Беcпомеховый регулятор нагревателя

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (4 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

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.

Если у Вас возникнут вопросы или Вы захотите связаться со мной, сделайте это с помощью формы на страничке «Обратная связь»

48 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. 🙂

    1. === D2-D4 вместе с диодами внутри контроллера образуют выпрямитель питания. И всё. ===
      При всем уважении, выпрямитель питания D2-D4, (как в советском фонарике с дисковыми аккумуляторами) и внутренние диоды в питании схемы не участвуют. 🙂

  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)

  11. Доброго времени суток, хороший приборчик, я подобный сделал, но в процессе работы с паяльником бывают казусы, лишь только из за того что в сети падает напряжение и порой не хватает нагрева. Сделал небольшой повышающий напряжения приборчик на совдеповских радиодеталях. Но к сожалению при переезде в другую страну пришлось оставить его. Понравилась ваша схема и я думаю что вам будет интересно дополнить схему диодным мостом с кандером, при входе 220 вольт переменного напряжения и на выходе 300 вольт прямого напряжения из радиодеталей зарубежного производства, а так же для включения в любую сеть переменного напряжения как 220 в. так и 110 в.

    1. Доброго дня
      Я этот регулятор делал для утюжка, который использую для изготовления плат методом ЛУТ. Со своей функцией устройство справляется, но стабилизации выходной мощности при изменениях входного напряжения оно не делает — измерять сетевое напряжение нечем..

  12. Добрый день Эдуард!
    По принципиальной схеме прибора сделаю небольшое замечание. В схеме можно обойтись без диода D2. Достаточно установить вместо него стабилитрон D3.

    1. … формально тогда стабилитрон D3 (установленный вместо D2) должен быть на мощность 1,3 Ватта (чтобы держать ударный ток при включении не в нуле синусоиды и зарядке балластного конденсатора через резистор 33 Ом) и напряжение 5,6 Вольт (чтобы скомпенсировать падение на D4). В схеме Автора к стабилитрону 5,1В никаких требований, т.к. он заблокирован электролитом 100 мкФ (на 3 порядка больше балластного) и поэтому средний ток равен пиковому, значение 5…7 мА.

  13. А если подумать?
    Нет там такой мощности в 1.3 Ватт, от которой сгорел-бы стабилитрон. Скорее сгорит резистор на 33 Ом — на нем кратковременно, в момент включения, может выделится мощность в несколько раз больше, чем на стабилитроне. Верно?

    1. Как говорится, практика — клитерий истины. Постоянной мощности конечно нет. Есть в момент включения всплеск тока. Грубо говоря 300В амплитудного напряжения поделенных на 33 Ома (как повезёт, можно и в максимуме синуса включить). Для простоты счёта иголка 10 ампер.
      Много лет назад я делал диммер неэнергосберегающих ламп с пультом ДУ RC-5. Стабилизатор был именно как Вы предлагаете. Кондёр 0,1 мкФ. Экспериментировал: многократно включал в розетку и выключал. При номинале резистора 22 Ом он зачастую раскалывался, хоть 0,25 Вт, хоть 0,5 Вт. И иногда пробивался стабилитрон. При номинале 33 Ом изредка раскалывался резистор 0,25 Вт, но не раскалывался 0,5 Вт. При номинале 47 Ом не раскалывался резистор 0,25 Вт и не пробивался стабилитрон. Пробуйте…

  14. Стабилитрон, в момент включения, будет либо пропускать ток как диод (с падением на нем 0.7 вольт) при одной полуволне сетевого напряжения. Либо будет зашунтирован цепью диод+ разряженный электролит при другой полуволне. Т.е. в любом случае ему сгореть не от чего.
    Полагаю, вы в своих экспериментах слишком часто включали-выключали диммер в розетку. Электролит не успевал разрядиться, возникала вероятность попадания на полуволну, когда пару миллисекунд через стабилитрон шел ток 5А (при резисторе 33 Ом).
    При обычном использовании никакого риска, что стабилитрон сгорит от мощности 1.3 Ватт, повторюсь, нет.

  15. 25/05 Эдуард уже отвечал… И здесь http://eddy71.ucoz.net/publ/umnaja_vytjazhka_dlja_tualeta/1-1-0-113 тоже применил два диода, хотя в исходной конструкции был стабилитрон на 5,6в в одном плече. Никто не застрахован от плохого контакта в розетке. Поэтому наэкономить ровно 1 диод и потерять надежность несопоставимо…

  16. Здравствуйте уважаемый Eddy71.
    Скажите,будет ли работать схема с контролером PIC10F200T-I/OT ? У меня своя технология ЛУТ. Я ложу плату на утюг и раскатываю сверху валиком.При большой температуре дорожки «плывут»,а при маленькой не «приклеиваются». Есть старый утюг в котором поломан регулятор,вот и хотелось бы его использовать. В моем городе доступен только вышеназванный контролер.Вот и хотелось бы узнать подойдет ли он?

      1. А какие еще можно применить? Что бы заказать из Китая.Очень нужна данное изделие.PIC10F206-I/OT или такой PIC10F204T-I/OT подойдут?

        P.S. Я понимаю что время деньги,но если оно у Вас появиться,не могли бы Вы переделать прошивку под более доступные 629/675 чипы?

  17. Здравствуйте!
    Подскажите пожалуйста — а если управляющий контакт с микроконтроллера подам на оптотиристор, то хватит 50 микросекундного меандра для его открытия? Или нужно еще усилить транзистором меандр?

    1. Доброго дня
      А ответить на этот вопрос должен даташит на Ваш оптотиристор. Большинство современных импортных достаточно шустрые и работают и с более короткими импульсами, а вот за старые советские ТО-125 и похожие не скажу

  18. На плате и на схеме по разному расположено конденсаторное питание. Резистор 33 Ома на схеме до питания,на плате после. Есть принципиальная разница?

    1. Если прошивка прошла успешно, окно моего PICkit2 окрашивается зеленьім. Без нагрузки не включал — схема у меня в утюг вмонтирована и до сих пор работает. Мигает при работе.

  19. Здравствуйте Эдуард, лампочка при резистор 200К еле моргает совсем не видно, какой светодиод стоит у вас? Светодиод зеленый 3мм падение 2,3 в 20ма

Добавить комментарий