Mutfak elektrikli soba denetleyicisi. Güç regülatörü ve kapatma zamanlayıcısı
Bresenham algoritması, bilgisayar grafiklerindeki en eski algoritmalardan biridir. Görünüşe göre, bir ev lehimleme fırını oluştururken tarama çizgileri oluşturmak için algoritma nasıl uygulanabilir? Yapabileceğin ortaya çıktı ve çok iyi bir sonuçla. İleriye baktığımda, bu algoritmanın düşük güçlü 8 bitlik bir mikro denetleyiciye çok iyi beslendiğini söyleyeceğim. Ama önce ilk şeyler.
Bresenham'ın algoritması verilen iki nokta arasındaki düz bir çizgiye yakın bir yaklaşım elde etmek için iki boyutlu bir rasterde hangi noktaların gölgelenmesi gerektiğini belirleyen bir algoritmadır. Algoritmanın özü, her sütun için X(şekle bakın) hangi çizgiyi belirleyin Yçizgiye en yakın ve bir nokta çizin.
Şimdi bir elektrikli fırındaki ısıtma elemanlarını kontrol ederken böyle bir algoritmanın bize nasıl yardımcı olacağını görelim.
Isıtma elemanı, 220V/50Hz şebeke gerilimi ile çalışır. Tabloya bir göz atalım.
Elektrikli ısıtıcının girişine saf haliyle böyle bir voltaj uygulandığında, çıkışta %100 ısıtma gücü elde edeceğiz. Her şey basit.
Isıtma elemanının girişine sadece pozitif bir yarım dalga şebeke voltajı uygulanırsa ne olur? Bu doğru, %50 ısıtma çıkışı elde ediyoruz.
Her üç yarım dalgada bir uygularsak, gücün %33'ünü alırız.
Örnek olarak, %10'luk bir çıkış gücü derecesini ve 100ms'lik bir zaman aralığını ele alalım, bu da şebeke voltajının 10 yarım dalgasına eşdeğerdir. 10x10'luk bir ızgara çizelim ve eksenin Y bu çıkış gücü eksenidir. 0'dan gerekli güç değerine düz bir çizgi çizelim.
Bir bağımlılığı takip ediyor musunuz?
Zaman aralığını 1 saniyeye çıkararak %1'lik bir çıkış gücü derecelendirmesi elde edebilirsiniz. Tüm sonuçlarıyla birlikte 100x100'lük bir ızgara elde edeceksiniz.
Ve şimdi hoş hakkında:
Bresenham'ın algoritması, eksen boyunca her adımda olacak şekilde bir döngüde oluşturulabilir. X sadece hata değerini takip edin, yani - mevcut değer arasındaki dikey mesafe y ve kesin değer y akım için X. Ne zaman artırsak X, hata değerini eğim miktarı kadar arttırırız. Hata 0,5'i aşarsa, satır bir sonrakine yaklaşır y, yani artırıyoruz y birim başına (okuma - bir yarım dalga voltajını atlıyoruz), hata değerini 1 azaltırken.
Bu yaklaşım kolayca döngüsel bir yaklaşıma indirgenebilir. tamsayı toplama(bir sonraki makalede MK işlem algoritmasını açıklarken buna daha fazla değineceğiz), bu da mikrodenetleyiciler için kesin bir artı.
Sana kasten formüller yüklemedim. Algoritma basit, Google'da araması kolay. Sadece devrede uygulanabilirliğini göstermek istiyorum. Yükü kontrol etmek için, sıfır dedektörlü bir MOC3063 triyak optokuplör için tipik bir bağlantı şeması kullanılacaktır.
Bu yaklaşımın bir takım avantajları vardır.
- Büyük bir yükün sık sık anahtarlanması nedeniyle şebekede minimum parazit, sıfırdan gerilim geçiş anlarında açma/kapama meydana gelir.
- Çok basit bir algoritma - tüm hesaplamalar, bir mikrodenetleyici için iyi olan tam sayılarla çalışmaya indirgenir.
- Voltaj sıfır geçiş detektörünü (merhaba MOC3063) çitlemeye gerek yoktur. MK, ayağını zamanlayıcıya çekip optokuplörü açsa bile, hata kritik olmayacaktır.
Devam edecek.
Giriş Üretimde (otomatik kontrol sistemlerinde), günlük hayatta genellikle yüke sağlanan güç kontrolünün kullanılması gerekir. Tipik olarak, yük AC gücüyle çalışır. Bu nedenle, sabit bir voltajda çalışan yük gücünün düzenlenmesi ile karşılaştırıldığında görev biraz daha karmaşıktır. Yükün sabit bir voltajda çalışması durumunda darbe genişlik modülasyonu (PWM) kullanılır ve görev döngüsü değiştirilerek yüke sağlanan güç de buna göre değişir. AC ağındaki gücü ayarlamak için PWM kontrolünü kullanırsanız, sinyali kontrol ettiğimiz anahtar (örneğin, bir triyak) açılacak ve sinüzoidin farklı güçteki kısımlarını yüke geçirecektir. Eleman tabanı ve regülatör düzeneği Şekil 1. Regülatörün elektrik devre şeması Bu projenin uygulanması için aşağıdakiler kullanılmıştır: ATmega16 AVR mikrodenetleyici üzerinde pinboard, Philips BT138 12A triyak, DB105 diyot köprüsü, MOC3022 optotriyak, PC817 optokuplör, direnç 220 Ohm - 10 kOhm, potansiyometre 5 kOhm . Elemanların bağlantısı Şekil 1'de gösterilmiştir. Cihazın çalışma prensibi Bu regülatör, 220 V şebekeye bağlı aktif bir yükle çalışmak üzere tasarlanmıştır.Her yarım dalganın başlangıcını belirlemek için bir optokuplör kullanılır. Böylece, sıfır dedektörünün çıkışında, şebekedeki voltajın 0'dan geçtiği anda kısa pozitif darbeler alıyoruz. Sıfır dedektöründen gelen sinyal, belirlemek için MK'nin harici kesme girişine bağlanır. yeni bir yarım dalganın başlangıcı ve triyak'ı gereken süre boyunca veya belirli sayıda yarım döngü için açın. Triyakın kilidini açmak için, kontrol elektroduna koşullu katota göre bir optotriyak yoluyla enerji verilir. Faz yöntemi Faz yönteminde, zamanlayıcı gecikmesinin değerini mikrodenetleyicinin ADC'si aracılığıyla değiştirerek (bizim durumumuzda bir potansiyometre ile), buna göre yarım dalganın başlamasından sonra triyak açma gecikmesini değiştiririz. Gecikme ne kadar uzun olursa, yarım dalganın o kadar küçük kısmı yüke aktarılır ve buna bağlı olarak daha az güç alırız ve bunun tersi de geçerlidir. Mikrodenetleyicinin saat frekansı bilinerek gecikme hesaplanır. 50 Hz şebeke voltajı frekansında, yarım döngü süresi 0,01 saniye olacaktır. Yani triyak 0.003 saniye sonra açılırsa yarım dalganın yaklaşık 2/3'ü atlanacak ve güç %70 olacaktır. Triyak gecikmeden açılırsa, tüm yarım dalga atlanır ve çıkış gücü %100 olur. Program, yük kontrolünün faz yöntemi kullanılarak uygulandı. CodeVisionAVR ortamında C++ ile programlama yapılmıştır. Yük üzerindeki osiloskop okumaları Şekil 2'de gösterilmiştir. Şekil 2. Faz yöntemiyle güç ayarı Triyak açma gecikmesinin hesaplanması Gerilim fonksiyonu lineer olmadığından yani sinüzoidin altındaki alan aynı zaman aralığı için sırasıyla farklı olacak ve güç farklı olacaktır. Bu nedenle gecikme, voltajın doğrusal olmaması dikkate alınarak hesaplanmıştır. Şekil 3, Tablo 1'de hesaplanan şebeke sinüs dalgası ve gecikme aralıklarını göstermektedir. Yüzde (yüzde olarak) gecikme değerlerinin ilk beşi gösterilmektedir. Şek. 3. Faz Yöntemi Ayar Tablosu 1 Triyak Açık Gecikme Hesabı Yarım Dalga Noktası Sayısı Mikrosaniye cinsinden Süre Sinüs Noktası 0 0 0 1638 0,199 2903 0,279 3 1108 0,341 4 1282 0,391 5 1436 0,435 Bresenham Yöntemi Ayrıca besleme prensibine dayalı bir güç kontrol yöntemi vardır. şebeke voltajının birkaç yarım çevrimi ve ardından bir duraklama (Şekil 4). Triyak anahtarlama anları, şebeke voltajının sıfırdan geçtiği anlarla çakışır, böylece radyo paraziti seviyesi keskin bir şekilde azalır. Bir mikrodenetleyicinin kullanılması, darbelerin tekdüze dağılımı için Bresenham algoritmasının kullanılmasını mümkün kıldı. Bununla birlikte, faz kontrolüne kıyasla yükte azaltılmış bir akım anahtarlama frekansı vardır. Yüksek güç yükü kontrolü (1 kw'dan itibaren) için tercih edilir. Program uygulandı ve tıpkı faz yönteminde olduğu gibi kaçırılan yarım döngülerin sayısı ADC kullanılarak değiştirildi. İletim aralığı, her yarım dalgadan bir yarım dalganın iletimine kadar seçildi. Şekil 4, regülatörün Bresenham yöntemiyle uygulanmasının osiloskoptan görüntülerini göstermektedir. Şekil 4. Bresenham yöntemiyle güç kontrolü Sonuç Regülatör evrenseldir, bu da onu hem günlük hayatta hem de endüstride kullanmayı mümkün kılar. Mikrodenetleyici kontrolünün varlığı, cihazı esnek kılan sistemi hızlı bir şekilde yeniden yapılandırmanıza olanak tanır. İki kontrol algoritması, regülatörün geniş güç aralıklarında kullanılmasına izin verecektir.
Bresenham algoritması, bilgisayar grafiklerindeki en eski algoritmalardan biridir. Görünüşe göre, bir ev lehimleme fırını oluştururken tarama çizgileri oluşturmak için algoritma nasıl uygulanabilir? Bunun mümkün olduğu ve çok değerli bir sonuçla ortaya çıktı. İleriye baktığımda, bu algoritmanın düşük güçlü 8 bitlik bir mikro denetleyiciye çok iyi beslendiğini söyleyeceğim. Ama önce ilk şeyler.
Bresenham'ın algoritması verilen iki nokta arasındaki düz bir çizgiye yakın bir yaklaşım elde etmek için iki boyutlu bir rasterde hangi noktaların gölgelenmesi gerektiğini belirleyen bir algoritmadır. Algoritmanın özü, her sütun için X(şekle bakın) hangi çizgiyi belirleyin Yçizgiye en yakın ve bir nokta çizin.
Şimdi bir elektrikli fırındaki ısıtma elemanlarını kontrol ederken böyle bir algoritmanın bize nasıl yardımcı olacağını görelim.
Isıtma elemanı, 220V/50Hz şebeke gerilimi ile çalışır. Tabloya bir göz atalım.
Elektrikli ısıtıcının girişine saf haliyle böyle bir voltaj uygulandığında, çıkışta %100 ısıtma gücü elde edeceğiz. Her şey basit. 
Isıtma elemanının girişine sadece pozitif bir yarım dalga şebeke voltajı uygulanırsa ne olur? Bu doğru, %50 ısıtma çıkışı elde ediyoruz. 
Her üç yarım dalgada bir uygularsak, gücün %33'ünü alırız.
Örnek olarak, %10'luk bir çıkış gücü derecesini ve 100ms'lik bir zaman aralığını ele alalım, bu da şebeke voltajının 10 yarım dalgasına eşdeğerdir. 10x10'luk bir ızgara çizelim ve eksenin Y bu çıkış gücü eksenidir. 0'dan gerekli güç değerine düz bir çizgi çizelim.
Bir bağımlılığı takip ediyor musunuz?
Zaman aralığını 1 saniyeye çıkararak %1'lik bir çıkış gücü derecelendirmesi elde edebilirsiniz. Tüm sonuçlarıyla birlikte 100x100'lük bir ızgara elde edeceksiniz.
Ve şimdi hoş hakkında:
Bresenham'ın algoritması, eksen boyunca her adımda olacak şekilde bir döngüde oluşturulabilir. X sadece hata değerini takip edin, yani - mevcut değer arasındaki dikey mesafe y ve kesin değer y akım için X. Ne zaman artırsak X, hata değerini eğim miktarı kadar arttırırız. Hata 0,5'i aşarsa, satır bir sonrakine yaklaşır y, yani artırıyoruz y birim başına (okuma - bir yarım dalga voltajını atlıyoruz), hata değerini 1 azaltırken.
Bu yaklaşım kolayca döngüsel bir yaklaşıma indirgenebilir. tamsayı toplama(bir sonraki makalede MK işlem algoritmasını açıklarken buna daha fazla değineceğiz), bu da mikrodenetleyiciler için kesin bir artı.
Sana kasten formüller yüklemedim. Algoritma basit, Google'da araması kolay. Sadece devrede uygulanabilirliğini göstermek istiyorum. Yükü kontrol etmek için, sıfır dedektörlü bir MOC3063 triyak optokuplör için tipik bir bağlantı şeması kullanılacaktır.
Bu yaklaşımın bir takım avantajları vardır.
- Büyük bir yükün sık sık anahtarlanması nedeniyle şebekede minimum parazit, sıfırdan gerilim geçiş anlarında açma/kapama meydana gelir.
- Çok basit bir algoritma - tüm hesaplamalar, bir mikrodenetleyici için iyi olan tam sayılarla çalışmaya indirgenir.
- Voltaj sıfır geçiş detektörünü (merhaba MOC3063) çitlemeye gerek yoktur. MK, ayağını zamanlayıcıya çekip optokuplörü açsa bile, hata kritik olmayacaktır.
Devam edecek.
Bresenham algoritması, bilgisayar grafiklerindeki en eski algoritmalardan biridir. Görünüşe göre, bir ev lehimleme fırını oluştururken tarama çizgileri oluşturmak için algoritma nasıl uygulanabilir? Bunun mümkün olduğu ve çok değerli bir sonuçla ortaya çıktı. İleriye baktığımda, bu algoritmanın düşük güçlü 8 bitlik bir mikro denetleyiciye çok iyi beslendiğini söyleyeceğim. Ama önce ilk şeyler.
Bresenham'ın algoritması verilen iki nokta arasındaki düz bir çizgiye yakın bir yaklaşım elde etmek için iki boyutlu bir rasterde hangi noktaların gölgelenmesi gerektiğini belirleyen bir algoritmadır. Algoritmanın özü, her sütun için X(şekle bakın) hangi çizgiyi belirleyin Yçizgiye en yakın ve bir nokta çizin.
Şimdi bir elektrikli fırındaki ısıtma elemanlarını kontrol ederken böyle bir algoritmanın bize nasıl yardımcı olacağını görelim.
Isıtma elemanı, 220V/50Hz şebeke gerilimi ile çalışır. Tabloya bir göz atalım.
Elektrikli ısıtıcının girişine saf haliyle böyle bir voltaj uygulandığında, çıkışta %100 ısıtma gücü elde edeceğiz. Her şey basit.
Isıtma elemanının girişine sadece pozitif bir yarım dalga şebeke voltajı uygulanırsa ne olur? Bu doğru, %50 ısıtma çıkışı elde ediyoruz.
Her üç yarım dalgada bir uygularsak, gücün %33'ünü alırız.
Örnek olarak, %10'luk bir çıkış gücü derecesini ve 100ms'lik bir zaman aralığını ele alalım, bu da şebeke voltajının 10 yarım dalgasına eşdeğerdir. 10x10'luk bir ızgara çizelim ve eksenin Y bu çıkış gücü eksenidir. 0'dan gerekli güç değerine düz bir çizgi çizelim.
Bir bağımlılığı takip ediyor musunuz?
Zaman aralığını 1 saniyeye çıkararak %1'lik bir çıkış gücü derecelendirmesi elde edebilirsiniz. Tüm sonuçlarıyla birlikte 100x100'lük bir ızgara elde edeceksiniz.
Ve şimdi hoş hakkında:
Bresenham'ın algoritması, eksen boyunca her adımda olacak şekilde bir döngüde oluşturulabilir. X sadece hata değerini takip edin, yani - mevcut değer arasındaki dikey mesafe y ve kesin değer y akım için X. Ne zaman artırsak X, hata değerini eğim miktarı kadar arttırırız. Hata 0,5'i aşarsa, satır bir sonrakine yaklaşır y, yani artırıyoruz y birim başına (okuma - bir yarım dalga voltajını atlıyoruz), hata değerini 1 azaltırken.
Bu yaklaşım kolayca döngüsel bir yaklaşıma indirgenebilir. tamsayı toplama(bir sonraki makalede MK işlem algoritmasını açıklarken buna daha fazla değineceğiz), bu da mikrodenetleyiciler için kesin bir artı.
Sana kasten formüller yüklemedim. Algoritma basit, Google'da araması kolay. Sadece devrede uygulanabilirliğini göstermek istiyorum. Yükü kontrol etmek için, sıfır dedektörlü bir MOC3063 triyak optokuplör için tipik bir bağlantı şeması kullanılacaktır.
Bu yaklaşımın bir takım avantajları vardır.
- Büyük bir yükün sık sık anahtarlanması nedeniyle şebekede minimum parazit, sıfırdan gerilim geçiş anlarında açma/kapama meydana gelir.
- Çok basit bir algoritma - tüm hesaplamalar, bir mikrodenetleyici için iyi olan tam sayılarla çalışmaya indirgenir.
- Voltaj sıfır geçiş detektörünü (merhaba MOC3063) çitlemeye gerek yoktur. MK, ayağını zamanlayıcıya çekip optokuplörü açsa bile, hata kritik olmayacaktır.
Devam edecek.
Bresenham algoritması, bilgisayar grafiklerindeki en eski algoritmalardan biridir. Görünüşe göre, bir ev lehimleme fırını oluştururken tarama çizgileri oluşturmak için algoritma nasıl uygulanabilir? Yapabileceğin ortaya çıktı ve çok iyi bir sonuçla. İleriye baktığımda, bu algoritmanın düşük güçlü 8 bitlik bir mikro denetleyiciye çok iyi beslendiğini söyleyeceğim. Ama önce ilk şeyler.
Bresenham'ın algoritması verilen iki nokta arasındaki düz bir çizgiye yakın bir yaklaşım elde etmek için iki boyutlu bir rasterde hangi noktaların gölgelenmesi gerektiğini belirleyen bir algoritmadır. Algoritmanın özü, her sütun için X(şekle bakın) hangi çizgiyi belirleyin Yçizgiye en yakın ve bir nokta çizin.
Şimdi bir elektrikli fırındaki ısıtma elemanlarını kontrol ederken böyle bir algoritmanın bize nasıl yardımcı olacağını görelim.
Isıtma elemanı, 220V/50Hz şebeke gerilimi ile çalışır. Tabloya bir göz atalım.
Elektrikli ısıtıcının girişine saf haliyle böyle bir voltaj uygulandığında, çıkışta %100 ısıtma gücü elde edeceğiz. Her şey basit. 
Isıtma elemanının girişine sadece pozitif bir yarım dalga şebeke voltajı uygulanırsa ne olur? Bu doğru, %50 ısıtma çıkışı elde ediyoruz. 
Her üç yarım dalgada bir uygularsak, gücün %33'ünü alırız.
Örnek olarak, %10'luk bir çıkış gücü derecesini ve 100ms'lik bir zaman aralığını ele alalım, bu da şebeke voltajının 10 yarım dalgasına eşdeğerdir. 10x10'luk bir ızgara çizelim ve eksenin Y bu çıkış gücü eksenidir. 0'dan gerekli güç değerine düz bir çizgi çizelim.
Bir bağımlılığı takip ediyor musunuz?
Zaman aralığını 1 saniyeye çıkararak %1'lik bir çıkış gücü derecelendirmesi elde edebilirsiniz. Tüm sonuçlarıyla birlikte 100x100'lük bir ızgara elde edeceksiniz.
Ve şimdi hoş hakkında:
Bresenham'ın algoritması, eksen boyunca her adımda olacak şekilde bir döngüde oluşturulabilir. X sadece hata değerini takip edin, yani - mevcut değer arasındaki dikey mesafe y ve kesin değer y akım için X. Ne zaman artırsak X, hata değerini eğim miktarı kadar arttırırız. Hata 0,5'i aşarsa, satır bir sonrakine yaklaşır y, yani artırıyoruz y birim başına (okuma - bir yarım dalga voltajını atlıyoruz), hata değerini 1 azaltırken.
Bu yaklaşım kolayca döngüsel bir yaklaşıma indirgenebilir. tamsayı toplama(bir sonraki makalede MK işlem algoritmasını açıklarken buna daha fazla değineceğiz), bu da mikrodenetleyiciler için kesin bir artı.
Sana kasten formüller yüklemedim. Algoritma basit, Google'da araması kolay. Sadece devrede uygulanabilirliğini göstermek istiyorum. Yükü kontrol etmek için, sıfır dedektörlü bir MOC3063 triyak optokuplör için tipik bir bağlantı şeması kullanılacaktır.
Bu yaklaşımın bir takım avantajları vardır.
- Büyük bir yükün sık sık anahtarlanması nedeniyle şebekede minimum parazit, sıfırdan gerilim geçiş anlarında açma/kapama meydana gelir.
- Çok basit bir algoritma - tüm hesaplamalar, bir mikrodenetleyici için iyi olan tam sayılarla çalışmaya indirgenir.
- Voltaj sıfır geçiş detektörünü (merhaba MOC3063) çitlemeye gerek yoktur. MK, ayağını zamanlayıcıya çekip optokuplörü açsa bile, hata kritik olmayacaktır.
Devam edecek.
