Устройство защиты аппаратуры от аномального напряжения сети 220 В - Защита и контроль - Микроконтроллеры - Каталог статей - Собери свою радиосхему! Сайт радиолюбителей.
Собери свою радиосхему!
Воскресенье, 04.12.2016, 02:53 Приветствую Вас Гость

Чебоксары

Главная | Регистрация | Вход | RSS

Каталог статей

Главная » Статьи » Микроконтроллеры » Защита и контроль

Устройство защиты аппаратуры от аномального напряжения сети 220 В
.

При этом в сети некоторое время может действовать напряжение до 380 В. То есть электроприборы замыкают на себя фазное напряжение 380 В. Включенные лампочки лопаются, а все остальные радиоэлектронные устройства выходят из строя. Наиболее вероятно такое как в сельской Местности (на даче), так и в городе. В летнее время источниками аномальных перенапряжений служат разряды молний. Стоящие на сетевом вводе в квартиру плавкие предохранители или электромеханические автоматы (относятся к простейшим автоматам защиты) срабатывают только при превышении заданного тока (обычно при коротком замыкании в цепи). А ток в цепях значительно возрастает уже в случае повреждения электроприборов и радиоаппаратуры. Исходя из вышеизложенного, само собой напрашивается устройство, которое могло бы надежно защитить электронную технику от преждевременного выхода из строя.




Перечислим особенности, которыми устройство должно обладать:

• возможностью отслеживания аномального напряжения в сети переменного тока 220 В как на завышение, так и на занижение;
• достаточным быстродействием отключения защищаемой нагрузки;
• возможностью перестройки устройства на другие диапазоны напряжений без вольтметра, либо других дополнительных устройств;
• постоянный мониторинг напряжения сети и отображения результатов на индикатор;
• регулировкой точности показаний прибора, которая должна производиться программно;
• достаточной полезной мощностью для условий эксплуатации;
• малым энергопотреблением;
• помехозащищенностью;
• автоматическим отключением и включением защищаемой нагрузки;
• стабильностью и точностью настроек;
• простотой при настройке и работе автомата защиты;
• современной элементной базой;
• минимальным количеством элементов в схеме;
• современным дизайном и малыми массово-габаритными характеристиками;
• доступной ценой.



Схема устройства представлена ниже:



Несколько слов об элементах устройства.

RU1, С1, L1, С2 - стандартный сетевой помехоподав-ляющий фильтр, позволяющий отсеять сетевые помехи и повысить точность измеряемого напряжения.
Варистор RU1 (20К391 или 20К430) защищает нагрузку от кратковременных перенапряжений и импульсных высоковольтных помех.
Измеряемое сетевое напряжение через делитель R1, R4, R5 поступает на вход АЦП (23 вывод DA1). Стабилитрон VD2 выполняет защитные функции и ограничивает входное напряжении на уровне 4,7 В. Выпрямительный мост VD1 пропускает на измерительный вход микроконтроллера только положительную часть поделенного сетевого напряжения.

Кнопки "Режим", "+", "-" подключены также без токоограничительных резисторов непосредственно к пятому, шестому и седьмому разрядам порта РО микроконтроллера. К нулевому и первому разряду порта РО подключен двуцветный светодиод V07 (красный -зеленый), сигнализирующий о режиме работы автомата защиты. Зеленый - нагрузка подключена к сети, красный - отключена. Подключив последовательно со светодиодами оптореле (оптосимистор, управляющий мощным симистором), можно при необходимости легко увеличить функциональность устройства.
В состав бестрансформаторного БП входят следующие элементы: СЗ, R3, VD1, VS1, R7, VD5, VD4.
Надо отметить, что элементы СЗ, R3, VD1, VS1, а также входной помехоподавляющий фильтр должны выдерживать переменное напряжение 380 В.
Использование в качестве силового элемента (стабилизирующего 9 В) тиристора VS1 позволило создать надежный и эффективный БП, работающий в широких интервалах сетевого напряжения 120...380 В.
Микроконтроллер ATmega8 может быть заменен на более дешевый микроконтроллер ATmega8L, являющийся облегченной версией. В данном устройстве используется встроенный в ATmega8 RC-генера-тор, настроенный на частоту 8 МГц.
В качестве устройства отображения информации применен трехразрядный семисегментный светодиодный индикатор с общим катодом, работающий в режиме динамической индикации. Сегменты индикатора подключаются непосредственно к порту РВ микроконтроллера без токоограничительных резисторов, что стало возможно при использовании микроконтроллера семейства ATmega: Эти микроконтроллеры обладают портами ввода - вывода с повышенной нагрузочной способностью (до 20 мА на каждом выводе).



Принцип работы автомата защиты основан на прямом измерении амплитудного значения сетевого напряжения в течение положительного полупериода, пересчетом его в действующее напряжение и выводом результата измерения на индикатор. Основой автомата защиты является микроконтроллер АTmega фирмы Atmel, имеющий встроенный десятиразрядный АЦП. ' Автомат управляется тремя кнопками.


Кнопкой "Режим" выбирают поочередно один из четырех режимов:

• верхний предел срабатывания (в вольтах);
• нижний предел срабатывания (в вольтах);
• задержка времени на включение (в секундах);
• поправочный коэффициент.
Кнопкой V увеличивают значение изменяемой величины на единицу.
Кнопкой "-" уменьшают значение изменяемой величины на единицу.
В работе программы микроконтроллера используются три прерывания:
• прерывание 1, срабатывает по переднему фронту прямоугольного импульса на входе PD2 (INTO), синхронизирует генератор 5 мс с частотой сети;
• прерывание 2, срабатывает по переполнению таймера 1 и необходимо для отсчета интервалов времени 5 мс (это время, равное четверти периода частоты сетевого напряжения, необходимо для привязки включения модуля АЦП к вершине синусоиды);
• прерывание 3 возникает по окончанию измерения напряжения встроенным модулем АЦП микроконтроллера.

Если сетевое напряжение выходит за установленные пределы, то микрогантроллер подает команду, срабатывает реле и нагрузка отключается от сети. Микроконтроллер продолжает измерение сетевого напряжения. Если напряжение пришло в норму, то произойдет отсчет временного интервала на задержку включения нагрузки. Задержка времени на подключение нагрузки может быть установлена пользователем в диапазоне от 1 секунды до 10 минут. Следует отметить, что задержки на включение продолжительностью 8... 10 мин.


Наладка

Налаживание и работа с устройством сводится к вхождением в соответствующие режимы с помощью кн. "Режим". Нажатие этой кнопки позволяет входить в режим установки нижнего и верхнего предела срабатывания устройства защиты, установки поправочного коэффициента (режим "tun"), а также установки задержка времени на включение (в секундах). Изменение выбранных величин производится кнопками "+" и Щ режиме установки максимального и минимального значения измерение напряжения не производится. > Установка необходимого коэффициента "tun"/flaeT возможность изменить индицируемую величину измеренного сетевого напряжения в широких пределах. Это позволило отказаться от точного подбора резистивного делителя на входе АЦП микроконтроллера. При установке этого коэффициента необходимо добиться совпадения показаний на индикаторе автомата защи- ты с показаниями эталонного вольтметра переменного тока.

При возникновении аварийной ситуации реле К1 отключит нагрузку размыканием контактов К1.1. Светодиод VD7 светиться красным светом, а светодиодный индикатор (LED DISPLAY) будет-показывать измеряемое напряжение. После пропадания аварийной ситуаций и окончании времени задержки на включение сработает реле, нагрузка будет опять подключена к сети, свеТодиод засветится зеленым светом.

Работу настроенного автомата можно проверить при помощи автотрансформатора ЛАТР или любого другого трансформатора, имеющего большое число отводов от сетевой обмотки и позволяющего изменять в широких пределах подаваемое на устройство защиты напряжение сети.

Фьюзы нужно установить следующие: CKSEL0=CKSEL1=CKSEL3=SUT0=SUT1=BODLEVEL=BODEN=WDTON=0. Остальные фьюзы и биты защиты =1 т.е. их не программируем, в PonyProg галочки отсутствуют.

Радиолюбитель №4 2007

Скачать файлы прошивки.
Скачать схему в большем разрешении.
Скачать проект в протеусе.

Категория: Защита и контроль | Добавил: Advanced (23.03.2012)
Просмотров: 10292 | Комментарии: 5 | Теги: ATmega8 | Рейтинг: 3.7/3
Всего комментариев: 5
4  
Уважаемый автор а плату посмотреть можно?

5  
так нету платы, в файлах нету. смотрите ссылку, на журнал, возможно там есть

3  
любое на 12вольт

2  
есть фотки?

1  
Собрал эту схему ,все работает сразу.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа
Логин:
Пароль:
Категории раздела
Источники питания и приборы
Охрана и контроль доступа
Измерительные устройства
Часы, таймеры, счетчики
Световые эффекты
Защита и контроль
Для начинающих
Разное
BASCOM AVR
Информация по МК, FAQ
Поиск
Наш опрос
На каком МК AVR вы больше собрали схем?
Всего ответов: 250

Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
у нас тут все на bascom)

Подавляющее количество часов на Atmega8 выполнены с использо...

В чем тогда может быть причина, что у меня показывает лишь в...

Рейтинг@Mail.ru