⛏️ 👆🏽 🤲🏾 Microondas digital de mecânica 😎 🐥 📄

Muitos de nós temos chalés de verão: alguém cultiva batatas, alguém repara e alguém os dois. Mas, sem dúvida, todo mundo puxa todo o lixo para lá (e de repente isso é útil!). A composição desse lixo heterogêneo inclui tudo, desde panos diferentes a ~~reatores termonucleares de~~ eletrodomésticos quebrados. A história de como restaurar um forno de microondas usando o Arduino Nano e um monte de tempo livre pode ser encontrada sob o corte (muitas fotos).

Era fim de outono e não havia muito o que fazer no país - eles estavam se preparando para o inverno. E após a transferência de vários tipos de lixo, deparei-me com um microondas, que foi levado para lá alguns anos atrás. Foi muito importante consertá-lo, pois não é muito conveniente aquecer alimentos durante os reparos no fogão - é muito mais fácil rolar um prato algumas vezes com um bebê assim e entrar em batalha!

Para descobrir o colapso, tive que realizar uma pesquisa com os pais sobre como e em que circunstâncias o micro-ondas quebrou e por que foi levado ao país. Aconteceu que o regulador com o temporizador quebrou. O desmantelamento mostrou a veracidade dessa conclusão: como resultado da constante abertura / fechamento, o contato queimou e começou a aquecer, como resultado, fundiu várias engrenagens, colocando o dispositivo em estado inoperante. Havia apenas uma pergunta: por que o regulador não foi substituído?

O Google mostrou que encontrar um elemento semelhante a um modelo específico é muito difícil. Portanto, naquele momento, foi decidido levá-la temporariamente para a cabana. Mas não estamos procurando maneiras fáceis: não procurei um novo regulador, mas decidi cortar o meu. Com blackjack e pães.

Um estudo dos artigos aqui e aqui sobre o arranjo de fornos de microondas mostrou que as microondas mecânicas são organizadas para desonrar simplesmente:

Os requisitos para o que o regulador do temporizador deve fazer (circulado pela linha pontilhada na figura ao centro) são muito simples:

Ajuste a potência do magnetron;
Anote a hora e desligue o forno após um temporizador;
Faça um som quando o cozimento estiver concluído.

A única coisa que quero observar em termos do esquema: é aproximado e pode diferir ligeiramente do estado real das coisas. Por exemplo, no meu modelo de forno de microondas, não há peças de baixa voltagem: existem 220 V em todos os lugares, então a ideia de usar apenas um retificador como fonte de energia para a placa desapareceu.

Analisamos cada item individualmente:

Regulador de potência

É impossível regular a potência do magnetron devido às características do seu dispositivo, mas de alguma maneira mágica a potência no microondas é regulada. Existem dois destes métodos:

ajuste do tempo de operação do magnetron, isto é, ligar e desligar por um tempo. Este método é usado em todos os fornos de microondas de baixo custo controlados mecanicamente;
inversor, mas não o consideraremos, pois isso se aplica a dispositivos caros e isso não é particularmente necessário no escopo do artigo.

O Google forneceu as características de tempo desses cronômetros:

como pode ser visto no artigo de acordo com o link, bem como a característica de tempo, para calcular o tempo de operação, é necessário dividir a potência total por 30 segundos e multiplicar pela potência de saída necessária, obtendo assim o tempo de operação do magnetron em a cada 30 segundos.

Resta apenas selecioná-lo especificamente para o meu modelo de micro-ondas, para o qual voltei ao manual do usuário, e tudo ficou muito mais simples lá - uma taxa de potência percentual foi fornecida.

E tendo recebido em conformidade:

Temporizador

Tudo é simples aqui: contamos o tempo, de acordo com o giro da alça, e desligamos o forno.

Ligar

Nenhum comentário. Somente na versão eletrônica é mais fácil usar um alto-falante.

Finalmente, depois de descobrir tudo o que precisa ser feito com a ajuda de um regulador de temporizador, chegou a vez do desenvolvimento. Depois de passar por várias opções, parei de usar o Arduino Nano como um dispositivo de controle. Muitos podem se opor e apontar para microcontroladores, mas eu sou preguiçoso na vida e não tenho tempo ou desejo de me envolver em assédio e lavagem de tábuas, programadores de solda etc., foi decidido deixar as canetas padrão como dispositivos de entrada, para não estragar a aparência do microondas. Como atuador, foi utilizado um módulo de relé de dois canais padrão para o Arduino.

Desenvolvimento

Quero notar imediatamente: este foi meu primeiro conhecimento com microcontroladores e a linguagem de programação da família "C". Eu escrevi código antes, mas era uma universidade e um pouco trabalhando para fins pessoais (VBA). Também li artigos sobre microcontroladores várias vezes e imaginei aproximadamente o que era. Mas pela primeira vez - "mãos", por assim dizer - tentei aqui.

A primeira coisa que eu queria era o consumo zero de energia durante o tempo ocioso, porque o fogão permaneceria no país e não havia desejo de puxar cada vez da tomada.

Porque todos os tipos de modos de espera, etc. Eu demiti imediatamente. E eu vim para este esquema:

Como você pode ver, existe um relé que liga e desliga com a placa Arduino, além de um botão que ignora o grupo de contatos. Funciona de maneira simples: quando você clica no botão, o circuito fecha e começa a alimentar a placa, a placa começa a executar um programa que "capta" a energia usando o relé, e a corrente flui através do grupo de contatos até que o relé seja desligado programaticamente.

Para ajustar a potência, planejava-se usar o método de desconectar o magnetron da energia usando um relé. A duração será definida pelo programa, dependendo do modo selecionado.

Em seguida, pensei nos sensores a partir dos quais os dados no temporizador atrasam e o valor da energia será obtido. Rejeitei quaisquer discos de código com acopladores ópticos, pois tudo isso é complicado para mim e, em geral, é desnecessário. Tendo estudado as informações disponíveis no arduino na rede, decidiu-se usar entradas analógicas e resistores variáveis comuns de 10 kOhm como sensores.

Como resultado, eles se levantaram idealmente após uma pequena alteração do caso em relação ao cronômetro antigo. O circuito final do dispositivo é aproximadamente o seguinte:

Implementação

Comecei procurando uma placa: comprei um clone do Arduino Nano pela Internet, depois pedi um módulo de relé, o restante dos componentes foi retirado de uma caixa de lixo embaixo da mesa. Decidi não estragar muito o interior do micro-ondas, porque após a inspeção percebi que havia espaço suficiente no painel frontal para colocar tudo o que precisava (não encaixava na fonte de alimentação de 12V).

Também decidi deixar os contatos e conectores para que fosse mais fácil desmontar no final. Para fixar os resistores variáveis dos quais os dados são obtidos, após reflexão, decidi usar o alojamento do regulador queimado, depois de sacudir o conteúdo e deixar apenas o mais necessário: contatos, eixo da alavanca do temporizador e pinhão da engrenagem de controle de potência.

Dobrar com segurança os contatos dentro do gabinete, para que não se toquem e as partes metálicas dos resistores variáveis, usando um dremel, perfuraram dois orifícios opostos à alavanca do temporizador e à engrenagem. Eu instalei resistores nesses orifícios, ficou bem tolerável:

Então peguei a alça: perfurei o eixo para que fosse firmemente colocada na alça do resistor variável, fiz o mesmo procedimento com a engrenagem. No final, tudo ficou surpreendentemente bem e confiável na primeira vez.

Então instalei o botão Iniciar - comprei um adequado por 9 UAH em branco.

Tendo recebido uma prancha em suas mãos, ele primeiro parou: como consertá-la? Os orifícios do perímetro são muito pequenos.

Queria que ela se segurasse com firmeza e, ao mesmo tempo, pudesse ser facilmente removida. Joguei fora a idéia de furar estupidamente, já que você nunca sabe - eu o queimaria e depois a interrompia ... Cheguei a uma solução elegante usando unhas pequenas, um pedaço de plástico macio e isolamento de um fio grosso:

colei toda a estrutura com epóxi no painel, em frente ao orifício USB o cabo que eu fiz anteriormente.

Em seguida, foi a vez do alto-falante, colado ao corpo do regulador. Também foi instalado um bloco de relés, que, a propósito, precisou ser colado, pois não era realista corrigi-lo no caso de uma maneira diferente. Após fiação meticulosa e solda de fios, foi obtido o seguinte projeto:

Como o microondas no momento da escrita está no país, não há como mostrar a unidade pronta com um relé. O local da instalação é mostrado condicionalmente.

Em seguida, foram adicionados um circuito de energia e uma fonte de alimentação de 12V que alimentava a placa Arduino, além de um bloco de relés através de um resistor de resfriamento. Eles tiveram que ser separados por energia devido ao fato de que, por razões desconhecidas, a placa foi reiniciada ao tentar apertar os dois relés ao mesmo tempo. Como resultado, liguei a alimentação removendo separadamente o jumper na unidade de relé, que era alimentada diretamente pelo arduino.
Após testar toda a montagem, verificou-se que a placa da fonte de alimentação não se encaixa no painel de forma alguma. Desesperado e enlouquecido, sacudi-o com uma fita elétrica azul mágica e coloquei-a no fundo do microondas. Prenda-o com fita adesiva adicional para que não pendure durante o transporte. A fonte de alimentação foi retirada do antigo interruptor 12V 1A, estava em boas condições, mas com um fio quebrado levemente e uma caixa quebrada. Nem um nem o outro eu precisava, porque ele veio a calhar.

Você pode ver tudo na montagem abaixo (a unidade com o relé nunca entrou no quadro):

Parte do software

Eu realmente não sei programar, porque se alguém puder otimizar o código do programa que eu escrevi, eu imploro. Ficarei feliz em ouvir suas idéias, mas como elas dizem: "Sou artista - vejo isso".

Como eu sabia apenas sobre os idiomas da família C, que existem as palavras nulo, #include e muitos parênteses, no começo isso funcionou com dificuldade.

No entanto, o texto do programa nasceu e o microondas funcionou como esperado. Não vou me aprofundar no texto do programa: ele pode ser baixado aqui . Vou explicar apenas os princípios.

No começo, tendo estudado a sintaxe, pensei que tudo poderia ser escrito em 4 linhas através do atraso de atraso (), mas depois descobriu-se que era uma má idéia, pois o atraso realmente interrompeu o programa e não respondeu a irritantes externos, mas eu queria no processo, a qualquer momento, era possível desligar o microondas girando o botão para a posição "0". Portanto, eu vim com uma maneira mais complicada.

Eu usei a função millis (), que retorna o número de milissegundos desde o início do programa. Medindo o tempo desde o início do programa em cada iteração, esse tempo foi comparado várias vezes com os valores definidos, que por sua vez foram definidos pelas posições dos botões de controle. Além disso, para o temporizador e a energia, esses valores são obtidos uma vez quando a energia é ligada e, no ciclo do próprio programa, a posição da alavanca do temporizador é constantemente monitorada: se a descarga se tornar igual a um valor de 0 a 4, próximo à posição zero da alavanca, a energia será desligada.

No ciclo de desligamento do temporizador, quando o programa ultrapassa o valor definido, um sinal sonoro é emitido primeiro e depois a energia é desligada.

No ciclo do controlador de potência, são adicionados 30 segundos ao tempo no início da operação e o valor obtido é constantemente comparado com o tempo atual. Quando excedido, 30 segundos são adicionados novamente e o magnetron é ligado / desligado, dependendo da posição, após o que tudo é repetido novamente. Assim, são realizados intervalos de 30 segundos nos quais o botão liga / desliga controla a duração do magnetron.

Como resultado da operação, esse momento foi percebido: do pressionamento de um botão para “pegar” a placa de energia, leva cerca de 2 segundos. Para saber exatamente quando o botão pode ser liberado, no início do programa, um sinal de áudio foi inserido após o relé ser ligado.

Concluindo, quero observar o seguinte:

Vantagens de um projeto como esse:

- Confiabilidade: o número mínimo de peças móveis garante que tudo funcione por um longo tempo e de forma confiável.
- Flexibilidade: a qualquer momento, você pode melhorar o firmware e preenchê-lo simplesmente conectando um cabo USB.
- Manutenção: todas as peças podem ser adquiridas sem problemas e com baixo custo.
- Prática em programação de microcontroladores.
- Simplicidade de design para repetição.

Desvantagens:

- Tem que ser gasto tempo: para quem isso é um hobby, esse item não parecerá especialmente importante para ele.
- Provavelmente, depois de algum tempo, o relé falhará: a carga é indutiva, se acenderá e queimará com o tempo, mas encontrar um relé para 40 UAH é muito mais fácil do que um temporizador mecânico, que também custa cerca de 150 UAH.
- Início atrasado: quando pressionado, é necessário aguardar alguns segundos até o relé "captar" a energia, enquanto a placa já está girando, mas isso é um pagamento pelo fato de não consumir nada em um forno simples.
- Característica não linear de resistores variáveis: usado o que estava disponível, como resultado, era necessário inserir manualmente valores para cada intervalo de posições dos botões do temporizador.
- O botão do temporizador não volta à sua posição original: é impossível estimar o tempo restante até a conclusão do aquecimento.

Como abaixo nos comentários, aconselhamos NÃO SE ESQUEÇA!

1) na saída de um transformador de alta tensão, você tem uma alta tensão da ordem de vários quilovolts - isso é mortal. Portanto, sempre incluindo na rede, verifique se tudo está conectado corretamente e apenas com a tampa da caixa fechada. Ao manusear dentro - verifique se o plugue está desconectado e não toque nos terminais do capacitor.

2) Não se esqueça que o magnetron não é apenas algum tipo de carga; se você violar os parâmetros calculados de sua fonte de alimentação, a frequência de geração pode mudar, o filtro da porta da câmara de trabalho para de funcionar e o fogão irradia para fora - portanto, observe os períodos no regulador de energia - não tente muito rápido comutação - a primeira: você usa rapidamente os contatos do relé, a segunda - o transformador não terá tempo para ir para o modo apropriado de operação.

3) Nunca ignore os circuitos de proteção da porta! embora eu não tenha mostrado no artigo e nos diagramas, mas todas as inclusões são feitas através dos circuitos de fonte de alimentação regulares do antigo regulador

4) Pessoas sem qualificações adequadas não devem reparar, modificar fornos de microondas. Realize todas as operações por seu próprio risco e risco - se você não entender, é melhor não se intrometer. Esta é a regra de ouro para lidar com qualquer equipamento em geral.

Aguardo críticas nos comentários e sugestões para melhorar o sistema de controle de microondas.