ساخت محافظ حرفه ای ولتاژ
در این بخش تیم الکترونیک و برنامه نویسی الکترونیک ۹۸, اقدام به طراحی و انتشار پروژه ای کاربردی و حرفه ای با عنوان, ساخت محافظ حرفه ای ولتاژ با قابلیت نمایش ولتاژ شبکه, برای شما علاقه مندان به پروژه های میکروکنترلر AVR کرده است. یکی از دلایل اصلی سوختن وسایل و تجهیزات الکترونیکی که با برق شهری کار می کنند، مانند تلویزیون، یخچال، کامپیوتر و… تغییرات لحظه ای ولتاژ شبکه برق شهری است.
به عنوان مثال به دلایل مختلفی (بیشتر در کلان شهرها یا مناطق صنعتی) مواقعی پیش می آید که برق شهری با افت ولتاژ روبرو می شود و برای لحضاتی کوتاه یا بلند ولتاژ برق شهری از 220 ولت به 170 ولت یا حتی کمتر افت می کند. گاهی اوقات نیز ممکن است با افزایش ولتاژ شبکه روبرو شویم و ولتاژ برق شهری برای لحظات کوتاهی از 220 ولت به 240 ولت و حتی بیشتر افزایش پیدا کند، که در نتیجه این تغییرات ولتاژ باعث صدمه زدن به وسایل و تجهیزات الکترونیکی و برقی می شود.
به همین علت متخصصین برای جلوگیری از صدمات ناشی از تغییرات لحظه ای ولتاژ برای بیشتر تجهیزات و لوازم برقی انواع مختلفی محافظ ولتاژ طراحی و روانه بازار کردند، که امروزه هر یک از ما یک نمونه از محافظ های ولتاژ را در خانه های خود داریم که تلویزیون، کامپیوتر، یخچال و بسیاری از تجهیزات دیگر برقی خود را توسط آن ها به برق شهری متصل می کنیم.
عملکرد محافظ ولتاژ
وظیفه اصلی یک محافظ ولتاژ حفاظت وسایل و تجهیزات برقی از نوسانات احتمالی برق شهری است، به عنوان مثال اگر ولتاژ شبکه برای لحظه ی کوتاه (کمتر از یک ثانیه) با افت ولتاژ و یا افزایش ولتاژ روبرو شود، محافظ ولتاژ به صورت اتوماتیک برق مصرف کننده های را قطع می کند و طی یک مدت زمان معین دوباره برق را متصل می کند. به این ترتیب وسایل و تجهیزات برقی از نوسانات مخرب احتمالی ولتاژ شبکه در امان می مانند.
نقشه شماتیک پروژه
لیست قطعات مورد نیاز
مقاومت 1 کیلو اهم با توان 0.25 وات و تلرانس 5 درصد | 2 عدد |
مقاومت 330 اهم با توان 0.25 وات و تلرانس 1 درصد | 3 عدد |
مقاومت 1 مگا اهم با توان 0.25 وات و تلرانس 5 درصد | 1 عدد |
مقاومت 100 کیلو اهم با توان 0.25 وات و تلرانس 1 درصد | 1 عدد |
مقاومت 68 کیلو اهم با توان 0.25 وات و تلرانس 5 درصد | 1 عدد |
مقاومت 15 کیلو اهم با توان 0.25 وات و تلرانس 1 درصد | 1 عدد |
پتانسیومتر خوابیده 10K کیلو اهم تکدور مدل DIP | 2 عدد |
دیود 1N4007 | 3 عدد |
پل دیود گرد با ولتاژ 1000 ولت و جریان 2 آمپر | 1 عدد |
خازن عدسی 100nF نانوفاراد | 2 عدد |
خازن الکترولیتی 470uf میکروفاراد 16 ولت | 2 عدد |
خازن الکترولیتی 100uf میکروفاراد 50 ولت | 1 عدد |
رگولاتور ولتاژ 5 ولت L7805 | 1 عدد |
میکروکنترلر ATMEGA8A-PU مدل DIP تایوانی با 28 پایه | 1 عدد |
ترانزیستور 2N3904 نوع NPN | 1 عدد |
سوکت آی سی 28 پایه باریک مدل معمولی | 1 عدد |
ترمینال پیچی 2 پین مدل KF300 رنگ آبی | 2 عدد |
ترمینال پیچی 3 پین مدل KF300 رنگ آبی | 1 عدد |
لامپ LED قرمز سایز 5mm میلی متر مدل مات | 1 عدد |
لامپ LED سبز سایز 5mm میلی متر مدل مات | 1 عدد |
لامپ LED زرد سایز 5mm میلی متر مدل مات | 1 عدد |
کریستال ساعت 32.768KHz کیلوهرتز | 1 عدد |
رله 12V ولت معمولی تک کنتاکت با جریان 10 آمپر | 1 عدد |
LCD کاراکتری مدل 16×2 با Backlighting آبی | 1 عدد |
پین هدر نری صاف 1x40 با ارتفاع 11 میلیمتر - مشکی | 1 عدد |
پین هدر مادگی صاف 1x40 با فاصله پایه 2.54 میلیمتر - مشکی | 1 عدد |
لامپ LED قرمز سایز 3mm میلی متر مدل مات | 1 عدد |
بازر 5 ولتی با اسیلاتور داخلی | 1 عدد |
آداپتور 12V ولت 2A آمپر مدل بین راهی ساخت ایران | 1 عدد |
نقشه جاگذاری قطعات بر روی برد PCB
لیست ابزار آلات و تجهیزات مورد نیاز
هویه | 1 عدد |
سیم لحیم | 1 عدد |
کف چین | 1 عدد |
قلع کش | 1 عدد |
شرح عملکرد پروژه
در این پروژه سعی داریم تا با استفاده از میکروکنترلر ATmega8 که برنامه آن به زبان بیسیک BASIC و در نرم افزار BASCOM-AVR نوشته شده است، یک محافظ ولتاژ بسیار حرفه ای با قابلیت نمایش ولتاژ برق شهری بر روی یک LCD کاراکتری طراحی کنیم. عملکرد پروژه طراحی شده به اینگونه است که مدار همانند یک ولت متر AC مدام ولتاژ برق شهری را اندازه گیری می کند و اگر ولتاژ برق شهری در محدوده 200 تا 230 ولت باشد، خروجی رله را پس از زمان 1 الی 10 دقیقه فعال می کند. البته کاربر می تواند زمان ذکر شده را توسط یک ولوم که در مدار پروژه تبعیه شده است تنظیم کند.
زمانیکه برق قطع می شود برای وصل شدن مجدد باید ولتاز ورودی در محدوده 200 تا 230 ولت باشد تا مدار رله شما را فعال کند. برای نمایش ولتاژ شبکه و وضعیت دستگاه به غیر از LCD کاراکتری از سه ال ای دی LED و یک Buzzer استفاده شده است. همچنین شما می توانید به راحتی محدوده مجاز ولتاژ و زمان راه اندازی دستگاه را مطابق نظرتان تغییر دهید.
لازم به ذکر است فایل شبیه ساز این پروژه نیز که با نرم افزار Proteus 8 Professional طراحی شده، پیوست فایل پروژه جهت دانلود قرار داده شده است، که می تواند شما را در یادگیری هر چه بهتر مدار و نحوه عملکرد آن یاری نماید.
ویدیو آموزش راه اندازی و نحوه عملکرد پروژه
تهیه پروژه به صورت کیت آماده به کار و مونتاژ شده
در صورتیکه تجهیزات و یا زمان لازم برای ساخت پروژه را ندارید می توانید این پروژه را به صورت یک کیت آماده به کار و مونتاژ شده از فروشگاه اینترنتی آی سی98 با قیمت و کیفیت مناسب به صورت آنلاین سفارش دهید. برای خرید و سفارش آنلاین پروژه می توانید اینجا کلیک کنید.
دانلود مستندات پروژه
توجه: به دلیل توقف فعالیت سایت امکان دریافت پروژه وجود ندارد.
سلام استاد اکبری خسته نباشید. قربان سوالی داشتم اینکه میشه خروجی رله رو مثلا به یخچال یا لامپ ۲۲۰ ولت و این طور چیزا وصل کرد یا نه؟ ممنون میشم جواب بدید.
با سلام و احترام
می توانید همانند تصویر زیر عمل کنید:
سلام خیلی ممنونم قربان لطف کردید
سلام وقت بخیر من با اتو ترانس به این دستگاه ورودی دادم وقتی ولتاژ رو تغییر میدم مثلا از ۲۰۰ میرم به ۲۶۰ خیلی زمان میبره تا رله قطع کنه حداقل چهار ثانیه بیزحمت راهنمایی کنید چطور این تاخیر رو رفت کنم که سریع واکنش بده لطفا راهنمایی بفرمایید
سلام وقت بخیر من با اتو ترانس به این دستگاه ورودی دادم وقتی ولتاژ رو تغییر میدم مثلا از ۲۰۰ میرم به ۲۶۰ خیلی زمان میبره تا رله قطع کنه حداقل چهار ثانیه لطفا کم.ک کنید
با سلام و احترام
برای افزایش سرعت عملکرد مدار، راهکارهای متفاوتی وجود دارد که در زیر به آن اشاره می شود:
1- استفاده از کریستال خارجی 16MHz
2- کاهش زمان سرریز شدن وقفه تایمر در برنامه
3- افزایش سرعت بررسی ولتاژ در برنامه با کاهش تعداد نرخ نمونه برداری
لازم به ذکر است اعمال روش های بالا در برنامه نیازمند ویرایش و توسعه برنامه است که برای این منظور باید به زبان برنامه نویسی پروژه تسلط کافی داشته باشید.