Влаштування періодичного переривання живлення з великою витримкою. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

Наведено опис простого пристрою, що дозволяє з періодом кілька годин автоматично на короткий час вимикати і знову включати живлення будь-якого електроприладу. Пристрій виконаний на мікроконтролері ATtiny13A і містить мінімальну кількість елементів.

Прикладом застосування такого пристрою може бути періодичне вимикання будь-якого приладу для перезавантаження його програми (відновлює порушену в результаті збою працездатність). Можна, наприклад, з періодом кілька годин опитувати електронний термометр або інший датчик і передавати його показання по радіоканалу.

У мене в сільському будинку реєструюча система без господарів збирає показання різних датчиків і через 3G-модем відправляє їх на спеціалізований сайт, де зберігається база даних. Було помічено непередбачуване "випадання", або навіть повне припинення оновлення інформації у базі. Причиною виявилася втрата зв'язку модему із стільниковою мережею. Допомагало лише періодичне перезавантаження всіх пристроїв системи (модему, роутера, контролера). Я вибрав найпростіший спосіб робити це - кожні чотири-п'ять годин вимикати на кілька секунд живлення системи реєстрації.

Щоб реалізувати цей спосіб, потрібен генератор імпульсів з тривалим періодом їх повторення. Вирішення завдання традиційним методом призводить до досить складного пристрою з високими вимогами до довготривалої стабільності елементів. Альтернатива – недорогий пристрій на мікроконтролері. Принцип його роботи може бути таким: "сплячий" мікроконтролер періодично за сигналом сторожового таймера "прокидається", перевіряє, скільки часу пройшло з останнього перезавантаження системи і, якщо потрібний момент підійшов, на деякий час відключає її живлення.

Схема пристрою показано на рис. 1. Напруга +5 надходить від вхідної розетки XS1 (USB-BF) через нормально замкнуті контакти K1.1 реле K1 на вихідні розетки XS2 і XS3 (здвоєний роз'єм USBA-2J). З виходом РВ4 мікроконтролера DD1 з'єднаний електронний ключ на транзисторі VT1, ланцюг колектора якого включена обмотка реле K1 опором 75 Ом (робоча напруга обмотки 5 В).

Рис. 1. Схема пристрою

Світлодіод HL1 є індикатором стану пристрою. Він світиться, коли від розеток XS2 та XS3 відключено живлення. При включенні живлення мікроконтролер конфігурує всі лінії портів як входи, тому транзистор залишається закритим, а обмотка реле знеструмлена.

Програма мікроконтролера розроблена серед Algorithm Builder for AVR. Блок-схему алгоритму її роботи зображено на рис. 2. Необхідні роботи програми стану розрядів конфігурації микроконтроллера ATtiny13A представлені на рис. 3.

Рис. 2. Блок-схема алгоритму роботи програми мікроконтролера

Мал. 3. Необхідні для роботи програми стану розрядів конфігурації мікроконтролера ATtiny13A

Режим роботи сторожового таймера мікроконтролера слід задати серед розробки, як показано на рис. 4, що відповідає найбільшій тривалості його витримки – 8,2 с. Програма побудована так, що більшу частину часу мікроконтролер перебуває в "сплячому" режимі. "Прокинувшись" при спрацьовуванні сторожового таймера, він, згідно з програмою, перевіряє вміст регістру R0 та збільшує його вміст на одиницю.

Рис. 4. Режим роботи сторожового таймера мікроконтролера

Значення, що зберігається в регістрі R0 в "сплячому" режимі не змінюється, що дозволяє використовувати його регістр як лічильник числа "пробуджень" мікроконтролера. Переповнення регістру відбувається приблизно через кожні 35 хв (8,2 х 256). Якщо його вміст відмінно від нуля, переповнення лічильника ще не відбулося і мікроконтролер "засинає" знову (переходить в режим Power down).

Підрахунок переповнень регістру R0 програма веде у регістрі R1. У моєму випадку виявилося достатньо восьми переповнень (8,2 с х 256 х 8 = 4,7 год), тому початкове значення регістрі R1 - 7, а кожне переповнення регістру R0 зменшує його на одиницю. Після закінчення зазначеного інтервалу часу програма конфігурує виведення РВ4 як вихід та встановлює на ньому високий логічний рівень. Це відкриває транзистор VT1 і призводить до спрацьовування реле K1, що розриває ланцюг живлення пристроїв, підключених до роз'ємів XS2 та XS3. Через 8,2 з знову спрацьовує сторожовий таймер і програма повертає виведення РВ4 в режим входу, ніж вимикає реле K1. Живлення зовнішніх пристроїв відновлюється.

В результаті приблизно раз на чотири з половиною години пристрій на вісім секунд знеструмлює прилад, що живиться через нього напругою 5 Ст.

Переривник змонтований на фрагменті макетної плати розміром 20х50 мм. Мікроконтролер DD1 встановлений на панель. Реле K1 – SRS-05VDC-SL. Перевірку виготовленого переривника слід розпочинати без мікроконтролера. Напруга 5 В, подана на розетку XS1, повинна бути на гнізді 8 панелі мікроконтролера і лівому (за схемою) виведенні обмотки реле K1. Цю напругу вимірюють щодо гнізда 4 панелі мікроконтролера. Перевірити роботу транзистора VT1 і реле K1 можна короткочасним замиканням гнізд 8 і 3 панелі мікроконтролера - реле повинне спрацювати, а світлодіод - увімкнутися на час замикання. Після встановлення мікроконтролера в панель перевірка роботи пристрою полягає у тривалому очікуванні моменту включення світлодіода та спрацьовування реле.

На перевірену плату з деталями надягнута трубка, що термоусаджується, через яку добре видно світло світлодіода HL1. У готовому вигляді переривник показано на рис. 5.

Рис. 5. Зовнішній вигляд переривника

Цікаво відзначити "побічний ефект". Щоб при перевірці не надто довго чекати спрацьовування реле, дещо спрощена програма (без аналізу стану регістру R1) була завантажена в мікроконтролер приймальної частини пристрою, описаного в моїй статті "Радіокерований мережевий подовжувач" ("Радіо", 2014 № 7, с. 31 -33). При роботі через кожні 35 хв розетки подовжувача включалися на 8 с. У передноворічні дні до цього подовжувача було підключено ялинкову ілюмінацію. Ефект виявився несподіваним: у найневідповідніший час ілюмінація раптом включалася. Ялинка, весело блимаючи, кілька секунд піднімала настрій оточуючим.

Життя показало, що абсолютно марний, на перший погляд, пристрій, уже більше року пропрацювавши в сільському будинку, виявився... корисним. При аналізі інформації, що реєструється на сайті, стало видно, як перезавантаження системи вирішує проблему зависання каналу стільникового зв'язку. При цьому для усунення збою не доводилося їхати замість, щоб перезапустити систему. Пристрій вийшов компактним та зручним. Також потрібно відзначити низьке споживання струму в режимі очікування, що дозволяє застосувати подібне рішення в системах з автономним живленням.

Принципи, закладені у розглянутий алгоритм, можна використовувати й інших цілях, наприклад, для імітації присутності у домі.

Програму мікроконтролера можна завантажити з ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/08/pr.zip.

Автор: А. Пахомов

Дивіться інші статті розділу Блоки живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі 01.05.2024

Все частіше ми чуємо про збільшення кількості космічного сміття, що оточує нашу планету. Однак не тільки активні супутники та космічні апарати сприяють цій проблемі, а й уламки старих місій. Зростання кількості супутників, які запускає компанії, як SpaceX, створює не тільки можливості для розвитку інтернету, але й серйозні загрози для космічної безпеки. Експерти тепер звертають увагу на потенційні наслідки для магнітного поля Землі. Доктор Джонатан Макдауелл з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики підкреслює, що компанії стрімко розвертають супутникові констеляції, і кількість супутників може зрости до 100 000 наступного десятиліття. Швидкий розвиток цих космічних армад супутників може призвести до забруднення плазмового середовища Землі небезпечними уламками та загрози стійкості магнітосфери. Металеві уламки від використаних ракет можуть порушити іоносферу та магнітосферу. Обидві ці системи відіграють ключову роль у захисті атмосфери і підтримують ...>>

Застигання сипких речовин 30.04.2024

У світі науки існує досить загадок, і однією з них є дивна поведінка сипких матеріалів. Вони можуть поводитися як тверде тіло, але раптово перетворюватися на текучу рідину. Цей феномен став об'єктом уваги багатьох дослідників, і, можливо, нарешті ми наближаємося до розгадки цієї загадки. Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Зазвичай він тече вільно, але в деяких випадках його частинки починають застрягати, перетворюючись з рідкого стану на тверде. Цей перехід має важливе значення для багатьох областей, починаючи від виробництва ліків та закінчуючи будівництвом. Дослідники зі США спробували описати цей феномен і наблизитися до його розуміння. У ході дослідження вчені провели моделювання в лабораторії, використовуючи дані про пакети полістиролових кульок. Вони виявили, що вібрації усередині цих комплектів мають певні частоти, що означає, що через матеріал можуть поширюватись лише певні типи вібрацій. Отримані ...>>

Випадкова новина з Архіву 2000 атомів у двох місцях одночасно 02.10.2019 Група вчених з Віденського університету та університету Базеля перевірила принцип квантової суперпозиції в найбільшому масштабі за всю історію існування науки. Величезні складні молекули, що складаються з двох тисяч атомів, були поміщені у стан суперпозиції, перебуваючи, при цьому, у двох місцях одночасно, згідно з химерними законами квантової механіки. Дане досягнення є вагомим підтвердженням прояву суперпозиції, яка є "серцем" всіх квантових технологій, що, у свою чергу, є серйозним обмеженням для подальшого розвитку багатьох альтернативних теорій. Нагадаємо нашим читачам, що принцип суперпозиції є одним із основних "стовпів" квантової механіки, який є наслідком одного з фундаментальних рівнянь, рівняння Шредінгера. Це рівняння визначає квантові частинки їх хвильовими функціями, які дуже схожі на функції, що описують концентричні хвилі на поверхні води. Однак, на відміну від хвиль на поверхні води, які є проявом колективної поведінки та взаємодії безлічі молекул, квантові хвилі можуть бути пов'язані з окремими частинками. Одним із прикладів хвильової природи квантових частинок є експеримент із двома щілинами, розташованими дуже близько один до одного, через які одночасно проходить "хвиля" однієї частинки. Пройшовши крізь щілини, хвилі складаються один з одним і частка-хвиля знову набуває своєї цілісності. Цей ефект уже був продемонстрований по відношенню до фотонів, електронів, нейтронів і навіть окремих атомів. У своїх експериментах вчені використовували найбільшу з доступних молекул C707H260F908N16S53Zn4, яка складається в сумі з 40 тисяч протонів, нейтронів і електронів, і має масу, що дорівнює 25 тисячам атомних мас. Для синтезу таких молекул були використані спеціальні методи, які зробили ці молекули досить стабільними, щоб з них можна було сформувати промінь, що спрямовується всередину камери з надглибоким вакуумом. Перевірка квантової природи таких масивних частинок вимагала використання інтерферометра, довжиною два метри, який був у розпорядженні Віденського університету. Згідно з однією з альтернативних теорій, яка служить своєрідним мостом між класичною фізикою і квантовою механікою, тривалість переважання хвильової функції частки зменшується прямо пропорційно масі цієї частки. Це, своєю чергою, обмежує час перебування частки у стані квантової суперпозиції. У своїх експериментах вчені з'ясували, що величезні молекули перебували у стані суперпозиції протягом 7 мілісекунд часу, досить довго для того, щоб не залишити каменю на камені від зазначеної вище теорії та від інших альтернативних теорій і моделей.

Інші цікаві новини:

▪ Мобільний телефон без батареї

▪ ADSX34 - мікросхема синхронного перемикача 34x34 крапки

▪ Підземні ходи старої Європи

▪ Новий спосіб секвенування білків

▪ ТБ LG перестануть стежити за користувачами

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Детектори напруги поля. Добірка статей

▪ стаття Як з гусака вода. Крилатий вислів

▪ статья Яка з споруд давнини найвідоміша? Детальна відповідь

▪ стаття Розрахунок трансформатора. Довідник

▪ стаття Триністорний регулятор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Джерело живлення світлодіодної лампи потужністю 8 Вт на HV9961 Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024