiv nost kon den za tor ja v fa ra dih (1 μf = 1 * 10-6 F)!!! Po ma lo ma te ma ti ke, ko vsta vi mo še ka pa ci te to upo rablje ne ga kon den za tor ja, do bi mo da je to kov na zmo glji vost pri 1 μf ce lih 72 ma, če pa upo ra bi mo dva vzpo re dna konden za tor ja po 470 nf = 940 nf je ta 68 ma, kar še ve dno za do šča za opi sa no vez je. Vez je de lu je tu di, če upo ra bi mo sa mo en 470 nf kon denza tor. Ta krat se si cer že opa zi ra hlo zma njša na sve til nost displaya. Opa zi li bo ste tu di, da imam upo rab lje ni za po re dno ve za ni dve ze ner di o di. Sa mo iz raz lo ga, ker ne pre mo rem ene di o- de z do volj ve li ko na pe tos tjo pra ga. Pa tu di di si pa ci ja mo či se ta ko tro ši na obeh. Kom bi ni ra te lah ko prak tič no kar koli, da bo le prag ne kje med 15 in naj več 25 V. Elek tro lit ski kon den za tor se bo v na šem vez ju ra hlo grel, za ra di omrežne fre kven ce in pre cej šnje ga to ka. Pre dla gam, da upo ra bi te 50 V in 105 C kon den za tor, sploh ker bo v za pr ti do zi s še enim ele men tom, ki se gre je tri a kom. Ta ko bo nje go va pri ča ko va na živ ljenj ska do ba pre ko 2000 ur. Upo rab ljen tri ak mo ra bi ti do volj ve li ke mo či, da bo mo lah ko vkla plja li naš gre lec (po nev). Kak šnih po se bnih omeji tev pri njem ni. Mo ja po nev ima 1400 W gre lec, upo rabljen tri ak pa je 10 A v TO-64 ohi šju. Pri mon ta ži ga po iz ku si mo ta ko po sta vi ti, da bo imel možnost hla je nja, ko li kor je pač to mo go če v pla stič ni do zi. V na šem vez ju je upo rab ljen v se ri jo ve zan 120 Ω upor za zma njša nje za gon ske ga to ka (in rush cur rent). Se ve da nam ta v ce lot nem vez ju mal ce ni ža to kov no zmo glji vost na paja nja. (za ne kaj manj kot 3 ma). Upoš te va ti je po tre bno tu di, da ima mo lah ko (sploh v avto kam pu) ni žjo na pa jal no na pe tost, kot to s ka te ro smo ra ču na li. Za to pri po ro čam, da ne gre ste pod pre dla ga ne vre dno sti ka pa ci te te kon den za tor ja. Slika 5 Osma konferenca Avtomatizacija v industriji in gospodarstvu Organizatorja: Društvo avtomatikov Slovenije in Univerza v Mariboru, FERI Izvedba konference: - vabljena predavanja, - predavanja po sekcijah, - študentska sekcija, - razstava pokroviteljev, - družabno srečanje. info@aig.si Teme predavanj: - avtomatizacija industrijskih objektov, poslovnih zgradb, hiš in objektov, - avtomatizacija v logistiki in prometu ter energetiki, - tehnologije za človeku prijazno okolje, - vizualizacijske naprave, - proizvodna informatika, - mehatronski sistemi, - roboti in robotizirana proizvodnja, - senzorji in aktuatorji. www.aig.si/13 52 SVET ELEKTRONIKE 02_2013
Vse e no ga ob vez no mon ti ra mo na hladil no te lo. Če ne upo ra bi mo tri a ka, ki ima ohi šje gal van sko lo če no (in normal no ne upo ra bi mo ta ke ga, že za ra di ce ne ne) mo ra mo pa zi ti ker je na njem omrež na na pe tost. Di o do po sta vi mo obenj, ta ko da se ga ti šči, da se z njim vred gre je tu di di o da. Iz vo de di o de zašči ti mo z bu žir ko, da slu čaj no ne pri de do elek trič ne ga sti ka s tri a kom, ste kleni del na ma že mo s pre vo dno pa sto in s ko vin skim pe re som pri ti sne mo ob tri ak ali čim bli žje nje mu na nje go vo hla dilno te lo. Stopnja On Off moč 0 0 % 1 10 10 50% 2 12 8 60% 3 14 6 70% 4 15 5 75% 5 16 4 80% 6 17 3 85% 7 18 2 90% 8 19 1 95% 9 100 % Tabela 1 Tri ak pro ži mo pre ko MOC3063 vez ja. To pa za to, ker ima re še no vkla pljanje pri pre ho du fa ze sko zi ni člo (ze ro cross). In pa za to, da mi ni bi lo po trebno pri na čr to va nju pa zi ti na fa zo/ničlo, pa še te sti ra nje mi je bi lo la žje. Se ve da je zdaj od pa del kak šen hi tri PWM. Še do bro, kaj ti ta ko ima mo mož nost do dat ne vi zu al ne kon tro le nad de lo va njem. Ter mo stat pon ve ima na mreč vgra je no svo jo tliv ko (sli ka 5). Za to sem se odlo čil, da bo osnov ni takt 20 ms, dol ži ne 20 ci klov (=400 ms). V pri me ru, ko je moč grel ca na po lo vi ci, tliv ka termo sta ta le po utri pa v tak tu 200ms (20 ms * 10 ci klov + 20 ms *10 ci klov). Tu di osta le sto pnje gretja so še kar le po vi dne. Ko bo ste upo rab lja li to re gu la ci jo, ne po za bi te na sta vi ti ter mo stat pon ve na max. 84 Sto pnje de lo va nja so na re je ne po ta be li 1. Re gula ci je pod po lo vič no mo čjo grel ca so se mi zde le ne smi sel ne, saj ta krat vo da v pon vi ko maj vre. Vez je z raz po re dom ele men tov s spod nje in z zgornje stra ni lah ko vi di mo na sli kah 6, 7 in 8. Tu moram po u da ri ti, da je pri de be li ni na no sa ba kra 35 μm in ši ri ni na še ve zi 40 mils, do pu stni tok cca. 2 A. To je se ve da pre ma lo, za to je po tre bno na vse moč no stne po ve za ve na ve zi na spaj ka ti po ce li dol ži ni ži co, de be li ne 1 mm 2. To so vse po ve za ve med pri ključ ni mi spon ka mi. (sli ka 9) Slika 6 84 Na pro to ti pu sem upo ra bil SMD (Splo ščen Mo del Di o de (ša la!)) LED pred op to-sklo pnikom. Ka sne je se je to iz ka za lo za zgre še no (ne LED am pak SMD), ker je na spod nji stra ni in sem jo vi del sa mo kot pre se va nje sko zi plo šči- 02_2013 SVET ELEKTRONIKE 53
G1 Slika 7 Slika 8 Slika 9 co. Za to sem na PCB do dal op ci jo obeh iz ve denk, ta ko SMD (Sur fa ce Mo unt De vi ce) kot»sko zi luk njo«oz. THT (Thro ugh Ho le Technology). Ta di o da mi je slu ži la sa mo pri te sti ra nju in jo lah ko mir no iz pu sti te. Na vez ju je nare je na po ve za va, ta ko da mo ra te v pri me ru upo ra be LED to po ve za vo pre ki ni ti. (sli ka 10) Slika 10 Kot sem že uvo do ma po ve dal, sem za ohi šje iz bral na va dno na do met no plastič no do zo 100x100 mm. Nu di vso po tre bno izo la cij sko za šči to, po ce ni je in do volj ve li ka, da se bo tri ak v njej vsaj za si lo hla dil. Slika 11 Slika 12 Ker bo mo na še vez je upo rab lja li tudi po le ti, na son cu, si mo ra mo zago to vi ti, da bo mo na displayu lah ko raz lo či li šte vil ke kljub moč ni sve tlobi. Vi dnost iz bo ljša mo, če pre ko displaya po sta vi mo za tem nje no plek si ste klo. (sli ki 11 in 12) 54 SVET ELEKTRONIKE 02_2013
Če prav smo uvo do ma go vo ri li o po ten ci al no sla be mu vodu ozem lji tve, vse e no po skr bi mo, da se to ne bo zgo di lo za ra di nas. Pri klo pne ka ble si pri pra vi mo, kot se spo do bi in si cer ta ko, da je ozem ljil na ži la ne ko li ko da ljša od osta lih dveh vo dni kov. (sli ka 13) Ta ko pri mo re bit nem pu lje nju kabla naj prej iz pa de ta omrež na vo da. Ne ka te re vtič ni ce/vtika či ima jo že v za sno vi na re je no ta ko, da je ozem ljil na spon ka po mak nje na bolj pro ti ka blu in v tem pri me ru imamo lah ko vo dni ke ena ko dol ge. Na sli ki 14 vi di mo go tov iz de lek. Na meno ma so ka bli krat ki, za to da se re gula ci ja hi tro pos pra vi in da zav za me čim manj pro sto ra lah ko jo pos pra vi mo kar v sa mo po nev. Slika 13 Slika 14 She ma in ti ska no vez je v PDF obli ki ter pro gram v HEX in BIN for ma tu so na vo ljo na splet ni stra ni re vi je. Po da ni sta ver zi ji za mi kro pro ce sor 89C2051 in 89S2051. Raz li ka med nji ma je sa mo v tem, da mo ra mo pri S ver zi ji vklo pi ti kom pa ra tor s po stavi tvi jo re gis tra AC SR = 08. Še na svet pri ku hi: ko bo ste da li v po nev vse za čim be in sesta vi ne za jed, ne po za bi te do da ti še šče pec do bre vo lje in go to vo bo okus ne po za ben. www.svet-el.si Igraj mo se z upo ri! Av tor: mag. Vladimir Mitrović E-poš ta: vladimir.mitrovic@podravka.hr Bi se že le li za ba va ti v dol gih zim skih ve če rih? Da naš nje šol ske ob vez no sti ste že zdav naj opra vi li, knji ga, ki ste jo bra li, je si cer za ni mi va, ven dar ste rav no pre bra li še zad nje po gla vje, TV pro gra mi pa ne po nu ja jo ni če sar zani mi ve ga... Mla di elek tro nik bi se v tak šnem pri me ru lo til svo je ga ho bi ja, saj se je mo go če le po za ba va ti ce lo s kup čkom upo rov. Pri tem se nam bis tri um in iz bo ljša jo ma te ma tič ne ve šči ne... Osnov na na lo ga, ki si jo bo mo za sta vi li, je naj ti na do mestno upor nost upo rov ne mre že, kot je ti sta na sli ki 1. To Sli ka 1: Mre žo upo rov (na sli ki zgo raj) že li mo za me nja ti z enim sa mim upo rom. Ka ko do lo či ti nje go vo upor nost? prav za prav po me ni, da že li mo vse upo re med pri ključ nima toč ka ma»x«in»y«za me nja ti z enim sa mim upo rom z upor nos tjo R, ta ko da me ril ni in stru ment, pri klju čen med toč ki»x«in»y v obeh pri me rih izme ri ena ko vre dnost upor no sti. 02_2013 SVET ELEKTRONIKE 55