Управление мощной нагрузкой переменного тока / Хабр

Все знают, насколько ардуинщики гордятся миганием лампочками

Так как мигать светодиодами не интересно, речь пойдет про управление лампой накаливания на 220 вольт, включая управление её яркостью. Впрочем, материал относится и к некоторым другим типам нагрузки. Эта тема достаточно избита, но информация об особенностях, которые необходимо учесть, разрозненна по статьям и темам на форумах. Я постарался собрать её воедино и описать различия между схемами и обосновать выбор нужных компонентов.

Выбор управляемой нагрузки

Существует много различных типов ламп. Не все из них поддаются регулировке яркости. И, в зависимости от типа лампы, требуются разные способы управления. Про типы ламп есть хорошая статья. Я же буду рассматриваться только лампы, работающие от переменного тока. Для таких ламп существует три основных способа управления яркостью (диммирование по переднему фронту, по заднему фронту и синус-диммирование).
Иллюстрация в формате SVG, может не отображжаться в старых браузерах и, особенно, в IE
Отличаются они тем, какая часть периода переменного тока пропускается через лампу. О применимости этих методов можно прочитать тут. В этой статье речь пойдет только о диммировании по преднему фронту, так как это самая простой и распространенный способ. Он подходит для управления яркостью ламп накаливания (включая галогенные), в том числе подключенных через ферромагнитный (не электронный) трансформатор. Эта же схема может применяться для управления мощностью нагревательных элементов и, в некоторой степени, электромоторов, а также для включения/выключения других электроприборов (без управления мощностью).

Выбор элементной базы

Различных вариантов схем управления нагрузкой в интернете много. Отличаются они по следующим параметрам:Первые два пункта определяются элементной базой. Очень часто для управления нагрузкой используют реле, как проверенный многолетним опытом элемент. Но, если вы хотите управлять яркостью лампы, её необходимо включать и выключать 100 раз в секунду. Реле не рассчитаны на такую нагрузку и быстро выйдут из строя, даже если смогут переключаться так часто. Если в схеме используется MOSFET, то его можно открывать и закрывать в любой момент. Нам нем можно построить и RL, и RC, и синус димер. Но так как он проводит ток только в одну сторону, понадобится два транзистора на канал. Кроме того, высоковольтные MOSFET относительно дороги. Самым простым и дешевым способом является использование симистора. Он проводит ток в обоих направлениях и сам закрывается, когда через него прекращает течь ток. Про то, как он работает можно прочитать в статье DiHalt’а. Далее я буду полагаться на то, что вы это знаете.

Фазовая модуляция

Чтобы управлять яркостью лампы нам нужно подавать импульсы тока на затвор симистора в моменты, когда ток через симистор достигает определенной величины. В схемах без микроконтроллера для этого применяется настраиваемый делитель напряжения и динистор. Когда напряжение на симисторе превышает порог, при котором открывается динистор, ток проходит на затвор симистора и открывает его.

Если же управление ведется с микроконтроллера, то возможны два варианта:

1. Подавать импульсы равно в тот момент времени, когда нужно. Для этого придётся завести на микроконтроллер сигнал с детектора перехода напряжения через ноль
2. К затвору симистора подключить компаратор, на который завести сигнал с делителя напряжения и с аналогового выхода микроконтроллера

Первый способ хорош тем, что позволяет легко организовать гальваническую развязку высоковольтной части и микроконтроллера. О её важности будет сказано позже. Но любители arduino будут огорчены: чтобы лапа горела ровно, не вспыхивая и не погасая, импульсы нужно подавать вовремя. Для этого управлять выводом нужно из прерывания таймера, а моменты перехода напряжения через ноль фиксировать с помощью «input capture». Это «недокументированные» функции.

Проблема решается отказом от библиотек arduino и внимательным чтением datasheet’а на процессоры avr. Это не так сложно, как кажется.
Второй способ управления симистором крайне прост в программном плане, но из-за отсутствия гальванической развязки я бы не стал его применять.

Гальваническая развязка

Самый простой способ управлять симистором — это подключить к затвору ножку микроконтроллера. Есть даже специальная серия симисторов BTA-600SW управляемых малыми токами.Но тогда контроллер и вся низковольтная часть не будет защищена от помех, гуляющих по бытовой сети. Некоторое из них могут быть достаточно мощными, чтобы сжечь микроконтроллер, другие будут вызывать сбои. Кроме того, сразу возникают проблемы со связью микроконтроллера с компьютером или другими микроконтроллерами: нужно будет делать развязку в линии связи или использовать дифференциальные линии, ведь, чтобы управлять симистором прямо с ноги микроконтроллера, нулевой потенциал для него должен совпадать с потенциалом нуля в бытовой сети.

У компьютера или другого такого же микроконтроллера, подключенного в другой точке сети, нулевой потенциал почти наверняка будет другим. Результат будет плачевным.
Простой способ обеспечить гальваническую развязку: использовать драйвер симистора MOC30XX. Эти микросхемы отличаются:

1. Расчетным напряжением. Если для сетей 110 вольт, есть для 220
2. Наличием детектора нуля
3. Током, открывающим драйвер

Драйвер с детектором нуля (MOC306X) переключается только в начале периода. Это обеспечивает отсутствие помех в электросети от симистора. Поэтому, если нет необходимости управлять выделяемой мощностью или управляемый прибор обладает большой инерционностью (например это нагревательный элемент в электроплитке), драйвер с детектором нуля будет оптимальным выбором. Но, если вы хотите управлять яркостью лампы освещения, необходимо использовать драйвер без детектора нуля (MOC305X) и самостоятельно открывать его в нужные моменты.

Ток, необходимый для открытия важен, если вы хотите управлять несколькими нагрузками одновременно. У MOC3051 он 15 мА, у MOC3052 10мА. При этом микроконтроллеры stm могут пропускать через себя до 80-120 мА, а avr до 200 мА. Точные цифры нужно смотреть в соответствующих datasheet’ах.

Устойчивость к помехам/возможность коммутации индуктивной нагрузки

В электросети могут быть помехи, вызывающие самопроизвольное открытие симистора или его повреждение. Источником помех может служить:

1. Нагрузка, управляемая симистором (обмотка мотора)
2. Фильтр (snubber), расположенный рядом с симистором и призванный его защищать
3. Внешняя помеха (грозовой разряд)

Помеха может быть как по напряжению, так и по току, причем более критичны скорости изменения соответствующих значений, чем их амплитуды. В datasheet’ах соответствующие значения указаны как:
V — максимальное напряжение, при котором может работать симистор.

Максимальное пиковое напряжение не намного больше.
I — Максимальный ток, который может пропускать через себя симистор. Максимальный пиковый ток как правило значительно больше.
dV/dt — Максимальная скорость изменения напряжения на закрытом симисторе. При превышении этого значения он самопроизвольно откроется.
dI/dt — Максимальная скорость изменения тока при открытии симистора. При превышении этого значения он сгорит из-за того, что не успеет полностью открыться.
(dV/dt)c — Максимальная скорость изменения напряжения в момент закрытия симистора. Значительно меньше dV/dt. При превышении симистор продолжит проводить ток.
(dI/dt)c — Максимальная скорость изменения тока в момент закрытия симистора. Значительно меньше dI/dt. При превышении симистор продолжит проводить ток.
Подробно о природе этих ограничений и о том, как сделать фильтр, защищающий от превышения этих величин описано в Application Note AN-3008. К немо можно только добавить, что существуют 3Q симисторы, у которых значения dV/dt и dI/dt выше, чем у обычных за счет невозможности работать в 4ом квадранте (что обычно не требуется).

Выбор симистора

Максимальный ток коммутации

Максимальный ток коммутации ограничивается двумя параметрами: максимальным током, который может пропустить симистор и количеством тепла, которое вы можете от него отвести. С первым параметром все просто, он указан в datasheet’е. Но если посмотреть внимательно, то при токе в 16 ампер на BTA16-600BW выделяется около 20 ватт. Такую грелку уже не получится засунуть в коробку выключателя без вентиляции.

Минимальный ток коммутации

Симистор сохраняет проводимость до тех пор, пока через него идёт ток. Минимально необходимый ток указан в datasheet’е под именем latching current. Соответственно, слишком мощный симистор не сможет включать маломощную лампочку так как будет выключаться, как только с затвора пропадёт управляющий сигнал. Но так, как этот сигнал мы самостоятельно формируем микроконтроллером, то можно удерживать управляющий сигнал почти до самого конца полупериода, тем самым убрав ограничение на минимальную нагрузку. Однако, если не успеть снять сигнал, симистор не закроется и лампа не погаснет. При плохо подобранных константах лампы, работающие на не полной яркости периодически вспыхивают.

Изоляция

Симисторы в корпусе TO-220 могут быть изолированными или не изолированными. Я сначала сделал ошибку и купил BT137, в результате радиаторы охлаждения оказались под напряжением, что в моем случае нежелательно. Симисторы с маркировкой BTA изолированы, с маркировкой BTB нет.

Защита от перегрузки

Не стоит полагаться на автоматические выключатели. Посмотрите на спецификацию, при перегрузке в 1.4 раза автомат обязан выключиться не ранее, чем через час. А быстрое размыкание происходит только при перегрузке в 5 раз (для автоматов типа C). Это сделано для того, чтобы автомат не отключался при включении приборов, требующих при старте значительно больше энергии, чем при постоянной работе. Примером такого прибора является холодильник. 2t. Задает количество теплоты, накопление которой в кристалле приведет к разрушению кристалла.

dI/dt ограничивается индуктивностью проводки и внутренней ёмкостью симистора. Так как dI/dt достаточно велика (50 А/с для BTA16), может хватить индуктивности подводящей проводки, если она достаточно длинная. Можно подстраховаться и добавить небольшую индуктивность в виде нескольких витков провода вокруг сердечника.
С превышением интеграла Джоуля можно бороться либо уменьшая время прохождения тока через симистор, либо ограничивая ток. Так как симистор не закроется, пока ток не перейдет через ноль, не вводя дополнительных размыкателей нельзя сделать время прохождения тока менее одного полупериода. В качестве такого размыкателя можно использовать:

1. Быстродействующий плавкий предохранитель. Обычный предохранитель не подойдет так как симистор сгорит до того, как он сработает. Но стоят такие предохранители дороже новых симисторов.
2. Геркон/реле. Если удастся найти такое, чтобы выдерживало кратковременные большие токи.

Можно пойти по другому пути. BTA16-600 может выдержать ток в 160 амер в течении одного периода. Если сопротивление замыкаемой цепи будет порядка 1.5 Ом, то полупериод он выдержит. Сопротивление проводки даст 0.5 Ом. Остается добавить в цепь сопротивление в 1 Ом. Схема станет менее эффективной и появится еще одна грелка, выделяющая при штатной работе до 16 Вт тепла (0.45 Вт при работе 100 ваттной лампы), зато симистор не сгорит, если успеть его вовремя выключить и позаботиться о хорошем охлаждении, чтобы оставался запас на нагрев во время КЗ.

Из этого сопротивления можно извлечь дополнительную выгоду: измеряя падение напряжения на нем, можно узнавать ток, протекающий через симистор. Полученное значение можно использовать для того, чтобы определять короткое замыкание или перегрузку и отключать симистор.

Заключение

Я не претендую на абсолютную верность всего написанного. Статья писалась для того, чтобы упорядочить знания, прочитанные на просторах интернета и проверить, не забыл ли я чего. В частности раздел, касающийся защиты от перегрузок я еще не опробовал на практике. Если я где-то не прав, мне было бы интересно узнать об ошибках.
В статье нет ни одной схемы: знакомые с темой и так знают их наизусть, а новичку придётся заглянуть в datasheet к MOC3052 или в AN-3008 и, возможно, он заодно узнает что-то еще и не будет бездумно реализовывать готовую схему.

Управление мощной нагрузкой переменного тока

Для управления мощной нагрузкой через Андуино или любой другой микроконтроллер, в одной из статей я использовал реле модули, построенные на электромеханическом реле. При очень частом срабатывании механических контактов, они могут изнашиваться, тем самым влиять на работу того устройства, в котором применяется данное реле. Что бы избавится от этого недостатка, можно использовать твердотельное реле, в котором нет механических контактов. На практике подобные заводские реле стоят дорого, поэтому попробуем собрать самодельное твердотельные реле, на основе симистора, которым будем управлять мощной нагрузкой через Ардуино. Помимо отсутствия механических контактов, твердотельное реле имеет ещё ряд преимуществ: — Имеют меньшие габариты; — Высокая скорость переключения; — Бесшумность — поскольку нет движущихся механических контактов, реле не создаёт звукового шума; — При переключении нет скачка напряжения и не возникают радиопомехи; — Отсутствие искры между контактами позволяет использовать этот тип реле во взрыво- и пожаро- опасном окружении. Заводское твердотельное реле стоит дороже электромеханического, что затрудняет использовать его в радиолюбительских конструкциях.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Ардуино управление реле
• Mощный ключ постоянного тока на полевом транзисторе
• Виды управления
• Управление мощной нагрузкой
• Оптосимистор: параметры и схемы подключения. Симистор схема включения
• Как сделать самому слаботочное реле на 1.2 вольта
• Силовой ключ (5 А; 24 В) на полевом транзисторе (IRF520 MOSFET) для Arduino
• Primary Menu
• Управление мощной нагрузкой постоянного тока
• Виды управления

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Диммер — управление переменным током на Arduino

Ардуино управление реле

Все знают, что выводы Arduino способны подавать напряжение в 3,3В или в 5В на подключенные к ним модули или датчики. К примеру, мы можем подключить к нашему микроконтроллеру датчики температуры и влажности, и дисплей — получится миниатюрная метеостанция с выводом данных на экран; или можем измерять расстояние до различных объектов при помощи датчика ультразвука. Однако, как быть с управлением освещением? Ведь питания от Arduino хватает на обычные светодиоды, но не на лампочки будь то накаливания, энергосберегающие или светодиодные.

Решим эту проблему, используя реле! Начнем с того, что лампочки, о которых мы говорим в данной статье, питаются чаще всего от сети в В.

Более того, тяжело представляется подключение лампочки напрямую к плате, ведь это будет чересчур непривычно по сравнению с подключением диодов. Такая же проблема обычно и с подключением других устройств, которые получают питание от сети. На помощь приходит устройство под названием реле. Стоят модули реле недорого, могут иметь от одного до нескольких каналов.

Внизу на фото изображен одноканальный модуль реле, который уже готов к подключению его к Ардуино. Данный модуль можно свободно подключать к Arduino, так как требует рабочего напряжения в 5 вольт, а вот уже коммутировать реле может несколько разных значений.

Реле представляет собой управляемый переключатель, который по сигналу с Arduino переключает средний контакт между двумя крайними, таким образом, размыкая или замыкая цепь.

Для подключения к Arduino используются 3 контакта: два контакта питания 5В и Gnd и контакт управления, который подключается к цифровому выводу на плате например, к пину номер 3. На самом реле с другой стороны есть еще три контакта, но для подключения нагрузки например лампочки — к двумя из них подключатся контакты управления лампочкой, а другой остается свободным внутри самого реле он связан с заземлением.

Поэтому при включении реле, происходит замыкание контактов COM общий и NC нормально замкнутый и лампочка загорается, а при выключении реле замыкаются другие контакты — COM общий и NO нормально разомкнутый.

Не забывайте, что контакты лампочки должны быть подключены и к сети в В. После того, как собрали цепь, подключаем плату к компьютеру и загружаем следующий программный код он очень простой :. Сначала мы устанавливаем переменную relPin, модуль реле подключается к пину 3. Далее устанавливается сигнал с реле как выходной.

А в цикле программы у нас включается реле, через секунду выключается и через 3 секунды снова включается. И таким же образом можно управлять и другими устройствами. Теперь вы знаете, как подключить лампочку к Arduino через реле и можете программировать различные устройства на данной основе. Например, сделать автоматическое включение света с помощью датчика движения при наличии движения включается свет или с помощью датчика света когда стало темно, то включился свет и т.

К минусам данного типа реле можно отнести большое потребление тока, малую живучесть при больших нагрузках и возможное залипание контактов, если была подключена большая нагрузка например кипятильник или что-то подобное. Данная статья является собственностью Amperkot. При перепечатке данного материала активная ссылка на первоисточник, не закрытая для индексации поисковыми системами, обязательна. Но сделать этого напрямую не получится, давайте разберемся как управлять нагрузкой В с Ардуино.

Для управления цепями переменного тока средств микроконтроллера недостаточно по двум причинам:. На выходе микроконтроллера формируется сигнал постоянного напряжения.

Ток через пин микроконтроллера обычно ограничен величиной в мА. Мы имеем два варианта коммутации с помощью реле или с помощью симистора. Симистор может быть заменен двумя включенными встречно-параллельно тиристорами это и есть внутренняя структура симистора. Давайте подробнее рассмотрим это. Тиристор работает следующим образом: когда к тиристору приложено напряжение в прямом смещении плюс к аноду, а минус к катоду ток через него проходить не будет, пока вы не подадите управляющий импульс на управляющий электрод.

Я написал импульс не просто так. Это значит, что при снятии управляющего сигнала ток через тиристор продолжит протекать, то есть он останется открытым. Чтобы он закрылся нужно прервать ток в цепи или сменить полярность приложенного напряжения. Это значит, что при удержании положительного импульса на управляющем электроде нужно тиристор в цепи переменного тока будет пропускать только положительную полуволну.

Симистор может пропускать ток в обоих направлениях, но так как он состоит из двух тиристоров подключенных навстречу друг другу.

Управляющие импульсы по полярности для каждого из внутренних тиристоров должны соответствовать полярности соответствующей полуволны, только при выполнении такого условия через симистор будет протекать переменный ток.

На практике такая схема реализована в распространенном симисторном регуляторе мощности. Как я уже сказал микроконтроллер выдает сигнал только одной полярности, для того чтобы согласовать сигналу нужно использовать драйвер построенный на оптосимисторе. Таким образом, сигнал включает внутренний светодиод оптопары, она открывает симистор, который и подает управляющий сигнал на силовой симистор T1. Zero crossing circuit — цепь детектора перехода фазы через ноль.

Нужна для реализации разного рода симисторных регуляторов на микроконтроллере. Если схема и без оптодрайвера, где согласование организовано через диодный мост, но в ней, в отличие от предыдущего варианта нет гальванической развязки.

Это значит, что при первом же скачке напряжения мост может пробить и высокое напряжение окажется на выводе микроконтроллера, а это плохо. Для управления реле с Ардуино нужно использовать дополнительный транзистор для усиления тока. Обратите внимание, использован биполярный транзистор обратной проводимости NPN-структура , это может быть отечественный КТ всеми любимый и всем известный.

Диод нужен для гашения всплесков ЭДС самоиндукции в индуктивности, это нужно чтобы транзистор не вышел из строя от высокого приложенного напряжения. А при закрытии транзистора снятии управляющего импульса энергии магнитного поля накопленной в катушке реле необходимо куда-то деваться, поэтому и устанавливают обратный диод.

Такую схему можно собрать своими руками, что значительно дешевле, плюс вы можете использовать реле, рассчитанное на любое постоянное напряжение. На фото изображен самодельный шилд, кстати, в нем использованы для усиления тока КТГ, а ниже вы видите такой же шилд заводского исполнения:.

Это 4-канальные шилды, то есть вы можете включать целых четыре линии В. Подробно о шилдах и реле мы уже выкладывали статью на сайте — Полезные шилды для Ардуино. Схема подключения нагрузки на напряжении В к Ардуино через реле:. Безопасное управление нагрузкой переменного тока подразумевает прежде всего безопасность для микроконтроллера вся описанная выше информация справедлива для любого микроконтроллера, а не только платы Ардуино.

Главная задача — обеспечить нужные напряжение и ток для управления симистором или реле и гальваническая развязка цепей управления и силовой цепи переменного тока. Кроме безопасности для микроконтроллера, таким образом, вы подстраховываете себя, чтобы при обслуживании не получить электротравму.

Эти схемы можно использовать и для управления мощными пускателями и контакторами. Симисторы и реле в таком случае выступают в роли промежуточного усилителя и согласователя сигналов. На мощных коммутационных приборах большие токи управления катушкой и зависят непосредственно от мощности контактора или пускателя. Для управления мощной нагрузкой через Андуино или любой другой микроконтроллер, в одной из статей я использовал реле модули, построенные на электромеханическом реле.

При очень частом срабатывании механических контактов, они могут изнашиваться, тем самым влиять на работу того устройства, в котором применяется данное реле. Что бы избавится от этого недостатка, можно использовать твердотельное реле, в котором нет механических контактов. На практике подобные заводские реле стоят дорого, поэтому попробуем собрать самодельное твердотельные реле, на основе симистора, которым будем управлять мощной нагрузкой через Ардуино.

Помимо отсутствия механических контактов, твердотельное реле имеет ещё ряд преимуществ: — Имеют меньшие габариты; — Высокая скорость переключения; — Бесшумность — поскольку нет движущихся механических контактов, реле не создаёт звукового шума; — При переключении нет скачка напряжения и не возникают радиопомехи; — Отсутствие искры между контактами позволяет использовать этот тип реле во взрыво- и пожаро- опасном окружении.

Заводское твердотельное реле стоит дороже электромеханического, что затрудняет использовать его в радиолюбительских конструкциях. Поскольку в основе твердотельных реле лежат полупроводниковые технологии, нагрузка в которых коммутируется с помощью симистора или полевого транзистора, ничего не мешает нам построить подобное самодельное реле. В приведённом ниже примере попробуем собрать твердотельные реле на основе симистора.

Симистор это такой полупроводниковый прибор, который позволяет управлять мощной нагрузкой в цепях переменного тока. Обычно используется при коммутации электродвигателей, ламп накаливания и нагревательных элементов. Другое название этого прибора — триак или симмертичный триодный тиристор.

В своём примете в качестве мощной нагрузки я буду использовать лампочку на В. Симистор подойдёт любой, рассчитанный на напряжении более В и необходимый ток коммутации нагрузки. Первая цифра в маркировке симисторов этого производителя обозначает ток, а вторая напряжение коммутации. Стоит так же обратить внимание что у некоторых симисторов центральный вывод и подложка радиатора будут соединены, а значит на подложке будет присутствовать высокое напряжение, которое так же будет и на радиаторе охлаждения.

Такие симисторы имеют маркировку BTB. У симисторов с маркировкой BTA подложка изолирована от высокого напряжения. Управляемые выводы Т1 и Т2 могут так же обозначаться как А1 и А2 могут проводить ток в оба направления. В закрытом состоянии между выводами отсутствует проводимость.

Для возникновения проводимости необходимо на управляющий электрод G gate подать управляющий ток. Что бы защитить микроконтроллер в данном случае Ардуино от высокого напряжения нагрузки, нужно организовать гальваническую развязку.

Для этих целей применяются оптосимисторы, которые выдерживают напряжения до 7,5кВ, между микроконтроллером и нагрузкой.

Подойдёт любой оптосимистор со схемой детектора нуля. Схема детектора нуля позволяет открывать и закрывать симистор, когда синусоида будет проходить через нуль. Применение оптосимисторов со схемой детектора нуля удобно использовать если требуется только включать или отключать нагрузку. Если необходим фазовый регулятор, например для изменения оборотов электродвигателя или управлять яркостью лампы, лучше применять оптосимистор без схемы детектора нуля, такие как MOC — MOC В своих примерах я использую MOC, его внешний вид и обозначение с выводами.

Схема твердотельного реле на симисторе это типичная схема подключения, взятая из даташита MOC Uпит — напряжение, которое будет использоваться для питания светодиода.

Поскольку я буду управлять схемой от 5-вольтовой Ардуино, на её выводе будет присутствовать логическая единица с напряжением 5 вольт. Uled — падение напряжения на светодиоде оптосимистора. Берём ближайший номинал, с округлением в большую сторону, выходит Ом. Для того что бы как то наблюдать за наличием логической единицы, можно добавить индикаторный светодиод. Если у вас будет использоваться Ардуино или другой микроконтроллер с логическими уровняли 3,3 В, номинал R1 пересчитываете для своего случая.

Связка R4-C1 снижает скорость нарастания напряжения на симисторе. Конденсатор C1 на 0,01 мкФ должен быть плёночным на В.

Mощный ключ постоянного тока на полевом транзисторе

Потому что выходы микроконтроллера:. Из этого следует, что для управления с помощью микроконтроллера мощной нагрузкой необходимо применять какие-то хитрые способы сопряжения выходов микроконтроллера с нагрузкой. Этих способов несколько:. Более подробно эти виды подключения будут рассмотрены в соответствующих статьях. А здесь я буду говорить только о достоинствах и недостатках этих способов. Итак, один из наиболее простых способов — это подключение через оптрон фотосемистор, фототиристор и т.

Там по схеме подаётся вольт. А на управляющем должно быть 5. Вот и надо чтобы лишние вольт на резисторе в тепло.

Виды управления

Симисторы очень удобны для систем ключевого регулирования в цепях переменного тока. Как следствие, они практически вытеснили тиристоры из бытовой техники стиральные машины, пылесосы и т. У симистора нет анода и катода. Симистор, в зависимости от конструкции, может открываться как положительными, так и отрицательными импульсами на выводе УЭ. Ветви ВАХ симметричные, поэтому ток через силовые электроды может быть и втекающим, и вытекающим. Итого, различают четыре режима работы в квадрантах 1…4 Рис. Первыми были разработаны четырёх квадрантные симисторы или, по-другому, 4Q-TpnaKM.

Управление мощной нагрузкой

Ключи на полевых транзисторах широко используются для коммутации различных нагрузок, как маломощных с низким питающим напряжением, так и потребляющих десятки ампер от сети в сотни вольт. В связи с этим возникает необходимость защиты, как самого ключа, так и схемы его управления от аварийных ситуаций. Этот ключ предназначен для коммутации активной нагрузки в цепи переменного тока. Он имеет оптическую развязку с управляющей схемой, и его схема содержит два КМОП транзистора. На рисунке 1 приведена схема ключа постоянного тока на КМОП транзисторе с гальванической развязкой и защитой от превышения тока нагрузки.

By den1ss , July 15, in Промышленная электроника. Возникла задача управления нагрузкой 30А однофазные В 50Гц.

Оптосимистор: параметры и схемы подключения. Симистор схема включения

Иногда нужно слабым сигналом с микроконтроллера включить мощную нагрузку, например лампу в комнате. Особенно эта проблема актуальна перед разработчиками умного дома. Первое что приходит на ум — реле. В самом деле, реле это же сплошной гемор. Во первых они дорогие, во вторых, чтобы запитать обмотку реле нужен усиливающий транзистор, так как слабая ножка микроконтроллера не способна на такой подвиг. Ну, а в третьих, любое реле это весьма громоздкая конструкция, особенно если это силовое реле, расчитанное на большой ток.

Как сделать самому слаботочное реле на 1.2 вольта

Ширина модального окна задана в процентах, в зависимости от ширины родительского контейнера, в данном примере это фон затемнения. Предусмотрена возможность использования встроенных миниатюр, разположенных слева или справа, в отдельном div-контейнере с выделенным классом. Простейшая анимация появления с помощью изменения свойсва прозрачности opacity от 0 к 1. В самом деле, реле это же сплошной гемор. Во первых они дорогие, во вторых, чтобы запитать обмотку реле нужен усиливающий транзистор, так как слабая ножка микроконтроллера не способна на такой подвиг. Ну, а в третьих, любое реле это весьма громоздкая конструкция, особенно если это силовое реле, расчитанное на большой ток.

Транзисторный ключ на IGBT. Управление нагрузкой переменного тока. Тиристорный ключ. Симисторный ключ. Универсальный метод.

Силовой ключ (5 А; 24 В) на полевом транзисторе (IRF520 MOSFET) для Arduino

При автоматизации дома или квартиры необходимо управлять электрическими приборами работающими от напряжения вольт. К сожалению контроллер arduino не может коммутировать такое большое напряжение на прямую. Необходим посредник.

Primary Menu

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Управление мощной нагрузкой постоянного тока

В самом деле, реле это же сплошной гемор. Во первых они дорогие, во вторых, чтобы запитать обмотку реле нужен усиливающий транзистор, так как слабая ножка микроконтроллера не способна на такой подвиг. Ну, а в третьих, любое реле это весьма громоздкая конструкция, особенно если это силовое реле, расчитанное на большой ток. Если речь идет о переменном токе, то лучше использовать симисторы или тиристоры. Что это такое? А сейчас расскажу.

Все знают, что выводы Arduino способны подавать напряжение в 3,3В или в 5В на подключенные к ним модули или датчики.

Управление мощной нагрузкой постоянного тока

Спрашивал на форуме easyelectronics, полного ответа я не получил Чуть грязь или не аккуратная пайка — закоротит. Я любитель, не профи. Недавно выписал тиристоры и оптодрайверы. Хочу поиграть с управлением мощностью нагревателя. Буду ставить обычные резисторы на полватта.

Виды управления

На практике часто возникает необходимость управлять при помощи цифровой схемы например, микроконтроллера каким-то мощным электрическим прибором. Это может быть мощный светодиод, потребляющий большой ток, или прибор, питающийся от электрической сети. Рассмотрим типовые решения этой задачи. Будем считать, что нам нужно только включать или выключать нагрузку с низкой частотой.

Все, что вам нужно знать о контроллерах нагрузки в домашних условиях

Контроллеры нагрузки становятся все более популярными, поскольку они являются эффективным способом принудительного обеспечения того, чтобы потребление энергии не превышало определенного значения в любой момент времени. Потребители энергии SRP и APS, которые рассматривали солнечную энергию или имеют солнечную энергию, были особенно осведомлены о контроллере нагрузки компаниями, продающими и устанавливающими солнечную энергию. Более чем когда-либо он стал неотъемлемой частью солнечной системы установщика. Прежде чем мы перейдем к солнечному аспекту, давайте сделаем шаг назад и рассмотрим основы того, что такое контроллер нагрузки, а также его плюсы и минусы.

---

​Существуют три способа снизить энергопотребление дома

Солнечная энергия

​Производите сами, используя солнечную энергию. Не забудьте сначала уменьшить, прежде чем производить.

Энергоэффективность

​Использование меньшего количества энергии при одновременном повышении энергоэффективности связано с устранением потерь благодаря многим предложениям, которые мы делаем в наших энергоаудитах: герметизация воздуховодов, правильное добавление дополнительной изоляции и покупка более эффективного кондиционера. Это обновления, которые не меняют ваш образ жизни, а вместо этого работают за кулисами, чтобы снизить ваши счета за электроэнергию.

Энергосбережение

Энергосбережение заключается в том, чтобы надевать свитер зимой, а не повышать температуру на термостате, переходить на шорты и футболку летом, а не понижать температуру на термостате летом, или выключать потолочные вентиляторы, чтобы комнаты, которые не используются. Это изменения образа жизни.

​Сегодня мы говорим о методе №3: энергосбережение за счет контроллеров нагрузки.

Что такое контроллер нагрузки?

Контроллер нагрузки — это устройство, которое ограничивает потребление электроэнергии домом одновременно. Они подключаются непосредственно к вашему электрическому щиту и ограничивают количество электроэнергии, которое может потреблять ваш дом за один раз. Допустим, в Фениксе середина лета в 17:00, и ваш кондиционер работает на полную мощность, ваш телевизор включен, вы начинаете готовить ужин в электрической духовке и запускаете горячую воду, включаете электрический водонагреватель. Все эти нагрузки, работающие одновременно, будут посылать контроллеру нагрузки сигнал о том, что ваша потребляемая мощность превышает рейтинг контроллера нагрузки, и контроллер нагрузки начнет сбрасывать нагрузки и отключать ваши приборы и кондиционеры, чтобы выровнять использование. Я понимаю, что это может сразу оттолкнуть домовладельцев, и да, я тоже был ошеломлен этой мыслью.
Я подумал: «Зачем мне нужен контроллер нагрузки, отключающий мой кондиционер в самое жаркое время дня? Вот и вся причина, по которой у меня есть кондиционер! Как будто меня заставляют держать термостат на 84 градусах, принимать холодный душ (не то, чтобы у нас в Аризоне летом была холодная вода), ходить в шортах и ​​футболке и потеть до упаду! ДА! Я хочу иметь возможность готовить в 18:00, когда я прихожу домой с работы, не отключая духовку во время приготовления. Контроллер нагрузки? Нет, спасибо. Вы можете вернуть этот контроллер нагрузки!»

---

Контроллеры нагрузки в домах APS и SRP

Глядя на контроллеры нагрузки с другой точки зрения, с точки зрения APS или SRP, они — находка. Одной из основных проблем APS и SRP является обеспечение потребности в энергии во время пикового спроса. В середине лета пик спроса — это когда все приходят домой, включают кондиционер, начинают готовить, мыть посуду и заниматься своими обычными делами. Нагрузка на электрическую сеть резко возрастает до предела. Это заставляет APS беспокоиться о том, что им придется построить еще одну электростанцию, которая стоит больших денег и простаивает более половины времени, потому что она используется только во время пикового спроса, как и многие другие ее электростанции. С точки зрения коммунального предприятия, зачем тратить деньги на строительство еще одной электростанции, если мы можем заставить наших конечных пользователей сократить свое потребление за счет энергоэффективности, солнечных батарей и контроллеров нагрузки, а затем взимать с клиентов гораздо больше за использование энергии в часы пик. Контроллеры нагрузки выравнивают пиковый спрос со стороны домов, чтобы они больше не видели огромных всплесков.

Вот почему APS радикально меняет свои тарифы, чтобы взимать с клиентов гораздо больше за использование энергии в пиковые часы. На сколько больше? APS уже повысила тарифы на электроэнергию на 44% в часы пик и на 72% в непиковые периоды! С этим новым изменением тарифа все 4 миллиона клиентов APS увидят увеличение своих счетов за электроэнергию, даже если их потребление энергии останется прежним. У SRP есть часы пик с 13:00 до 20:00 в летнее время, и она ввела плату за спрос для потребителей солнечной энергии, когда они смотрят на 30-минутные приращения и прибивают вас к другой плате, если ваша нагрузка превышает 7 кВт. См. таблицу ниже, чтобы понять, насколько на самом деле мало 7 кВт нагрузки.

Сколько энергии потребляют мои приборы и переменный ток?

Нажмите, чтобы читать дальше.

• Водонагреватель: 4,5 кВт
• Электрическая сушилка: 5,6 кВт
• Духовка: 3,4 кВт
• Плита: 1,5 кВт/горелка
• Водяной насос для бассейна: 2 кВт
• 5-тонный тепловой насос 2 SEER 4 тонны 8 кВт
• 5-тонный тепловой насос 15-летней давности: 11 кВт
• 3-тонный тепловой насос: 5,6 кВт (1,6 кВт/т)

Контроллеры нагрузки экономят деньги?

Контроллер спроса полезен не только для коммунальной компании, но и для вашего кошелька (но вы должны спросить себя, готовы ли вы отключить кондиционер в самое жаркое время дня летом). ). APS оценивает в среднем 49 долларов.в месяц экономии энергии можно было бы достичь с помощью контроллера нагрузки. Поскольку APS и SRP взимают надбавку за электроэнергию, используемую в часы пик, иногда более чем в два раза превышающую обычную норму использования, контроллер нагрузки будет ограничивать количество энергии, используемой в доме за один раз, гарантируя, что ваш дом не будет потреблять много энергии. энергии в часы пик.

В прошлом мы выступали за использование сверхкрутого подхода в сочетании с повышением энергоэффективности, которое мы рекомендуем во время энергоаудита. Идея суперохлаждения вашего дома заключается в том, чтобы использовать как можно меньше энергии в часы пик, опуская термостат до 72 градусов летом за несколько часов до начала часов пик. Тогда предположим, что ваши часы пик начинаются в 13:00, поэтому вы запрограммируете свой термостат на повышение температуры до 86 градусов с 13:00 до 18:00 или когда ваши часы пик закончатся. Также разумно поставить таймер водонагревателя на электрический водонагреватель и отключить водонагреватель с 13 до 18 часов. Объедините это с хорошо герметизированным и изолированным домом, и весь этот холодный воздух будет оставаться внутри намного дольше, чем в негерметичном, неизолированном доме. Вы можете ожидать высоких счетов за электроэнергию в размере около 100 долларов за 1000 кв. футов. Однако с новой структурой тарифов APS стоимость энергии в непиковые часы также увеличивается, когда она не делает суперохлаждение вашего дома столь эффективным, потому что мощность не дешево в любое время суток. Клиенты SRP по-прежнему могут воспользоваться суперохлаждением дома, но лучшее, что могут сделать клиенты APS, — это убедиться, что дом максимально герметизирован и изолирован.​

Что такое интеллектуальный контроллер нагрузки?

Интеллектуальный контроллер нагрузки будет знать, какие приборы он выключает, и различать нагрузки, поступающие от солнечной энергии, обеспечивающей питание контроллера нагрузки, и нагрузки, потребляемые от контроллера нагрузки. Как правило, контроллер нагрузки подключается к кондиционеру, сушилке, водонагревателю и плите. Интеллектуальный контроллер нагрузки может сначала отключить водонагреватель (второй по величине потребитель энергии в доме), пытаясь остаться незамеченным. Интеллектуальные контроллеры нагрузки должны быть запрограммированы с учетом образа жизни и привычек каждого домохозяйства. После того, как в доме установлен контроллер нагрузки, домовладельцам, как правило, все равно приходится вносить некоторые коррективы в настройки своих термостатов, насосов для бассейна, когда и что они готовят и когда стирают.

Существуют ли альтернативы контроллерам нагрузки?

Да, для потребителей солнечной энергии технология аккумуляторов достаточно продвинулась, чтобы сделать их жизнеспособной альтернативой контроллерам нагрузки. Аккумуляторы LG и Tesla могут аккумулировать энергию от солнечной энергии и обеспечивать дома альтернативным источником энергии в часы пик, чтобы помочь уменьшить спрос в часы пик или после захода солнца. Аккумуляторы для всего дома обычно связаны с солнечной энергией и заряжаются от солнечной энергии. Технология приближается к тому, чтобы они обеспечивали часть спроса на энергию в наших домах.

Вредны ли контроллеры нагрузки для кондиционеров?

Не по своей природе, но они могут быть очень легко подключены неправильно и вызвать всевозможные проблемы. Предположим, что большинство компаний, которые устанавливают контроллеры нагрузки, являются солнечными компаниями. Они знают солнечную энергию и работают с ней каждый день, но они не работают с кондиционерами каждый день. В этом кроется потенциальная проблема. Средняя система HVAC с каждым годом становится все сложнее, и тенденции не собираются останавливаться. Подобно тому, как двигатель автомобиля раньше был чем-то, над чем мог работать каждый, теперь, когда вы открываете капот нового автомобиля, все механические компоненты скрыты за всевозможной электроникой, для работы которой требуется больше, чем свеча и молитва. на. Кондиционеры следуют той же тенденции.

В системах с регулируемой скоростью Trane требуется только 3 провода: один для питания, один для общего и один для данных. Провод данных теперь управляет всем, начиная от вентилятора и заканчивая потоком хладагента и изменением производительности компрессора с шагом 1/10. Можете ли вы представить, что должно происходить в голове технического специалиста, когда он открывает плату управления, чтобы подключить контроллер нагрузки, и обнаруживает плату, похожую на что-то из «Звездного пути», с мигающими светодиодными индикаторами и отсутствием проводов компрессора Y1 или вентилятора G? В этот момент он может либо вызвать кавалерию и получить помощь, либо выстрелить в темноте и, подобно герою, в самый последний момент перерезав проволоку бомбы, просто закрыть глаза и молиться, чтобы она не взорвалась. Видели ли мы это раньше? Да, на самом деле у нас есть, но не совсем так, как в сценарии выше, это было с термостатом Nest, который постоянно срабатывал и отключался, потому что тот, кто подключил контроллер нагрузки, неправильно соединил свои провода.

Плюсы и минусы контроллеров нагрузки

С контроллером нагрузки, установленным почти на каждой системе солнечных панелей в домах SRP, и с новой структурой тарифов APS домовладельцы Аризоны вынуждены изменить то, как они используют энергию, иначе они будут платить значительно больше на свои счета за электроэнергию. Один из способов сделать это с помощью контроллера нагрузки. Мы выступаем за контроллеры нагрузки по требованию как способ уменьшить ваши счета за электроэнергию, но есть недостатки, которые домовладельцы должны учитывать в таблице ниже. Green ID поможет вам решить, подходит ли контроллер нагрузки для вашего дома.

Мощный модифицированный синусоидальный инвертор мощностью 5000 Вт для тяжелых условий эксплуатации 12 В постоянного тока в 120 В переменного тока с ЖК-дисплеем 4 розетки переменного тока Двойные USB-порты и пульт дистанционного управления для грузовиков, жилых домов и аварийных служб: автомобильный

4,5 из 5 звезд 1,461 рейтинг

Amazon’s Choice предлагает товары с высокими оценками и выгодными ценами, доступные для немедленной отправки.

Выбор Amazon в силовых инверторах от Giandel

В настоящее время недоступен.
Мы не знаем, когда и будет ли этот товар снова в наличии.

Размер: Инвертор мощности 5000 Вт

Информация о продукте

Торговая марка	Giandel
Power Source	DC 12V 400AH or up batteries are recommended
Color	Silver
Item Dimensions LxWxH	19. 5 x 7.87 x 6.69 inches
Total Power Outlets	6
Входное напряжение	12 Вольт

Подходит для вашего .

• Убедитесь, что он подходит, введя номер модели.
• Модифицированный синусоидальный инвертор Giandel мощностью 5000 Вт для тяжелых условий эксплуатации преобразует 12 В постоянного тока в 110–120 В переменного тока. Модернизированная версия с проводными разъемами обеспечивает непрерывную мощность 5000 Вт, оснащена 4 розетками переменного тока, одной клеммной колодкой Harward для нагрузки 1500–5000 Вт и ЖК-дисплеем, 2×2. Порт USB 4A, с пультом дистанционного управления и четырьмя парами прочных кабелей. Продукт можно использовать для питания максимальной нагрузки 5000 Вт, но он не включает индукционную печь из-за совместимости. Ответственность за качество продукции покрывается AIG.
• Оснащен пультом дистанционного управления и ЖК-дисплеем. Пульт дистанционного управления более удобен для включения/выключения инвертора и просмотра уровня заряда батареи. ЖК-дисплей инвертора поможет вам легко проверить напряжение батареи, напряжение переменного тока и причину защиты инвертора.
• Изолированная конструкция входа и выхода, большой и прочный корпус из алюминиевого сплава обеспечивает улучшенную защиту от падений и ударов. Интеллектуальный охлаждающий вентилятор помогает снизить нагрев и предотвращает нехватку. Подключите инвертор к группе аккумуляторов 500 Ач или выше 12 В, чтобы включить большую нагрузку, чтобы убедиться, что он может работать дольше.
• Полная защита безопасности: перенапряжение, низкое напряжение, перегрузка, короткое замыкание, защита от перегрева. Изолированный дизайн ввода и вывода, технология с низким уровнем помех, более безопасная. Страхование ответственности за качество продукции, покрываемое AIG.
• Что вы получаете: 1 * новый инвертор мощности GIANDEL 5000 Вт, 4 пары кабелей 4 AWG, 1 * пульт дистанционного управления, 1 * руководство пользователя, 18-месячное обслуживание клиентов.