Беcпомеховый регулятор нагревателя

Какой радиолюбитель не любит ̶б̶ы̶с̶т̶р̶о̶й̶ ̶е̶з̶д̶ы̶ утюжить платы? (хотя с развитием сервиса таких становится все больше..)
А так как я обожаю слушать музыку по радио и терпеть не могу помехи приему, решил сделать беcпомеховый регулятор мощности для моего утюга. В отличие от фазового метода, он не «отрезает» куски от синусоиды сетевого напряжения, а пропускает или не пропускает целые периоды. В качестве платформы я взял самый маленький и дешевый контроллер с АЦП на борту — PIC10F222.
Работает регулятор мощности очень просто: с помощью АЦП контроллер следит за положением движка переменного резистора и пропорционально установленному уровню пропускает на нагревательный элемент количество периодов. Переключения происходят в момент пересечения нуля, поэтому помех коммутации в сети не создается.

Всего используется 32 уровня мощности, что вполне достаточно для управления нагревом любого достаточно инерционного нагревателя, от паяльника до утюга.
Для регулировки яркости ламп такой регулятор не подойдет — лампа будет мигать.
У меня «утюг для плат» небольшой — 400Вт всего. Поэтому для него вполне достаточно симистора ВТ134. Если Вы будете управлять бОльшей нагрузкой, то симистор следует взять побольше, например ВТ137, возможно понадобится небольшой радиатор.

Схема беспомехового регулятора мощности

Прошивка и файл платы сохранены тут.

15 thoughts on “Беcпомеховый регулятор нагревателя

  1. С возвращением к свободной жизни, Эдди!
    Вопросы по регулятору: при выкручивании движка P1 вниз, мощность падает до нуля или остаётся на уровне 1 периода? Я в том плане, можно ли полностью снять мощность с нагрузки без выключателя.
    Тиристор включается на оба полупериода или может быть постоянная составляющая? К примеру мощность 1 ступень будет давать всегда постоянный ток, который достаточно существенный при утюге 2 кВт (это если нужно получить самый маленький подогрев).
    Спасибо!

  2. Спасибо 🙂
    На минимальной мощности выключения нет. Я подумал, что незачем держать в розетке регулятор, если не регулировать. На единичке будет пропускать одну полную волну, и положительную и отрицательную половинки.

  3. Добрый день, Эдуард.
    Спасибо вам за ваши разработки. У меня неплохо работают Питон и определитель кз катушек. Если не трудно объясните работу цепи R4-R1-D2-D4. По идее, это питание ПИКа, но цепь кажется бесполезной.

  4. Доброго дня, Святослав
    Цепь не бесполезная — я очень не люблю бесполезные детали в схемах. 🙂
    R4 ограничивает ток при импульсных помехах в сети и бережет диоды от сгорания если воткнуть в розетку устройство при максимуме напряжения синусоиды. А R1 разряжает конденсатор при отключении из сети. Если его не ставить, будете получать удары током от отключенной от сети вилки. Неприятно..
    D2-D4 вместе с диодами внутри контроллера образуют выпрямитель питания. И всё. 🙂

  5. Здравствуйте, Eddy!
    Парочка вопросов по регулятору.
    1. Хочу подключить его не к сети 220, а к трансформатору на 40 вольт. Нужно ли менять номиналы элементов? Какие?
    2. Есть контроллер PIC10F322 можно ли в него залить прошивку?
    Спасибо.

  6. Доброго дня
    Начну с плохого — прошивка в PIC10F322 работать не будет (очень камни разные)
    Для коррекции схемы надо будет увеличить номинал С1 примерно до 470нФ. Остальные элементы схемы должны работать без коррекции.

  7. Доброго дня! А нельзя ли добавить опцию «плавный пуск» до значения установленого подстроечником. Да еще бы чтобы можно было включать в разрыв нагрузки.

    1. Доброго дня.
      К сожалению, в данной реализации плавный пуск затруднен — это не фазовый регулятор. Этот считает полуволны сетевого напряжения и пропускает пачками. Т.е. управлять чем-то вроде лампочки или электродвигателя не получится. Только нагревательные приборы.

  8. Уважаемый Эдуард,есть вопрос по вашей конструкции расположенной на старом сайте,где его задать?
    На этом сайте нет никакой связи с вами. Конкретней по Автовключатель освещения с датчиком-микрофоном

  9. «Не верю!» 🙂
    Связь исправно работает. И там на каждой страничке внизу есть линк для писем. Плюс на каждой страничке и там и тут ссылка на страницу поддержки в Фейсбуке (самый быстрый способ связи).
    Так что всё работает, всегда отвечаю.
    🙂

  10. Здравствуйте, Эдуард. Очень рад что Вы вернулись к нормальной жизни. С товарищами наблюдал от самого момента вашего ареста.

    По безпомеховому регулятору. Сам пользуюсь этим принципом управления уже далеко не в первом изделии. Поэтому стало любопытно как именно Вы управляете открытием симистора:
    1) Открываете кратно полуволне или кратно полной волне.
    2) В каком виде на нагрузку поступают полуволны/волны. Это пачки полуволн? (Типа медленного ШИМ) или используете равномерное перемешивание открытых состояний с закрытыми (PDM, Pulse Density Modulation см. Вики. Не путать с BAM.)
    3) Что именно собой представляет управляющий сигнал на управляющем электроде.

    Что бы не было так что выпытываю у Вас инфо но сам не делюсь, распишу как я это делаю:
    1) Управление кратно полуволне (так получается большее разрешение, особенно важно для ПИД-регулятора). Но трансформаторы тороидалы рычат. Хотя это чисто тест-драйв, ни одно из изделий через трансформатор в реальности не работает.
    2) Использую только PDM управление. Причина проста, можно задать диапазон управления, скажем 0-511, и период будет длиться 5,12 секунды только для значения управления =1, при значениях 2, 3, 4… 511 частота коммутаций растёт, фактически превращаясь в равномерный поток единиц и нулей.
    3) МК и вывод симистора (парный с управляющим электродом) у меня сидят на GND. На управляющий электрод загоняю что-то вроде меандра (частота не важна, неск. кГц). Меандр представляет собой пачку длиной 1 мс. управляю эмиттерным повторителе, например BC817. Вдуваю >50 мА (гарантирует открытие «тяжелого «симистора, типа BTA16-600 на 3-м квадранте). Нарезка отпирающего сигнала меандром и пачкой минимизирует потребляемый ток по 5В. Да и токоограничивающий резистор в управляющем электроде не раскаляется.

    Заранее благодарен за ответ.

    1. Доброго дня
      В данной схеме всё максимально просто и без лишней математики. Управление симистором (чувствительным к току УЭ) всего одним коротким 50мкС импульсом в начале каждой полуволны (чтобы не коверкать симметрию нагрузки). Так как схема предназначена для управления простыми нагревательными приборами вроде паяльника, утюга, конвектора, то особой точности я не старался добиться. Тут 32 фиксированных уровня со счетом пропусков. Контроллер очень «лёгкий», поэтому туда фильтры или ЦОС просто не влезет. В схемах с фазовым управлением обычно применяю управление пачками импульсов. Чаще тот же импульс 50мкС и пауза 100-150мкС. Это сильно снижает потребление тока от конденсаторного БП. Не люблю чтобы схема грелась.

      1. Спасибо за ответ, Эдуард.

        Алгоритм PDM простой как тапок. ЦОС вовсе не нужны. Используются этапы:
        Сложение
        Сравнение (больше или равно)
        Вычитание (если выполнено условие выше) И установка в 1 линии порта
        Сброс в 0 линии порта (если условие не выполняется).

        Всего несколько строчек на асм. Зато нагрузка «не мигает». На ТЭН это конечно не заметно, но перфекционист в душе любого радиолюбителя всегда будет рад 🙂

        http://www.icct.ru/node/83#%D0%9C%D0%BE%D0%B4%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F%20%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8%20%D0%B8%D0%BC%D0%BF%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%81%D0%BE%D0%B2%20(PDM%20%E2%80%93%20Pulse%20Density%20Modulation)

Добавить комментарий