Elektronika.lt

Elektronika.lt - elektronikos, informacinių ir
ryšių technologijų portalas

Adresas: http://www.elektronika.lt
El. paštas: info@elektronika.lt
 Atspausdinta iš: http://www.elektronika.lt/schemos/buitis/42822/modernizuotas-skaitmeninis-apsaugos-itaisas-su-matavimo-funkcija/spausdinti/

Modernizuotas skaitmeninis apsaugos įtaisas su matavimo funkcija

Publikuota: 2014-01-01 17:50
Tematika: Buitinė elektronika
Tipas: Vidutiniška
Aut. teisės: ©Žurnalas „Radio“
Inf. šaltinis: Žurnalas „Radio“

Po straipsnio „Skaitmeninis apsaugos įtaisas su matavimo funkcija“ publikacijos žurnale „Radio“ redakcija ir autorius gavo daug laiškų su prašymu pagerinti vartotojiškas įtaiso charakteristikas. Autorius atsiliepė į skaitytojų prašymus ir siūlo modernizuotą mikrovaldiklio programos variantą tiems, kurie jau pakartojo šią konstrukciją ir modernizuotą įtaiso variantą tiems, kas įsigeis jį pasidaryti dabar.


Parengė Andrius Vaičeliūnas (red. pastaba: kalba netaisyta).
Заец Н. Усовершенствованное цифровое устройство защиты с функцией измерения. – Радио, 2007, № 7, с. 36–28.

Po straipsnio „Skaitmeninis apsaugos įtaisas su matavimo funkcija“ („Цифровое устройство защиты с функцией измерения“) publikacijos žurnale „Radio“ (2005 m., Nr. 1, 32...34 psl.) redakcija ir autorius gavo daug laiškų su prašymu pagerinti vartotojiškas įtaiso charakteristikas. Autorius atsiliepė į skaitytojų prašymus ir siūlo modernizuotą mikrovaldiklio programos variantą tiems, kurie jau pakartojo šią konstrukciją ir modernizuotą įtaiso variantą tiems, kas įsigeis jį pasidaryti dabar.

Skaitytojai savo laiškuose prašė pakoreguoti programą taip, kad nereikėtų aštuonis kartus spausti mygtuką „Skiltis“, jog pereiti į darbinį režimą po įtaiso įjungimo. Reikalas tame, kad derinant arba tikrinant įvairią radioelektroninę aparatūrą apsauga gali dažnai suveikinėti ir perėjimo į darbinį režimą procedūra tampa alinanti. Tiems, kas pasidarė ankstesnį įtaisą, siūloma perdirbta mikrovaldiklio programa. Be principinės schemos pokyčių kinta savybės – tai vienas iš įtaisų su mikrovaldikliais pliusų.

Perprogramavus mikrovaldiklį ir įjungus įtaisą 3 sekundėms užsižiebia išsaugoti nustatymai. Naujame variante tai ne tik srovės ir įtampos apsaugų suveikimo ribos, bet ir jų statusas (t. y. ar ji suveikusi ar ne). Kai tik išmatuota srovės arba įtampos vertė susilygina arba viršija nustatytąją, suveikia apsauga. Srovės ir įtampos ribas būtina daryti minimum per vienetą didesnes nei esama vartojama srovė ir įtampa (pagal mažiausios vertės indikatorinę skiltį).

Pašalinus priežastį, privertusią suveikti apsaugą, būtina išjungti apsaugos įtaiso maitinimą ir vėl jį įjungti. Jeigu apsaugą suveikti privertė derinamo prietaiso vartojamos srovės šuolis, tai reiks įeiti į nustatymo režimą ir pakeisti apsaugos suveikimo ribą.

Modernizuoto apsaugos įtaiso schema parodyta 1 pav.

Modernizuotas skaitmeninis apsaugos įtaisas su matavimo funkcija

Įtaiso pagrindas – mikrovaldiklis PIC16F873. Mikroschemoje DA2 įgyvendintas įtampos, kuri naudojama ir kaip atraminė įtampa mikrovaldiklio DD1 vidiniam analoginiam skaitmeniniam keitikliui, stabilizatorius. Porto linijos RA4 ir RA5 užprogramuotos kaip analoginio skaitmeninio keitiklio įėjimai atitinkamai įtampos ir srovės matavimui, o RA3 – lauko tranzistoriaus valdymui. Kaip srovės jutiklis panaudotas rezistorius R2, o įtampos jutiklis – rezistorinis daliklis R7R8. Srovės jutiklio signalą stiprina operacinis stiprintuvas DA1.1, o DA1.2 naudojamas kaip buferinis stiprintuvas. Palyginti su prieš tai buvusiu variantu, papildomai įvestas mygtukas SB3 „Auto“, pakeista mygtukų SB1, SB2 pajungimo schema ir padidintas operacinio stiprintuvo DA1 stiprinimo koeficientas.

Pagrindinės techninės charakteristikos:

  • Įtampos matavimo ribos – 0...50 V
  • Srovės matavimo ribos – 0,05...9,99 A
  • Apsaugų suveikimo ribos:
    srovės – 0,05...9,99 A (žingsnis – 0,01 A)
    įtampos – 0,1...50 V (žingsnis – 0,1 V)
  • Apsaugų suveikimo laikas:
    vidutinis esant vienai/dviems įjungtoms apsaugoms – 0,075 ms
    maksimalus – 1 ms
  • Maitinimo įtampa – 9...40 V
  • Maksimali vartojama srovė – 50 mA

Nuspaudus mygtuką SB3 „Auto“ nustatymų režime vykdomas perėjimas į darbinį režimą, o darbiniame režime – automatinis apsaugos nustatymas. Pastaruoju atveju srovės ir įtampos vertės, prie kurių suveikia apsauga, automatiškai nustatomos didesnės už esamas įtampos ir vartojamos srovės reikšmes per du vienetus (pagal mažiausios vertės indikatorinę skiltį).

Dauguma detalių, išskyrus indikatorius, mygtukus ir lizdus sumontuotos ant spausdintosios plokštės, kurios brėžinys pateiktas 2 pav.

Modernizuotas skaitmeninis apsaugos įtaisas su matavimo funkcija

Elektrolitiniai kondensatoriai – К50-35 arba analogiški importiniai, C2 – К10-17, К73-24, operacinis stiprintuvas DA1 – КР1040УД1. Septynių segmentų indikatoriai gali būti bet kokie su bendru katodu, mygtukai – mažų gabaritų be fiksacijos, pavyzdžiui DTST-6, rezistoriai – МЛТ, С2-22, paderinamas rezistorius – СП5-16ВА-0,25. Rezistorius R2 gali būti pagamintas iš aukštos varžos laido atraižos, autoriaus variante panaudotas rezistorius iš sugedusio multimetro M-830. Lauko tranzistorius – firmos „International Reactifier“ galingas raktinis su n kanalu, pageidautina su L raide pirmojoje pavadinimo dalyje, kadangi jo atidarymui pakanka 3,5...5 V įtampos. Esant didesnėms kaip 5 A apkrovos srovėms tranzistoriaus atviro kanalo varža turi būti ne didesnė kaip 0,01 Om. Būtina atkreipti dėmesį į tai, kad maksimali leistina santakos srovė būtų didesnė už apkrovos srovę.

Derinimas pradedamas nuo stabilizatoriaus DA2 išėjimo įtampos (5, 12 V) nustatymo paderinamu rezistoriumi R4, prieš tai mikrovaldiklis dar neturi būti įlituotas į plokštę. Po to mikrovaldiklis įdedamas ir į įėjimą paduodama 10...15 V įtampa. Lygiagrečiai matuojant šią įtampą skaitmeniniu multimetru, sulyginami multimetro ir įtaiso segmentų parodymai, esant nedideliam nesutapimui tai išlyginama rezistoriumi R4. Tik reikia nepamiršti, kad mikrovaldiklio maitinimo įtampa neturi viršyti 5,5 V. Esant reikalui parenkamas rezistorius R7. Srovės matavimo suderinimui prie įtaiso išėjimo pajungiama apkrova su nuosekliai pajungtu ampermetru. Esant 100 mA srovei palyginami parodymai ir jei skiriasi, sulyginami parenkant rezistorių R5. Po to patikrinamas tikslumas esant kelių amperų srovei.

Nuodugniau apie įtaiso derinimą ir darbą galima sužinoti straipsnyje, kuris nurodytas įžangoje.

Darbas su įtaisu. Kadangi į atmintį įrašytos maksimalios įtampos ir srovės vertės, prie kurių suveikia apsauga, įjungus prietaisą pirmąjį kartą 3 sekundėms atsiranda informacija, parodyta 3 pav.

Modernizuotas skaitmeninis apsaugos įtaisas su matavimo funkcija

Pasibaigus šiam laiko intervalui atvaizduojamos esamos įtampos ir srovės vertės, pavyzdžiui, kaip 4 pav.

Modernizuotas skaitmeninis apsaugos įtaisas su matavimo funkcija

Jeigu paspausti mygtuką SB3 „Auto“ ir atleisti, tai 3 sekundėms pasirodo nustatytų srovės ir įtampos apsaugos verčių vaizdas (5 pav.). Jeigu apsauga iki mygtuko SB3 „Auto“ paspaudimo buvo išjungta, tai ji įsijungia.

Modernizuotas skaitmeninis apsaugos įtaisas su matavimo funkcija

Paspaudus mygtuką SB1 „Nustatymas“ įtaisas pereina į nustatymų režimą ir spaudant mygtuką SB2 „Skiltis“ pasirenkama skiltis, kurioje mygtuku „Nustatymas“ nustatomas reikalingas skaitmuo. Ketvirtoje ir aštuntoje skiltyse mygtuku „Nustatymas“ įjungiama arba išjungiama srovės bei įtampos apsauga. Jeigu indikuojama raidė „У“, tai apsauga įjungta. Kaip pavyzdys, 6 pav. Parodyta, kad įtampos apsauga įjungta, o srovės – išjungta. Esant išjungtai apsaugai nustatytos vertės gali būti bet kokios.

Modernizuotas skaitmeninis apsaugos įtaisas su matavimo funkcija

Perėjimą iš nustatymo režimo į darbinį režimą galima atlikti kaip kablelio nuvedimu už indikatoriaus ribų, taip ir paspaudus mygtuką SB3 „Auto“ po bet kurios skilties nustatymo. Darbiniame režime išjungta apsauga indikuojama pakeltomis raidėmis „u“ ir „i“, kaip parodyta 7 pav.

Modernizuotas skaitmeninis apsaugos įtaisas su matavimo funkcija

Po apsaugos suveikimo pašalinama ją sukėlusi priežastis. Įtaisas gražinamas į pradinę būseną atjungus ir įjungus maitinimo šaltinį arba įjungus režimą „Nustatymas“, o po to paspaudus mygtuką SB3 „Auto“. Būtina pažymėti, jog įtaisas reaguoja į mygtukų paspaudimą juos atleidus. Jeigu yra kontaktų drebėjimo efektas (įtaisas netinkamai reaguoja į mygtukų paspaudimus), tai lygiagrečiai mygtukams reikia pastatyti 0,047...0,22 μF talpos kondensatorius. Maitinti prietaisą pageidautina nuo atskiro maitinimo šaltinio.

Šį įtaisą galima panaudoti akumuliatorių krovimui. Tam tikslui prie įėjimo per rezistorių, kurio varža nustato krovimo srovę, pajungiamas maitinimo šaltinis su atitinkamomis išėjimo įtampa ir srove, o prie išėjimo – akumuliatorius. Srovės apsauga išjungiama, o įtampos apsauga įjungiama, nustačius įtampos vertę, iki kurios reikalinga krauti akumuliatorių.

Programų kodai


Žurnalas „Radio“
‡ 1999–2019 © Elektronika.lt LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina Valid XHTML 1.0!