کنترل نور لامپ و سرعت موتور AC تک فاز و سه فاز با AVR

نوامبر 15, 2017 پروژه های میکروکنترلر, پروژه های میکروکنترلر AVR 21,201 بازدید

کنترل نور لامپ و سرعت موتور AC

در این بخش دانلود پروژه کنترل نور لامپ و سرعت موتور AC تک فاز و سه فاز با میکروکنترلر AVR, توسط تیم الکترونیک و برنامه نویسی الکترونیک ۹۸ برای شما علاقه مندان به پروژه های میکروکنترلر AVR آماده شده است. در این پروژه, قصد داریم چگونگی کنترل توان مصرف کننده های صنعتی و نیمه صنعتی اعم از موتورهای AC, لامپ ها, هیترها و … را مورد برسی قرار دهیم. عمده بحث, مربوط به چگونگی عملکرد قطعات الکترونیک صنعتی در تامین انرژی مورد نیاز مصرف کننده این قطعات است. در نهایت مطالبی را در ارتباط با مدارات آتش قطعات الکترونیک قدرت, مطرح می کنیم و مدارات فرمان (Control Circuit) را توسط میکروکنترلر AVR پیاده سازی می نماییم.

کاربردهای گوناگونی را می توان برای این پروژه برشمرد که کنترل میزان شدت روشنایی لامپ های رشته ای, کنترل سرعت (Speed Control) و قدرت موتورهای AC تک فاز و چند فاز, کم و زیاد کردن انرژی حرارتی تولید شده توسط یک هیتر (Heater) الکتریکی, استفاده در فلاشرها و ایجاد جلوه های نورانی و در کل کنترل توان و راه اندازی هر نوع وسیله ای که با برق شهر راه اندازی می شود, از آن جمله هستند.

بعد قبل

کنترل نور لامپ و سرعت موتور AC تک فاز و سه فاز با AVR

بعد قبل

نقشه شماتیک پروژه

لیست قطعات مورد نیاز

مقاومت 10 کیلو اهم با توان 0.25 وات و تلرانس 1 درصد	5 عدد
مقاومت 330 اهم با توان 0.25 وات و تلرانس 1 درصد	4 عدد
مقاومت 1 کیلو اهم با توان 0.25 وات و تلرانس 5 درصد	1 عدد
مقاومت 39 اهم با توان 1 وات و تلرانس 5 درصد	1 عدد
مقاومت 56 اهم با توان 0.25 وات و تلرانس 1 درصد	1 عدد
ولوم 50kΩ	2 عدد
دیود 1N4007	1 عدد
پل دیود گرد با ولتاژ 1000 ولت و جریان 2 آمپر	1 عدد
خازن عدسی 100nF نانوفاراد	4 عدد
خازن 10nF نانوفاراد 250 ولت MKT	1 عدد
خازن الکترولیتی 220uf میکروفاراد 35 ولت	1 عدد
خازن الکترولیتی 10uf میکروفاراد 16 ولت	1 عدد
سلف 10μH میکروهانری مدل مقاومتی	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
ترانزیستور 2N3904 نوع NPN	1 عدد
ترمینال پیچی 2 پین مدل KF300 رنگ آبی	3 عدد
رگولاتور ولتاژ 5 ولت L7805	1 عدد
آی سی فتو ترایاک MOC3021 مدل DIP اورجینال	1 عدد
ترایاک 600 ولت 16 آمپر BT139-600E اورجینال	1 عدد
میکروکنترلر ATMEGA8A-PU مدل DIP تایوانی با 28 پایه	1 عدد
سنسور فتوسل LDR 5mm	1 عدد
سوکت آی سی 28 پایه باریک مدل معمولی	1 عدد
سوکت آی سی 6 پایه مدل معمولی	1 عدد
تک سوئیچ 4 پایه DIP سایز 6x6x5 میلیمتر	3 عدد
سر ولوم پلاستیکی	2 عدد
ترانس مبدل ولتاژ 220vAC به 9vAC با جریان 1A آمپر	1 عدد

نقشه شماتیک ساخت یک رله الکترونیکی با ترایاک

توسط مداری مشابه آنچه در شکل زیر نشان داده شده است, می توانیم نور لامپ را با یک مدار دیجیتال یا یک میکروکنترلر AT90S2323 تغییر دهیم, اما هنوز برای نتیجه گرفتن کمی زود است. تا اینجا قادر هستیم یک لامپ 100W با ولتاژ 220 ولت را با یک سیگنال دیجیتال, خاموش یا روشن کنیم. ولی هنوز کنترلی روی توان مصرفی یا شدت نور لامپ انجام نداده ایم.

می دانیم که 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, 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.

توجه: ویدیو آموزشی زیر از طریق کانال رسمی الکترونیک98 در یوتیوب قابل مشاهده است، لذا برای دیدن این ویدیو ابتدا فیلتر_شکن خود را فعال نمایید و سپس بر روی تصویر زیر کلیک کنید. همچنین لازم به ذکر است با دنبال کردن کانال ما در یوتیوب می توانید هر هفته دو ویدیو آموزشی، که به صورت اختصاصی توسط تیم اکترونیک98 ضبط و ساخته می شود را مشاهده کنید.

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.

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, بنابراین میکروکنترلر 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.

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

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.

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.