В статье представляю очередное сетевое устройство с интерфейсом TinyOneWireNet – диммер.

Предыдущая статья     Навигация по рубрике     Следующая статья

Общее описание.

Основная функция любого диммера – регулировка яркости электрических ламп. В устройстве, о котором идет речь, управление яркостью происходит через сеть TinyOneWireNet.

Могут быть использованы как лампы накаливания, так и светодиодные диммируемые лампы напряжением 220 В.

Принцип регулировки яркости – широтно-импульсная модуляция (ШИМ). При постоянной частоте и амплитуде изменяется скважность импульсов от 0 до 100%.

Частота ШИМ 312,5 Гц, период 3,2 мс. Число градаций яркости – 200.

Существует функция записи значения яркости в EEPROM устройства. При включении питания это значение будет использоваться, как начальное.

Данные на диммер передаются за 1,6 мс.

Принципиальная схема и конструкция.

Устройство состоит из двух гальванически развязанных частей:

• узла формирования интерфейса TinyOneWireNet;
• ШИМ модулятора с высоковольтными ключами.

Они связаны через оптрон, обеспечивающий гальваническую развязку между управляющей сетью и питанием 220 В.

Управление нагрузкой собрано по распространенной схеме с использование высоковольтных MOSFET-ключей.

К такой схеме нельзя подключать индуктивную нагрузку. От ЭДС самоиндукции могут сгореть транзисторы. В этом случае необходимо добавить ограничивающие выбросы напряжения элементы, например пробивные стабилитроны.

Если оставить только сетевой узел на PIC-контроллере D1, оптрон D3 и PIC-контроллер D2, то получится устройство формирования ШИМ сигнала. К нему можно добавить любые электронные ключи, например мощные на низковольтную нагрузку, и получится другое устройство.

Я выбрал не самые лучшие для этой схемы транзисторы STP26NM60N. Просто они у меня были в наличии. Управляющие импульсы на затворах транзисторов имеют амплитуду 5 В. Поэтому лучше использовать транзисторы с низким пороговым напряжением. Параметр называется Gate threshold voltage (VGS).

Конструктивно электронная схема также выполнена из двух частей.

• Блок формирования интерфейса TinyOneWireNet.
• ШИМ модулятор с высоковольтными ключами.

Гальваническая развязка между ними обеспечивает электрическую безопасность эксплуатации устройства.

• Первая часть конструктивно выполнена на универсальной плате.
• Вторая пока в виде макета.

Установил электронику в стандартный сетевой удлинитель. Все удачно поместилось. В результате получилось конструктивно законченное устройство.

Работа с диммером в системе Ардуино.

Традиционно подключил диммер ко 2му выводу платы Ардуино.

С помощью монитора задал адрес.

Для работы с диммером в библиотеке TinyOneWireNet.h существует только одна функция.

uint8_t setPWM_dimmer(uint8_t adr, uint8_t pwm, uint8_t ch); // задать значение ШИМ

• adr – адрес устройства:
• pwm – значение ШИМ (от 0 до 199);
• ch – номер канала;
  • ch=0 – загрузка яркости;
  • ch=9 – загрузка яркости с записью в EEPROM начального значения.

Ниже приведен скетч, который управляет яркостью через монитор последовательного порта.

// управление диммером
#include <TinyOneWireNet.h>

#define NET_PIN 2 // вывод данных сети
#define BETWEEN_COM_TIME 2 // пауза между командами (мс)

TinyOneWireNet sens(NET_PIN);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  sens.onLine(10);
}

void loop() {
  if( Serial.available() != 0 ) {
    delay(20);
    uint8_t i=0;
    char str[20];
    while( (Serial.available() != 0) && (i < 20) ) {
      str[i]= Serial.read();
      i++;
    }
    str[i]=0;
    if( sens.setPWM_dimmer(12, atoi(str), 0) != 0 ) Serial.println("Error");
  }
}

Если в программе изменить последний аргумент функции

sens.setPWM_dimmer(12, atoi(str), 9)

на 9, то значение яркости будет загружаться в EEPROM и использоваться как начальное при включении питания.

В следующей статье будет рассказ о точном измерителе уровня освещенности – люксметре.

Предыдущая статья     Навигация по рубрике     Следующая статья