Двухканальное устройство управления освещением (диммер) для бытового светильника
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
Содержание
Введение
1. Постановка задачи
1.1 Технические характеристики
1.2 Достоинства
1.3 Схема и принцип работы
2. Управление
2.1 Включение и выключение
2.2 Регулировка яркости
2.3 Автоотключение
2.4 Имитация присутствия хозяев
3. Аппаратная часть
3.1 Диодный мост
3.2 Блок питания
3.3 Микроконтроллер
3.4 Делитель напряжения
3.5 Выходной каскад
Транзисторы
Резисторы в цепи затвора
Лампы
3.6 Цепь защиты
Защита от короткого замыкания нагрузки и превышения её мощности
Защита от превышения сетевого напряжения
3.7 Расчёт потребляемой мощности
4. Программная часть
4.1 Блок-схема алгоритма
4.2 Описание программы
5. Особенности стабилизации яркости
6. Настройка
Заключение
Список литературы и полезные ссылки
Приложение
Введение
Энергосбережение и повышение надёжности ламп, используемых в домашних светильниках, является важной чертой технических потребностей современного человека. Существуют различные разработки, позволяющие в той или иной мере реализовать эти задачи. Несмотря на бурное развитие сверхъярких светодиодов, в широкой продаже пока не появились светодиодные лампы, способные заменить бытовые лампы накаливания. Энергосберегающие люминесцентные лампы, при всех своих достоинствах, обладают, во-первых, высокой стоимостью, во-вторых, не поддаются классическому управлению яркостью освещения.
В последнее время управление яркостью света в помещении приобрело размах под эгидой проектов типа "Умный дом", призванных обеспечить автоматическое или автоматизированное управление бытовыми энергосистемами и иными удобствами. Отечественные и зарубежные регуляторы ламп накаливания имеют ряд недостатков:
управление только одним каналом - отсутствие стабилизации яркости - наличие помех, звон нитей ламп, жужжание встроенного фильтра
Эти же недостатки (либо все сразу, либо по отдельности) присущи схемам, опубликованным в радиолюбительской литературе, периодической печати и в Интернете.
регулятор лампа накаливание напряжение
1. Постановка задачи
В рассмотрение взят регулятор яркости ламп накаливания (за рубежом называемый "диммер" - dimmer), свободный от указанных недостатков. Данное устройство создано для установки в двухканальный светильник промышленного производства.
Приоритетные требования к разработке:
Простота схемы (минимальное количество компонентов)
Малые размеры устройства - Широкий функционал, многообразие регулируемых параметров
Долговечность и устойчивость к скачкам сетевого напряжения - Отсутствие либо малый нагрев компонентов (пожаробезопасность) - Низкое энергопотребление
При проектировании устройства не ставилась задача минимизировать его стоимость.
Расширенный список функций - объясняется желанием дать возможность любому пользователю настроить и использовать устройство в соответствии со своими потребностями и желаниями, а не ограничиваться набором, который обычно закладывают производители.
Защита от повышения напряжения в сети - насущная необходимость, связанная с особенностями российского электроснабжения.
Небольшой нагрев компонентов:
во-первых, устройство должно работать круглосуточно, в том числе без присмотра,
во-вторых, для снижения потребляемой мощности (нагрев - это лишние потери),
в-третьих, для упрощения расчётов (везде подразумевалась температура окружающей среды 25C).
Низкое энергопотребление и долговечность - без комментариев.
1.1 Технические характеристики
Разработанный в соответствии с перечисленными требованиями регулятор обладает следующими техническими характеристиками:
Количество каналов - 2
Мощность ламп - 60 Вт на каждый канал
Напряжение сети - 220 В10%
Частота сетевого напряжения - 50 Гц0,4 Гц
Потребляемая мощность - не более 0,92 Вт (при напряжении сети 220 В)
Диапазон регулировки напряжения - 12 - 88% (может быть расширен до 1,4 - 99,6%)
Изменение выходного напряжения в диапазоне входного от 198 В до 242 В - 1 В (при максимальной яркости лампы)
1.2 Достоинства
Помимо традиционных для данного класса устройств функций, таких, например, как плавное включение-выключение ламп и запоминание их яркости, в регуляторе реализованы дополнительные функции, перечисленные далее наряду с другими преимуществами:
Два независимых режима работы каждого канала
Возможность отключения запоминания яркости (для любого режима любого канала)
Автоматическое включение при возобновлении подачи электроэнергии (отключаемое)
Автоотключение по прошествии заданного интервала времени (два способа)
Имитация присутствия хозяев (возможен случайный выбор яркости и интервалов времени)
Отсутствие остродефицитных элементов
Дистанционное управление в список не входит, т.к. устройство предназначено для использования на расстоянии вытянутой руки.
1.3 Схема и принцип работы
Основу устройства, принципиальная схема которого изображена на Рис. 1, составляет микроконтроллер (далее по тексту МК) ATmega16L семейства AVR корпорации ATMEL. Управление осуществляется двумя не фиксируемыми в нажатом положении кнопками, по одной на каждый канал.
<