ТЕМА: Тиристорний регулятор з вимірюванням та контролем на МК

Собрался сделать регулятор для тиристорного источника с функцией контроля заданного напряжения и тока.
Для функций контроля практически полностью подошел вот этот sxem.org/11/3m/S_V_A/a.proteus.rar
Управление тиристором можно конечно сделать на отдельном контроллере, или если это возможно внедрить в используемую Atmega8.
Просьба к уважаемому Soir помочь.

plasmacut пише: Это мой проект?

plasmacut пише: Какой предполагается способ управления тиристором?

Это как я понимаю проект не Ваш. Его я взял на Вашем сайте, прогнал в Протеусе. В принципе вся логика его работы устроила. Также интересное решение - возможность простого переключения на индикаторы ОА и ОК. Нужно решить проблему тиристорного регулятора. Лучше, если его можно впихнуть в тот же контроллер, что меряет ток и напряжение. Если это сложно, то можно сделать самый простой регулятор на Atiny13, который анализирует переход сетевых импульсов через 0 и выдает импульсы управления на тиристор. Задание кнопками +, - или от входного напряжения 0...+5в. Еще полезно для тиристорных регуляторов пускать на открытие не один импульс, а пачку, что делает более надежным открывание тиристора при индуктивных нагрузках.

Что-то я пока не могу понять целостную картину устройства. Уже несколько схем и все разные.
Какие напряжения (токи) будет измерять устройство? Постоянные или переменные?
Каким напряжением будет управлять тиристор (или тиристоры)? Постоянным или переменным?

Я привел исходную схему устройства управления, которое в том виде, как нарисовано измеряет напряжение и ток в нагрузке. При выходе за установленные пределы дает сигнал на отключение. В исходном устройстве это два светодиода. Один для канала измерения тока, другой для канала напряжения. Работа исходной схемы, которую можно взять за основу, описана как она была в тексте ТЗ. Исходную схему нужно дополнить тиристорным регулятором, если это возможно для данного контроллера, как мы делали например в часовом механизме, путем матричного подключения новых кнопок для экономии количества линий. В исходной схеме нет управления реле и нет тиристорного регулятора. Получается, что для него дополнительно нужны: выход на управление тиристором, выход на управление реле, вход контроля сетевых импульсов, вход для кнопки ON/OFF.

Нагрузка питается от постоянного напряжения после диодного моста. Ток нагрузки регулирует тиристор как показано на схеме силовой части.
Если невозможно объединить в рамках Меги8 исходное устройство и тиристорный регулятор, тогда сделаем отдельный тиристорный регулятор на Attiny13, а исходное устройство я использую как оно дается его автором. Получится более громоздко, но работать будет.

plasmacut пише: Вообще-то, по схеме это не постоянное напряжение. Да и сама схема похоже из 80-ых, когда кроме КУ202 ничего не было.
Но мне все равно непонятно, как измеряемые напряжение и ток связаны с регулируемым напряжением. Поэтому прошу нарисовать схему устройства. Так, чтобы это была цельная схема, а не разбросанные фрагменты по разным сообщениям, которые кроме того еще и от разных схем.

plasmacut пише: Об этом можно будет судить только тогда, когда будет схема.

Да, напряжение после моста пульсирующее. Это подходит. Я хочу применить тиристорное регулирование, т.к. в наличии имеются тиристоры разных типов и на различные токи. Силовые полевые транзисторы более капризны в плане их выгорания и у меня нет их на необходимый ток (с запасом по току). Измеряемое напряжение и ток не участвуют в процессе регулирования угла отпирания тиристора. То есть нет обратной связи по этим параметрам. Они просто выводятся на индикаторы для оператора. Прибор дискретно контролирует их выход за установленные оператором пределы (min и max) и если это произошло, отключает импульсы управления тиристором и отключает реле, через контакты которого подключается нагрузка. Фактически срабатывает защита.
Схему устройства не рисовал, т.к. было непонятно как можно объединять сигналы кнопок в матрицу. Я нарисую контроллер в виде условного прямоугольника на который подключено все, что необходимо, а Вы потом измените в соответствии с программой.

Вот схема


Сообщения объединил. Нарушение Правил форума, раздел 5, п.8
Soir

plasmacut пише: Я не про симисторы (тиристоры) в принципе, я про построение схемы их подключения.

Пока черновик проекта и прошивки. Посмотрите, все ли есть. Посмотрите назначение выводов, некоторые можно поменять.
В общем, прошивка рабочая. То есть, можно проверять в условиях железа. Кнопками PLUS/MINUS регулируется угол открывания тиристора. Больше пока ничего нет.

P.S.
Почитал описание - очень много нестыковок, перепишите. Это раз.

Очень много универсальности, это два. Предлагаю изначально определиться, какой прибор Вам нужен. Диапазоны измерений, настроек, точки, индикаторы и т.п.

Подключение силового тиристора одно из традиционных. Я когда-то занимался сварочниками, там применялся в том числе и такой вариант. Можно конечно применить мост из 2 диодов и 2 тиристоров, но мост у меня монолитный, поэтому лучше как в схеме.

Проект посмотрел. Все есть как надо. Импульсы на открывание тиристора относительно перехода через ноль меняются по времени.
Напряжение и ток измеряются.

Перепишу ТЗ. Переключение точек и диапазонов индикации уберу.

У Вас на схеме есть выходы Max и Min. Как я понимаю, это включение светодиодов при срабатывании защиты. Имелось ввиду немного не так. Эти выходы нужно связать один с каналом измерения напряжения, другой с каналом измерения тока. После нажатия кнопки ON/OFF включится реле, и если нет выхода за установленные пределы (с задержкой около 5 сек. на установившиеся процессы), светодиоды загорятся и реле будет продолжать быть включенным. Если не выполнены условия, реле отключится и погаснет соответствующий светодиод, показывая в каком канале проблема. Если по напряжению произошло аварийное отключение, то погаснет светодиод соответствующего ему канала. Если по току - то гаснет другой. Можно также ввести моргание на тот цифровой индикатор в канале которого произошел выход за пределы. В файле Word, который я высылал, описано как делаются основные настройки диапазонов.
Еще в исходном проекте была интересная фишка - программное изменение типа индикаторов ОК и ОА, но пока конечно до этого еще далеко. Надо отработать основной функционал.

Можно двигаться дальше:
- ввести настройку диапазонов значений для тока и напряжения

В ближайшее время соберу на макете проверить то, что уже есть в проекте.

plasmacut пише: Да, да. Я как раз об этом. Ничего против не имею, это просто напомнило мне стиль того времени.
Разве что, я бы не стал использовать такую оптопару. А по возможности, и избавился бы от диодного моста.

plasmacut пише: Это от старого проекта, взятого за основу. Переименую, они все равно пока никак.

plasmacut пише: Кроме неудобств, ничего интересного в этой фишке нет. Определитесь с типом индикатора и будет без этой настройки. Или у вас планируется несколько таких устройств с разными индикаторами?

plasmacut пише: Для каждого канала будет минимальное и максимальное значение?

Если Вы имеете ввиду, что лучше использовать MOC3021, то они у меня есть. Могу применить.
У меня есть набор маленьких 9мм индикаторов с ОК и 14мм с общим анодом. Не знаю, что применю, т.к. зависит от общей компоновки. В принципе можно и купить, но дело в том, что обычно одну позицию не заказываешь, т.к. у продавцов есть ограничения на минимальный заказ, а у Новой почты минимальный тариф около 50 грн будет добавляться к общей цене покупки. При малом заказе это существенный процент. Вот и приходится исходить из того, что есть. В крайнем случае на финальном этапе попрошу сделать версию для другого типа индикаторов.
По настройке диапазонов я это и имел ввиду. На выходных надеюсь протестировать макет.

plasmacut пише: Что "это"?

Настройку минимума и максимума для каждого канала

В ряде случаев такие ограничения могут привести к невозможности запуска устройства. Но не знаю Ваше устройства, смотрите сами.

И жду обновление ТЗ. В нынешнем виде по нему работать невозможно. Оно во многом не соответствует тому, о чем пишется здесь. И я не знаю чему верить.

Вроде старался предусмотреть эту ситуацию в новой версии ТЗ. Посмотрите, может я что и упустил.

Почти все нестыковки из первого варианта ТЗ переехали во второй.
Уже спрашивал, но тут снова нестыковка. Сколько каналов нагрузки?
Как это согласуется с "диапазон срабатывания от min до max." Где что?
Распишите подробно на примере одного параметра, как это должно выглядеть. Возможно я неправильно понимаю этот пункт и сам процесс навигации по меню.
Напряжение не измеряется в А.
Смысл фразы не понял. Если устанавливается min и max, то какие еще 10%?
Да, можно. Только должно быть более подробное описание по 1).

Вопрос в том, что называть "каналами нагрузки".
В составе устройства есть:
1)независимый по углу открывания от измеряемых величин тиристорный регулятор, который управляется кнопками + и -. Обратных связей в нем нет. Его импульсы просто отключаются, если нажали OFF или сработала защита.
2)выход управления светодиодом LED1 (канал напряжения). Он перестает гореть, когда произошел выход за пределы в канале измерения напряжения и горит, если напряжение в норме.
3)выход управления светодиодом LED2 для канала тока. Он перестает гореть, когда выход за пределы в канале измерения тока и горит если ток в норме.
4)выход управления реле. Реле отключается когда в любом из каналов измерения напряжения или тока происходит выход за пределы. Типа функции "ИЛИ". Реле также отключается при нажатии кнопки OFF.
Здесь у меня было не полностью расписано. Правильнее так: при нажатии MENU попадаем в настройки. На левом трехразрядном индикаторе загорается надпись "On1". На правом трехразрядном индикаторе горит текущая величина этой уставки. Это и есть min для канала напряжения. Выставляем ее новое значение кнопками +/- и нажимаем MENU. На левом загорается Of1, а на правом текущее значение этой уставки. Это и есть max для канала напряжения. Нажимаем MENU. И так далее переходим к уставкам тока On2 и Of2, а после них к другим необходимым уставкам. После настройки последней уставки нажатие кнопки MENU приводит к выходу из режима настроек, что подтверждается загоранием "--- ---" на индикаторах.
Писал поздно ночью. Ошибся. Напряжение х.х. допускается несколько выше, чем Of1 для того, чтобы не было ложных срабатываний защиты, если нагрузка была неподключенной и нажали кнопку ON/OFF, когда есть риск, что при холостом ходе напряжение превысит разрешенный максимум. Поэтому ввел величину U. По умолчанию сделайте ее 25В. Этим на момент пуска Of1 временно заменяется на U.
Вопрос в том, чтобы при коротких бросках напряжения или тока, например по причине бросков в питающей сети, неконтакта на клеммах или еще чего, не происходило срабатывания защиты по выходу за пределы. Это конечно можно решать по другому, например путем устреднения замеров за какое-то время. Тогда эти броски не приведут к срабатыванию защиты. Это лучше если Вы определите из своего опыта как решить эту проблему

plasmacut пише: Давайте без словоблудия. Есть реле, если тиристор. Вот и все нагрузки. Но они ведь не привязаны к "соответствующему" каналу? А к обоим сразу? Так?
Светодиоды - в данном случае сложно назвать нагрузкой, это индикация.
Поэтому прошу не запутывать, а поправить ТЗ.

plasmacut пише: Мы с Вами одинаково понимаем английский язык? On - включить, Of (Off) - выключить. Или как-то иначе?
Так при min выключить? или включить? Или при max? Как мне в этом всем разобраться? И как потом пользоваться таким меню, в котором хоть On , хоть Of - все равно выключить.

plasmacut пише: Но Вы же и так предусмотрели задержку по времени:Или зачем тогда эти задержки? Зачем 10%? Установите On/Of сразу с учетом этих 10%.

Soir пише: Я считал, что для контроллера абсолютно все равно что включить светодиод или реле. Поэтому считал что это все каналы управления. Реле привязано сразу к двум каналам измерений, а светодиоды каждый к своему.
Конечно On- включить, Of (off) выключить. Привожу пример для канала напряжения: On1=10в, Of1=20в. Это означает, что в диапазоне 10-20в от канала напряжения не поступит сигнала на отключение устройства. Для всех значений, что лежат за этим пределом , т.е. 0-9.9в и 20.1 - 40в устройство отключится. Т.е. интервал значений от On1 до Of1 является рабочим для канала напряжения. Аналогично интервал от On2 до Of2 является рабочим для канала тока.

plasmacut пише: Но Вы же и так предусмотрели задержку по времени:Так в последней версии ТЗ я зачеркнул все что касалось 10% и написал только эти 5 сек и 1 сек.
Я не настаиваю именно конкретно на таких технических решениях. Допускаю, что есть лучше них. Я просто обращаю внимание на необходимость предусмотреть наличие бросков и чтобы они не приводили к ложным срабатываниям. Вы писали много программ для источников питания. Наверняка там были подобные проблемы. Полагаюсь на Ваш опыт.

Я уже писал, но еще хочу обратить внимание, что для минимального обгорания контактов реле желательно по возможности их размыкать без тока. Поэтому перед тем как его отключить, желательно снимать импульсы управления с тиристора, и только потом размыкать реле.

plasmacut пише: Конечно. Тогда давайте и семисегментный индикатор считать нагрузкой, а заодно и кнопки, тоже можно при желании...
Но, если Вы хотите, чтобы я Вас понимал, то давайте все-таки разделим понятия, что такое нагрузка в контексте данного устройства.

plasmacut пише: Эту логику мне не дано понять. Выход и за On, и за Of приводит к отключению нагрузки. Почему тогда On это минимум, а Of - максимум, а не наоборот, к примеру? On - включить, что должно включиться при достижении On?

Эта логика не моя. Я уже писал, что в самом начале ссылался на проект, который взял на Вашем сайте. Там почему-то так названы эти крайние точки рабочего диапазона. Крайняя слева - On, крайняя справа -Of. Цифра при них означает номер канала 1 или 2. Можно для улучшения понимания назвать по другому. Главное, чтобы само название поместилось на 3 индикатора.

plasmacut пише: В том проекте (если я правильно понял о каком именно идет речь) алгоритм управления нагрузкой другой и On/Of вполне соответствуют этому алгоритму. При напряжении выше Of нагрузка отключается, при ниже On включается. Все однозначно и логично.

Предлагаю обозначение этих пределов сделать по таком принципу: Чтобы было понятно, какой параметр настраивается (ток или напряжение) вынести в обозначение символ A и U (вместо 1 и 2). В добавок в другом разряде еще символ верхнего предела - черточка вверху (сегмент a) и нижнего - черточка внизу (сегмент d). Это я привел пример, если такой вариант устраивает - можете предложить свои условные обозначения. Конечно, могу оставить и On/Of, если по-прежнему считаете, что так правильно.

Я проверил еще раз этот проект. Вы оказались правы. Этими значениями как бы устанавливается гистерезис, чтобы не было частых срабатываний.
Я же хочу задавать рабочий диапазон, выше которого и ниже которого будет отключение.
Если нижнее значение не нужно, его устанавливаем =0.
Ваше предложение насчет применения символов A,I и черточек в верхнем и нижнем сегментах подходят.

Обновил прошивку. Есть некоторые отличия от Вашего ТЗ в части меню. Например, считаю излишним выводить черточки при неправильном вводе значений. Программа просто не позволяет ввести некорректные значения.
Прошивку не тестировал, только в симуляторе проверил работу некоторых моментов. Что не так - пишите, что непонятно - спрашивайте.

P.S.
Есть еще одна дополнительная опция (можно пользоваться, можно нет). Программная коррекция показаний. Эта опция позволит не подбирать точные номиналы резисторов входных цепей (делителя и/или усилителя) и обойтись без подстроечных резисторов.
Для входа в меню коррекции нужно при отключенной нагрузке одновременно нажать и удерживать нажатыми кнопки PLUS и MINUS около 1,5 сек. Отображение настройки коррекции - символы "U c" ("A c"). На втором индикаторе измеренные значения соответствующего параметра. Далее кнопками PLUS/MINUS установить показания в соответствии с контрольным прибором. Переход к следующей настройке - кнопка MENU. Выход через 20 сек или при повторном нажатии PLUS и MINUS.

Протестировал в Протеусе. Пока обнаружил непонятную мне особенность работы: если входные величины U и I в норме, кнопка ON/OFF включает устройство в работу. Затем я увеличиваю ток потенциометром. Когда порог превышен, срабатывает защита. Моргает соответствующий индикатор. Далее я уменьшаю напряжение указанным потенциометром так, что работа должна быть разрешена. Индикатор продолжает моргать, хотя напряжение уже в пределах рабочего диапазона. Кнопкой ON/OFF мне не удается запустить устройство в режим "Работа". Какие должны быть мои дальнейшие действия для этого или это ошибка? Будем считать, что оператора в момент срабатывания защиты рядом не было. По идее на дисплее в режиме моргания должна высвечиваться величина, которая привела к срабатыванию защиты, независимо от того, какое реальное напряжение в данный момент. Устройство должно находиться в таком состоянии до прихода оператора, который сделает попытку запустить устройство. Для запуска в работу, наверное лучше ввести не просто нажимание ON/OFF, а его удержание в нажатом положении. После нажатия и удержания, моргание прекращается и на дисплей выводятся новые значения напряжения, а ток пока равен нулю, т.к. нагрузка пока еще не подключена контактами реле. Если напряжение нормальное, то включается реле и замеряется ток. Если ток также нормальный, то реле остается включенным постоянно. Это все при удерживаемой кнопке ON/OFF. Если ток за пределами, то запоминаем ток, моргаем его индикатором и отключаем реле. Оператор увидев моргающий индикатор должен отпустить кнопку ON/OFF. Моргание прекращается. Вместо запомненного моргающего значения выводятся измеренное напряжение и ток, хотя в данный момент он =0.Устройство ждет новых настроек пределов или изменений выходного напряжения за счет регулировки угла открытия тиристора. Оператор делает нужные изменения в настройках пределов или изменяет напряжение на выходе выпрямителя и повторяет попытку запуска в работу.
По поводу индикации выхода из настроек. Пока она не очень информативна для оператора и непонятно произошел ли выход по очередному нажатию Menu или по времени бездействия кнопок. Иногда контакт кнопки может не сработать, хотя вроде она была нажата. Момент выхода из настроек желательно проиндицировть на дисплее. Предлагаю сделать это как описано ранее, черточками во всех 6 индикаторах или еще как-то, но информация об этом нужна.