एलईडी के लिए शक्तिशाली चार-चैनल डिमर

इस लेख में मैं एलईडी स्ट्रिप्स और लैंप के लिए एक शक्तिशाली चार-चैनल डिमर की परियोजना के बारे में बात करूंगा (कुल शक्ति के 200 वाट तक, 50..100 वाट प्रति चैनल) पीडब्लूएम विनियमन की उच्च आवृत्ति (10 बिट की रंग गहराई के साथ 1 किलोहर्ट्ज़) के लिए, उच्च गुणवत्ता वाले प्रकाश व्यवस्था के लिए। । इसके अलावा, इसमें प्रकाश संवेदक, फीडबैक फ़ंक्शंस (इनपुट वोल्टेज पर नियंत्रक जानकारी जारी करना, माप इनपुट पर वोल्टेज, और इसी तरह) और यहां तक ​​कि धारावाहिक नियंत्रण बंदरगाह के गैल्वेनिक अलगाव के लिए एक इनपुट है।



ऐसा हुआ कि मैंने अपनी प्रोफ़ाइल को बदलने और माइक्रोकंट्रोलर्स और स्वचालन के साथ व्यस्त होने का फैसला किया, और कुछ महीनों के बाद मुझे डोमिनिकन गणराज्य में एक "स्मार्ट होम" बनाने के लिए एक आकर्षक प्रस्ताव मिला, ताकि तीन बड़े और एक बड़े विला के जीवन के लगभग सभी पहलुओं को प्रबंधित और स्वचालित किया जाए। इमारतों, प्रकाश व्यवस्था और जलवायु से, उद्यान रोबोट और सिंचाई प्रणाली तक। चूंकि मैं लंबे समय से बर्फ और ठंढ से थक गया था, इसलिए इस तरह की पेशकश को अस्वीकार करना असंभव था, सभी और इसलिए जब से उन्होंने मुझे हिलाने और पालने में बहुत मदद की।

बेशक, सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक प्रकाश व्यवस्था को नियंत्रित करना है, दोनों कई कमरों में और बाहर। यहां महंगी होने वाली ऊर्जा को बचाने के लिए, एलईडी स्ट्रिप्स और 12-वोल्ट लैंप लगभग हर जगह उपयोग किए जाएंगे, जिन्हें डायमर्स का उपयोग करके नियंत्रित किया जाना चाहिए। मौजूदा डिमर मॉडल सभी प्रकार से बहुत संतोषजनक नहीं थे (चमकीलेपन की अनुपस्थिति के लिए एक उच्च पर्याप्त नियंत्रण आवृत्ति; बिजली, उज्ज्वल लंबी स्ट्रिप्स या लैंप / स्पॉटलाइट्स को बंद करने के लिए; बंद एक्सचेंज प्रोटोकॉल, और इसी तरह)। इसलिए मैंने अपना डिमेरर बनाने का फैसला किया।

डिजाइन चरण में एक बहुत ही कमजोर बिंदु बारी-बारी से चालू होने के 110 वोल्ट से कम-वोल्टेज बिजली प्राप्त करने का विकल्प था। यहां तक ​​कि एक विदेशी विकल्प को 12 वोल्ट तक तुरंत एक ट्रांसफ़ॉर्मर चरण-डाउन के साथ माना जाता था, लेकिन विद्युत और अग्नि सुरक्षा कारणों के कारण इसे अस्वीकार कर दिया गया था। तैयार-निर्मित बिजली की आपूर्ति 110-> 12 इतनी महंगी नहीं थी ($ 120 वाट के लिए $ 20 और 200 के लिए $ 40), हालांकि काफी समग्र। लेकिन, सौभाग्य से, उपकरण के लिए बहुत जगह थी, इसलिए मैं इस विकल्प पर बस गया।

सर्किट अपेक्षाकृत सरल निकला (चार ऑप्टोकॉपर्स पर सीरियल पोर्ट के गैल्वेनिक आइसोलेशन नोड को छोड़कर) - STM32F030F4P6 माइक्रोकंट्रोलर, दो ADP3624 MOSFET ड्राइवर और IRLB8748 प्रमुख ट्रांजिस्टर, प्रति चैनल 100 वाट के लोड के साथ चयनित - वे नंगे थे। , प्लस 3.3 वोल्ट पर तैयार चीनी स्पंदित स्टेप-डाउन मॉड्यूल। चयनित ड्राइवर आपको मेगाहर्ट्ज़ तक की आवृत्तियों पर नियंत्रण करने की अनुमति देते हैं, जो किलोहर्ट्ज़ में आउटपुट वोल्टेज की आवृत्ति देता है, जिसमें एक माइक्रोसेकंड का पीडब्लूएम चरण होता है। व्यवहार में, यहां तक ​​कि आठ किलोहर्ट्ज़ की पीडब्लूएम आवृत्ति और 125 नैनोसेकेंड के एक चरण के साथ एक मोड का परीक्षण किया गया था, लेकिन व्यवहार में, इस तरह के उच्च समायोजन आवृत्ति से आउटपुट पर कुछ अस्थिरता का खतरा होता है - ट्रांजिस्टर बस इतनी जल्दी बंद करने में सक्षम नहीं हो सकते हैं और समायोजन की गुणवत्ता "फ्लोट" होगी।



इस तरह के उच्च धाराओं के लिए बोर्ड की वायरिंग मेरे लिए एक कठिन चुनौती थी, मैंने पहले कभी इस तरह के कार्यों का सामना नहीं किया था। इसे जितना संभव हो उतना व्यापक बनाने का फैसला किया गया था (तांबे के 70 माइक्रोन की परत पर कम से कम 10 मिमी की चौड़ाई वाला एक कंडक्टर), और जहां यह संभव नहीं है, दूसरी परत का उपयोग करें, उन्हें बड़ी संख्या में व्यास के साथ मिलाएं। मैंने उच्च भार वाले कंडक्टरों से मुखौटा हटा दिया, ताकि यदि आवश्यक हो, तो शीर्ष पर एक तांबे की बस को लागू किया जा सके (लेकिन इसकी आवश्यकता नहीं थी, यहां तक ​​कि 200 वाट के अधिकतम भार के साथ - बोर्ड एक बंद मामले में मुश्किल से 40 डिग्री तक गर्म होता है)।

विनिमय प्रोटोकॉल, फ्लैश मेमोरी की कमी के कारण, बेहद सरल चुना गया था, कमांड लाइन द्वारा लाइन से प्रेषित होते हैं, पाठ "0: 512" (चैनल शून्य, पीडब्लूएम 512) के रूप में, आउटपुट डेटा उसी तरह से प्रेषित होते हैं (बिजली की आपूर्ति, पहले फोटोरिसेस्टर से डेटा) एडीसी 3 के इनपुट पर दूसरे फोटोरसिस्टर, इनपुट वोल्टेज से डेटा, एडीसी 5 के इनपुट पर इनपुट वोल्टेज, नियंत्रक के वोल्टेज, चिप तापमान)। एमक्यूटीटी प्रोटोकॉल का उपयोग करना अधिक सही होगा, लेकिन मुझे डर था कि यह फ्लैश में फिट नहीं होगा (किलोबाइट मुक्त स्थान 16 में से बाहर रहा)।

→ जीथब पर स्रोत कोड

एक डायमर को एक ही कंट्रोल पोर्ट के माध्यम से फ्लैश किया जाता है (आपको 4 वें पिन पर एक यूनिट लगाने की आवश्यकता होती है, फिर 5 वीं करने के लिए एक पल्स, जिसके बाद मानक सीरियल प्रोटोकॉल STM32 का उपयोग करके माइक्रोकंट्रोलर को लोड किया जा सकता है। पहले से चमकते डिमर को नियंत्रित करने के लिए, तीन तार पर्याप्त हैं, + 3.3 / + 5V। पहले पिन पर, तीसरे पर डेटा, छठी पर - पृथ्वी। फर्मवेयर में कंट्रोल पोर्ट की सेटिंग्स 38400 बॉड, 8 एन 1 हैं।

बेशक, डिमर का पहला संस्करण दोषों के बिना नहीं था। यह पता चला कि प्रति 12 वोल्ट पर एक संधारित्र 470 माइक्रोफ़ारड्स पर्याप्त नहीं है, यह एक भारी भार के साथ बहुत अधिक गरम करता है (खासकर अगर बिजली की आपूर्ति के तार इस तरह की धाराओं के लिए पतले होते हैं), हमें कुछ और अधिक जोड़े (अधिकतम अनुमेय वर्तमान के अनुसार) जोड़ने की आवश्यकता है। चीनी बिजली मॉड्यूल भी एक असफल समाधान निकला, मॉड्यूल में से एक बिना किसी स्पष्ट कारण के परीक्षणों के दौरान विफल रहा, मैं इसे टीपीएस 62177 पर एक कनवर्टर के साथ बदल दूंगा, इसके अलावा मैं एपी 1501 (24-> 12) में एक और वैकल्पिक कनवर्टर भी जोड़ूंगा, डिमर बिजली आपूर्ति के मामले से। 24 वोल्ट। ठीक है, आपको थर्मल आपूर्ति और असीम रूप से समायोज्य के साथ बिजली की आपूर्ति के लिए 120 मिमी के पंखे के लिए एक नियंत्रण सर्किट की आवश्यकता होगी (उन मामलों में जहां लोड अधिकतम के करीब है)। मैंने SI8641 चिप के साथ नियंत्रण बंदरगाह के जटिल गैल्वेनिक अलगाव को बदलने का भी फैसला किया।

सॉफ्टवेयर भाग में समस्याएं हैं - कभी-कभी सीरियल पोर्ट हैंग से पढ़ना, ब्लॉकिंग कंट्रोल (मैं अभी तक STM32 के साथ बहुत अनुभव प्राप्त नहीं कर पाया हूं), और प्रोटोकॉल बहुत मुहावरेदार हो गया है, हो सकता है कि मैं सामान्य एमक्यूटीटी को सामान करने की कोशिश करूं।

यहाँ एक परीक्षण बेंच (मेरे सामने के दरवाजे) पर एक डिमर का उपयोग करने का एक उदाहरण है, साथ में आईआर दूरी सेंसर (RGBW पट्टी का रंग और चमक समायोज्य है, दूरी के आधार पर, ओपनहैब के माध्यम से):



अगले लेख में मैं प्रत्येक चैनल पर वर्तमान खपत को मापने के द्वारा आठ-किलोवाट एसी भार की चार-चैनल स्विचिंग यूनिट के बारे में बात करूंगा, जिसमें बस्टेबल रिले (व्यर्थ में ऊर्जा की खपत कम करने के लिए) है।

खैर, मैं एक सकारात्मक नोट पर समाप्त करूँगा। जैसा कि यह निकला, डोमिनिकन गणराज्य में, 99% आइसोप्रोपिल या एथिल अल्कोहल को वॉशिंग सर्किट बोर्ड (और शुद्ध गैसोलीन) के लिए भी नहीं पाया जा सकता है। आप स्पष्ट रूप से आसुत जल के साथ 70% मिश्रित नहीं पा सकते हैं, जिससे दाग निकल जाते हैं। और आप अभी भी आसानी से 99.6% मिथाइल पा सकते हैं (मुझे नहीं पता कि वे इसे क्यों बेचते हैं, यह एक विलायक के रूप में उपयोग करने के लिए भी डरावना है - आप जोड़े में सांस ले सकते हैं)। मैंने डिस्टिल्ड वॉटर के साथ पहले डिमर बोर्ड को कुल्ला करने की कोशिश करने का फैसला किया, जिसे मैंने घरेलू सामानों की दुकान में खरीदा। सौभाग्य से, मुझे स्वाद के लिए आसवन की गुणवत्ता की जांच करने के विचार का एहसास नहीं हुआ। लेकिन सर्किट बोर्ड और जस्ती सिंक वास्तव में इसे पसंद नहीं करते थे जब मैंने उन्हें बैटरी इलेक्ट्रोलाइट (पानी की बोतलें इसके साथ शेल्फ पर खड़ा किया था, तो जाहिर है कि मैंने गलत को पकड़ लिया जब मैंने इसे टोकरी में रखा) ...