खपत मीटरिंग के साथ 8 किलोवाट 4-चैनल एसी स्विच। भाग 1

एक बड़े घर को स्वचालित करने के लिए, शक्तिशाली भार को चालू / बंद करने का कार्य दिखाई दिया - पूल पंप, बॉयलर और यहां तक ​​कि एक पूरे के रूप में अतिथि कक्ष (जब कोई भी उनमें नहीं रहता है), और मैं भी उन ऊर्जा की मात्रा जानना चाहता था जो उन्होंने खपत की थी। लेकिन आवश्यक विशेषताओं (और यहां तक ​​कि उनके करीब) के साथ कोई तैयार उपकरण नहीं थे। मुझे खुद इसका आविष्कार करना था। पहला संस्करण बहुत उपयोगी नहीं निकला, लेकिन यह दिखाया गया कि थोड़ा सा काम और आपको पूरी तरह से तैयार डिवाइस मिलता है।



सच कहूं, तो मुझे शक्तिशाली एसी डिवाइस बनाने का कोई अनुभव नहीं है। इसलिए, जब इस उपकरण को विकसित कर रहा था, तो मैंने इसे अधिकतम - बिजली गिराने वाले, सुरक्षित शक्तिशाली तांबे के टायरों के लिए डिज़ाइन किए गए चौड़े रास्तों को चलाने की कोशिश की, जो बोर्ड की मध्यवर्ती परतों में परिरक्षण करते थे। पहले संस्करण में, कुछ अतिरिक्त त्रुटियां और त्रुटियां थीं (उदाहरण के लिए, बिजली की आपूर्ति मॉड्यूल वोल्टेज आउटपुट 1 और Vout1 पर डेटाशीट में - समान नहीं था, इसलिए मुझे पटरियों को काटना पड़ा, और मैंने माइक्रोफ़ोन कनेक्टर को केवल गलत तरीके से विभाजित किया, इसलिए इस पर पोर्ट नहीं हुआ। यह काम करता है)।

स्विचिंग के लिए, 80-एम्पीयर बिस्टेबल रिले EW80 को चुना गया। मुझे कहना होगा कि चुनाव बहुत सफल नहीं है - मामला टपका हुआ है और उच्च आर्द्रता की स्थानीय परिस्थितियों में अनुपयुक्त हो सकता है। दुर्भाग्य से, उपलब्ध आपूर्तिकर्ताओं से शक्तिशाली बिस्टेबल रिले का विकल्प बहुत बड़ा नहीं है, इसलिए आपको प्रत्येक रिले को अलग से, या पूरे मामले को सील करना होगा। नियंत्रण कुंजी के रूप में, मैंने ADP3624 मॉस्फ़ेट ड्राइवरों (रिले की प्रत्येक जोड़ी के लिए एक) को हाथ में लिया, जो दोनों ध्रुवों में विंडिंग पर वोल्टेज लगाने और ट्रिपिंग के बाद उन्हें डिस्कनेक्ट करने की अनुमति देते हैं। ACS759-100 हॉल सेंसर एक कम-पावर ट्रांसफार्मर के माध्यम से खपत और लाइन वोल्टेज को मापते हैं। ADC और कंट्रोल माइक्रोकंट्रोलर के रूप में STM32F373CBT6 है।

तैयार डिवाइस के कनेक्शन को सरल बनाने के लिए, इनपुट वोल्टेज एक कनेक्टर को आपूर्ति की जाती है, और बोर्ड पटरियों पर टांका लगाने वाली 7x3 मिमी तांबा बसों को सभी स्विचिंग चैनलों तक बढ़ाया जाएगा। लोड करने के लिए संभवतः बहुत लंबे तारों (कई दसियों मीटर) की स्थितियों में, एक ही समय में शून्य और चरण दोनों को स्विच करने का निर्णय लिया गया था ताकि हस्तक्षेप, विकृतियों और बस सुरक्षा के साथ समस्याओं से बचा जा सके। चूंकि बोर्ड को बाहरी सुरक्षा उपकरणों ("प्लग", आरसीडी) के बिना संचालित करने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, इसलिए इस पर कोई सुरक्षा तत्व नहीं हैं, केवल उच्च-वोल्टेज आवेगों के खिलाफ सुरक्षा के लिए बिजली गिरफ्तारी हैं। प्रत्येक चैनल में एक संकेतक एलईडी है, एक सिग्नलिंग सर्किट ("ट्वीटर" और बाहरी लोड के 10 एम्पीयर के लिए एक रिले) भी है, लेकिन सॉफ्टवेयर में उनके उपयोग को अभी तक लागू नहीं किया गया है।

डिवाइस को गैल्वेनिक आइसोलेशन के साथ एक सीरियल पोर्ट के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है (सैद्धांतिक रूप से यह एक यूएसबी पोर्ट का उपयोग करना संभव है), मेरे डिमर के समान एक साधारण प्रोटोकॉल के साथ। मैं इसे बाद में एमक्यूटीटी-ओवर-सीरियल के साथ बदल दूंगा।



मुझे तुरंत यह कहना चाहिए कि सर्किट बहुत सफल नहीं हुआ और अगले संस्करण में थोड़ा बदल जाएगा - वर्तमान सेंसर को नियंत्रित करने के लिए 3.3 वोल्ट की वोल्टेज स्थिरता और नियंत्रक आलोचना के लिए खड़ा नहीं होता है, जो दसियों वाट (एक लोड के साथ भी) में बिजली को मापने में त्रुटियों की ओर जाता है। सबसे अधिक संभावना है कि मैं प्रत्येक सेंसर के लिए संदर्भ वोल्टेज 3.3v के स्थिर स्रोतों को अलग से आपूर्ति करूंगा। यह नियंत्रक में 16-बिट एडीसी का उपयोग करने के लायक भी हो सकता है, लेकिन, दुर्भाग्य से, इसकी गति बहुत अधिक नहीं है - अब वर्तमान और वोल्टेज को लगभग 5000 बार प्रति सेकंड मापा जाता है, जिसे सैद्धांतिक रूप से 16-बिट के साथ किया जा सकता है, लेकिन मैं स्थिर हासिल करने में कामयाब नहीं रहा हूं। डीएमए के माध्यम से कई चैनलों के साथ उनका काम।

प्रत्येक दस सेकेंड में एक बार कंट्रोलर फर्मवेयर प्रत्येक चैनल पर लोड खपत पर डेटा प्रदर्शित करता है और चैनल को चालू और बंद करने के लिए कमांड प्राप्त करता है। सॉफ्टवेयर बहुत कच्चा है, इसे क्रम में फिर से तैयार करना होगा और विभिन्न नियंत्रण कार्यों को जोड़ना होगा (उदाहरण के लिए, नेटवर्क में ओवरवॉल्टेज, ओवरलोड, बोर्ड की ओवरहीटिंग, आदि)।

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