کنترل توان مصرف کننده های AC به صورت دیجیتالی با AVR

کنترل توان مصرف کننده های AC

در این بخش دانلود پروژه کنترل توان مصرف کننده های AC به صورت دیجیتالی با میکروکنترلر AVR, توسط تیم الکترونیک و برنامه نویسی الکترونیک ۹۸ برای شما علاقه مندان به پروژه های میکروکنترلر AVR آماده شده است. امروزه, می توان انواع قطعات الکترونیک توان بالا را, که در ولتاژها و جریان های بزرگ استفاده می شوند, در بازار تهیه کرد. ترایاک ها (Triacs), تریستورها (Thyristors) و ترانزیستورها و ماسفت های قدرت از جمله این قطعات صنعتی هستند. در این میان, تریستورها و ترایاک ها بیشتر در ولتاژ AC و کنترل توان مصرف کننده های برق شهری و برق صنعتی کاربرد دارند.

ماسفت ها و ترانزیستورهای قدرت نیز بیشتر در مدارات سوئیچینگ و اینورترها به کار می روند. در این پروژه ما با استفاده از ترایاک و میکروکنترلر AVR اقدام به طراحی یک مدار جهت کنترل توان مصرف کنندهای AC (برق شهری) و صنعتی همانند: کنترل سرعت موتورهای AC و یا کنترل میزان شدت روشنایی لامپ های رشته ای به صورت دیجیتالی با استفاده از تغییر کمیت فرکانس کرده ایم. همچنین شما دانشجویان رشته های برق و قدرت و یا الکترونیک می توانید جهت ارائه پروژه های دانشجویی خود از این پروژه حرفه ای و البته بسیار کاربردی استفاده نمائید.

بعد قبل
کنترل توان مصرف کننده های AC به صورت دیجیتالی با AVR
کنترل توان مصرف کننده های AC به صورت دیجیتالی با AVR
کنترل توان مصرف کننده های AC به صورت دیجیتالی با AVR
کنترل توان مصرف کننده های AC به صورت دیجیتالی با AVR

کنترل توان مصرف کننده های AC به صورت دیجیتالی با AVR
بعد قبل

رله جامدات

شاید تا به حال با این واژه برخورد کرده و یا از نزدیک یک رله جامد را دیده باشید, در حقیقت رله های جامد در رشته های برق و قدرت همان کنتاکتورها هستند البته با ظاهری کاملا متفاوت! در ساخت رله های جامد از هیچ گونه قطعه مکانیکی استفاده نشده است و اندازه آن بسیار کوچک تر از یک کنتاکتور است. یک رله جامد ممکن است از یک تریستور و یا ترایاک با جریان بالا به همراه چند مقاومت و خازن ساخته شده باشد, البته در جریان های بالاتر از 25 آمپر و ولتاژ های بیشتر از 800 ولت از تریستورها استفاده می شود.

امروزه در ساخت قطعات صنعتی (الکتروتکنیک) رله ها و کنتاکتور ها جای خود را به رله های جامد با اندازه بسیار کوچک, وزن بسیار سبک, قیمت پایین تر, خرابی بسیار کم به دلیل عدم استفاده از قطعات مکانیکی, بدون سر و صدا و لرزش و… داده اند. از موارد استفاده رله های جامد در موارد صنعتی می توان بیشتر به کنترل مصرف کننده های AC با توان بالا توسط قطعات الکترونیکی با ولتاژ ها و جریان های بسیار پایین اشاره نمود.

نقشه شماتیک ساخت یک رله الکترونیکی با ترایاک

در مدار نمایش داده شده در تصویر زیر ما با استفاده از یک ترایاک یک مصرف کننده AC با حداکثر جریان 25 آمپر و ولتاژ حداکثر 800 ولت را با استفاده از یک میکروکنترلر AVR خاموش و روشن می کنیم.

نقشه شماتیک ساخت یک رله الکترونیکی با ترایاک

در مدار بالا آی سی MOC3021 در حقیقت یک جداساز نوری می باشد, که با استفاده از آن مدار قدرت را از مدار فرمان به صورت کامل ایزوله (جدا) می کنیم. عملکرد تراشه به این صورت است که با اعمال ولتاژ مناسب بین پایه 1 و 2, دیود نورانی درون تراشه روشن می شود و در نتیجه ترایاک نوری داخل تراشه تحریک می گردد. گفتنی است که هیچ ارتباط الکتریکی بین دیود فرستنده و ترایاک گیرنده وجود ندارد و اپتو ترایاک موجود در آی سی MOC3021, صرفا از طریق دریافت نور دیود نورانی آتش می شود.

در تصویر بالا چگونگی استفاده از MOC3021 را در راه اندازی بارهای قدرت از نوع مقاومتی نمایش می دهد. در این مدار از ترایاک Q8025R5 برای راه اندازی یک بار صنعتی با حداکثر جریان 25 آمپر استفاده شده است. در این مدار, گیت ترایاک با استفاده از جداسازی نوری و از طریق یک سیگنال دیجیتال (0 و 5 ولت) توسط میکروکنترلر AT90S2323 از خانواده میکروکنترلرهای AVR تحریک می شود. به عنوان مثال, اگر در مدار بالا پایه یک تراشه MOC3021 را توسط پایه PB0 میکروکنترلر AVR یک کنیم, در صورتی که ولتاژ 220 ولت برق شهری مطابق شکل متصل باشد, مصرف کننده AC از نوع مقاومتی روشن (فعال) می شود.

تغییر توان مصرف کننده AC با تغییر زاویه آتش

در مدار بالا می توان با تغییر زاویه آتش ترایاک میزان جریان عبوری و در حقیقت توان مصرف کننده AC را کنترل نمائیم, به عنوان مثال اگر مصرف کننده AC یک لامپ رشته ای در نظر گرفته شود می توان با تغییر زاویه آتش ترایاک بر روی پایه G این تراشه میزان نور لامپ را تغییر دهیم. زاویه آتش می تواند (α) می تواند از صفر تا Π تغیر کند. اگر مقدار α برابر صفر باشد بیشترین جریان موثر از لامپ عبور می کند و در نتیجه نور لامپ, حداکثر است و اگر α برابر Π باشد, جریان موثر عبوری از لامپ برابر صفر و در نتیجه لامپ خاموش است. بنابراین با انتخاب زاویه آتش بین صفر تا Π می توان شدت نور لامپ را از حداکثر تا صفر تغییر داد.

پس تا به اینجا نتیجه می گیریم برای کنترل نور لامپ باید زاویه آتش را تغییر دهیم, به عبارت دیگر, لازم است در هر سیکل ولتاژ برق شهر, ترایاک را با زاویه آتش مناسب تحریک کنیم. از طرفی, مدار کنترل کننده دیجیتال, که در سمت چپ اپتوکوپلر نشان داده شده است (مدار بالا), هیچ ارتباطی با ولتاژ AC برق شهر ندارد و اصولا از یک ولتاژ DC (معمولا 5 ولت) استفاده می کند, بنابراین به مداری نیاز داریم که عبور از صفر را در ولتاژ برق شهر تشخیص دهد. بعد از این, کار نسبتا ساده است و با استفاده از یک فرآیند زمان بندی می توان زاویه آتش مناسب را به دست آورد و در نتیجه در زاویه آتش مناسب, گیت ترایاک را تحریک کرد.

نقشه شماتیک مدار تشخیص دهنده عبور از صفر

مدار تشخیص دهنده عبور از صفر (Zero Cross Detector) را می توان به روش های متعددی ساخت. نمونه ای ساده از این مدار, در شکل زیر نشان داده شده است. همانطور که ملاحظه می شود, توسط یک ترانس کاهنده از ولتاژ برق شهری نمونه برداری می شود و در خروجی مدار, پالس هایی را دریافت می کنیم که دقیقا در زمان عبور ولتاژ از سطح صفر تولید می شوند.

نقشه شماتیک مدار تشخیص دهنده عبور از صفر

توسط پتانسیومتر PV1, می توان پهنای پالس ها را تنظیم کرد. هر چه پالس های تولید شده توسط مدار تشخیص عبور از صفر تیزتر باشند, دقت در اندازه گیری و تولید زمان تحریک شدن گیت بیشتر و خطا کمتر می شود. از این به بعد, همه چیز به عهده برنامه میکروکنترلر ATmega8 که به زبان بیسیک BASIC و در محیط نرم افزار BASCOM-AVR نوشته شده است، می باشد. همانطور که در نقشه شماتیک کامل پروژه نشان داده شده است, پالس های ناشی از عبور از صفر ولتاژ برق شهر, به پایه وقفه خارجی میکروکنترلر انتقال می یابد, بنابراینمیکروکنترلر باید طوری برنامه ریزی شود که بعد از دریافت وقفه با زمان بندی مناسب, زاویه α دلخواه را تولید کند و سپس گیت ترایاک را تحریک نماید.

نحوه راه اندازی و آزمایش پروژه

مدار پروژه طوری طراحی شده است که می تواند نور یک عدد لامپ 100W با ولتاژ 220 ولت AC یا سرعت یک موتور AC به سه حالت دلخواه به شرح زیر کنترل نماید:

حالت اول – کنترل نور لامپ به صورت آنالوگ , توسط چرخش یک پتانسیومتر.

حالت دوم – کنترل نور لامپ به صورت دیجیتال, توسط دو میکرو سوئیچ UP و DOWN.

حالت سوم – کنترل نور لامپ به صورت هوشمند بسته به میزان نور محیط با استفاده از یک سنسور نوری LDR.

هر یک از سه حالت کنترل نور لامپ را می توان با فشار دادن میکرو سوئیچ Select انتخاب کرد.

ویدیو ضبط شده از نحوه راه اندازی و عملکرد پروژه

توجه : نکته بسیار مهم در ساخت این پروژه, این است که مدار تغذیه دقیقا باید مشابه با مدار تغذیه نشان داده شده در نقشه شماتیک پروژه متصل شود. در غیر اینصورت مدار آشکار ساز سطح صفر کارایی خود را از دست می دهد و عملا همزمان سازی تحریک گیت ترایاک سیگنال AC غیر ممکن خواهد بود. بنابراین نمی توان از یک تغذیه 5 ولت DC برای راه اندازی مدار کنترل استفاده کرد و باید یک ترانس کاهنده را مطابق نقشه شماتیک پروژه به کار گرفت.

 اطلاعات پروژه

 نام پروژه : کنترل توان مصرف کننده های AC به صورت دیجیتالی با AVR

 محتویات فایل پروژه : فیلم آموزش راه اندازی و نحوه پروگرام کردن میکروکنترلر/ فایل برنامه نوشته شده در محیط BASCOM-AVR به زبان بیسیک BASIC / فایل مدار چاپی (PCB) پروژه در قالب PDF و طرح اصلی طراحی شده در نرم افزار Proteus / فایل 15 صفحه ای PDF به زبان فارسی شامل توضیحات کامل پروژه همانند سخت افزار و برنامه پروژه / نرم افزار های مورد نیاز

 حجم فایل پروژه : حجم فایل پروژه : 4.8 مگابایت / حجم ویدئو : 152 مگابایت

 رمز فایل پروژه : www.electronics98.com

 نویسنده : فرهاد اکبری

 تاریخ انتشار : 18 آگوست 2019

 آخرین بروزرسانی پروژه : -

 نحوه دریافت فایل : بلافاصله بعد از پرداخت می توانید این فایل را از سرورهای پرقدرت سایت الکترونیک 98 با لینک مستقیم دانلود نمائید, همچنین در پایان عملیات خرید, لینک های دانلود و رسید خرید به آدرس ایمیل شما ارسال می گردد.

توجه: به دلیل توقف فعالیت سایت امکان دانلود پروژه غیرفعال می باشد!

29 دیدگاه

  1. سلام. ببخشید من لازم دارم لامپ 200 وات رشته ای رو کنترل کنم. مداری ندارید؟ یا نمیشه همین رو تغییر داد؟

  2. سلام.من لازم دارم لامپ 200 وات رو کنترل کنم و مدار هم دقیقا همین باشه، لطفا میشه یه راهی ارایه بدهید؟؟

  3. سلام دوست عزیز
    خیر با این مدار می توانید حداکثر 100 وات را کنترل کنید، برای کنترل توان های بالاتر باید به دنیال یک تراشه اپتوکوپلر با توان کاری بالاتر بگردید و با تراشه MOC3021 در مدار، تعویض کنید.

  4. ممنون میشم یه تراشه با توان بالاتر معرفی کنید ک لامپ ۲۰۰ رو بشه کنترل کرد ، من مبتدی ام

  5. سلام. یخواستم پروژه شما رو خریداری کنم. فقط چند سوال داشتم
    1) امکان کنترل شدت روشنایی با پالس pwm هست؟
    2) اگر با pwm قابلیت کنترل دارد، ایا محدودیت تو حداقل و حداکثر فرکانس pwm دارد؟

  6. سلام دوست عزیز
    در این پروژه به سه شیوه شما می توانید شدت روشنایی را کنترل نمایید:
    1) دو کلید موجود بر روی برد
    2) ولوم موجود بر روی برد
    3) حالت اتوماتیک با توجه به میزان روشنایی محیط که توسط سنسور LDR اندازه گیری می شود.
    امکان کنترل روشنایی با استفاده از پالس PWM امکانپذیر نیست.

  7. سلام جناب آقای اکبری اگر بخواهیم فقط سی درصد ازنور ویا دور موتور کم شود باید چکار گنم وهم قدرت آن اضافه شود چه تریاک وقطعه ای جایگزین کنم مدارمن کاملا کارکرد ممنون ازاین بابت

  8. سلام دوست عزیز
    با توجه به وجود ولوم در مدار تنظیم قدرت بر روی 30 درصد کار سختی نیست تنها کافی است مقدار یک دور چرخش کامل ولوم را 100 درصد در نظر بگیرید و سپس ولوم را به اندازه 30 درصد آن بچرخانید. همچنین برای افزایش قدرت مدار باید از یک اپتوکوپلر (جداساز نوری) با جریان دهی بالاتر استفاده کنید.

  9. سلام خواهش میکنم سوالمو جواب بدین مهندس
    من یک اتمگا ۸ دارم و یک ال سی دی کاراکتری و یک ماژول gy30 برای کنترل نور محیط . من اومدم تو برنامه یک pid کنترل نوشتم که فید بکش رو از ماژول gy30 میگیرم و یک ترایاک رو از طریق pwm کنترل میکنم
    حالا سوالم اینه من pwm که تولید میکنم از طریق اینتراپت نیست در اصل یک عدد بین ۰ تا ۱۰۲۰ میدم به OCR1A و موج PWM رو کنترل میکنم ، بعد PWM رو میدم به ایسی MO3041M و بعد به ترایاک اصلی . خواستم ببینم چون ایسی اپتو ترایاکم قابلیت ZERO CROSSING داره
    ۱. دیگه نیازی به مدار اشکار ساز گذر صفر دارم یا نه و اصلا اینجوری مدارم کار میکنه یا نه ؟
    ۲. اگر کار نمی کنه و باید از اینتراپت استفاده کنم ایا با وجود اینتراپت باز هم میتونم از ال سی دی استفاده کنم یا نه ؟ (اگر نکته ای داره هم بفرمایید) ممنون

  10. سلام دوست عزیز
    برای بحث کنترل توان حتما حتما باید مدار تشخیص دهنده عبور از صفر را داشته باشید اگر تراشه MO3041M اینکار را انجام می دهد خوب نیازی به این موضوع نیست البته من با این تراشه کار نکردم و هیچ اطلاعی در رابطه با عملکرد آن ندارم. همچنین استفاده از نمایشگر به شرط کدنویسی صحیح هیچ ارتباطی با استفاده شما از وقفه ها در برنامه ندارد و شما می توانید به راحتی از آن استفاده کنید.

  11. با سلام ببخشید برنامه این پروژه کنترل لامپ ۱۰۰ وات acرا نمی گذارید در سایت؟؟؟؟

  12. فرهاد اکبری

    با عرض سلام و احترام
    از طریق تب “لینک دانلود” می توانید اقدام به تهیه مستندات پروژه شامل نقشه های شماتیک، PCB و همچنین برنامه میکروکنترلر نمایید.

  13. سلام این پروژه رو بنده خریداری کردم فایل c این پروژه را می شود برایم ارسال کنید

  14. با سلام و احترام
    زبان برنامه نویسی این پروژه بیسیک می باشد و در محیط کامپایلر Bascom-AVR برنامه نویسی شده است.

 شرایط و قوانین ثبت دیدگاه

 فارسی بنویسید و از کیبورد فارسی استفاده کنید.

 لطفاً بیش‌از‌حدِ معمول، شکلک یا ایموجی استفاده نکنید و از کشیدن حروف یا کلمات با صفحه‌کلید بپرهیزید.

 به کاربران و سایر اشخاص احترام بگذارید. پیام‌هایی که شامل محتوای توهین‌آمیز و کلمات نامناسب باشند، حذف می‌شوند.

 از ارسال لینک‌های سایت‌های دیگر و ارایه‌ی اطلاعات شخصی خودتان مثل شماره تماس، ایمیل و آی‌دی شبکه‌های اجتماعی پرهیز کنید.