გადააკეთეთ BLE კონტროლი მაღალი სიმძლავრის დატვირთვებზე - დამატებითი მოთხოვნა არ არის საჭირო: 10 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

განახლება: 2018 წლის 13 ივლისი - დაემატა 3 ტერმინალური რეგულატორი ტოროიდულ მიწოდებას

ეს ინსტრუქცია მოიცავს BLE (Bluetooth Low Energy) კონტროლს არსებული დატვირთვის დიაპაზონში 10W- დან> 1000W- მდე. დენის დისტანციურად გადართვა თქვენი Android Mobile– დან pfodApp– ის საშუალებით.

დამატებითი გაყვანილობა არ არის საჭირო, უბრალოდ დაამატეთ BLE საკონტროლო წრე არსებულ გადამრთველს.

ხშირად, როდესაც სახლის ავტომატიზაციას ახორციელებენ არსებულ დანადგარებზე, კონტროლის დამატების ერთადერთი გონივრული ადგილი არის არსებული გადამრთველი. განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც გსურთ შეინარჩუნოთ გადამრთველი ხელით გადაფარვის სახით. თუმცა, ჩვეულებრივ, გადამრთველზე არის მხოლოდ ორი მავთული, აქტიური და გადართვის მავთული, ნეიტრალური. როგორც ზემოთ იყო ნაჩვენები, ეს BLE კონტროლი მუშაობს მხოლოდ ამ ორ მავთულზე და მოიცავს გადატვირთვის მექანიკურ გადამრთველს. დისტანციური მართვა და მექანიკური გადამრთველი მუშაობს როდესაც დატვირთვა ჩართულია ან გამორთულია.

აქ კონკრეტული მაგალითია 200 ვტ შუქის ბანკის გაკონტროლება კედლის გადამრთველის უკან ჩართვის გზით. კოდი მოცემულია როგორც RedBear BLE Nano- სთვის (V1.5), ასევე RedBear BLE Nano V2– ისთვის, რათა აჩვენოს კონტროლის ღილაკი pfodApp– ზე. სურვილისამებრ დროული ავტომატური გამორთვის ფუნქცია ასევე ხელმისაწვდომია კოდში.

გაფრთხილება: ეს პროექტი განკუთვნილია მხოლოდ გამოცდილი კონსტრუქტორებისთვის. დაფა არის Mains Powered და შეიძლება მომაკვდინებელი იყოს, თუ მისი რომელიმე ნაწილი შეეხება მუშაობის დროს. ამ დაფის გაყვანილობა სინათლის ჩამრთველში არსებულ წრეში უნდა მოხდეს მხოლოდ კვალიფიციური ელექტრიკოსის მიერ

ნაბიჯი 1: რატომ ეს პროექტი?

წინა პროექტი, დისტანციური მართვის მქონე არსებული განათების გადართვა, მუშაობდა 10W– დან 120W– მდე 240VAC– ზე (ან 5W– დან 60W– მდე 110VAC– ზე), მაგრამ ვერ შეძლო გაუმკლავდეს მისაღები ოთახის განათებას, რომელიც შედგება 10 x 20 W = 200 W– დან. კომპაქტური ფლუორესცენტები. ეს პროექტი ამატებს რამდენიმე კომპონენტს და ხელის ჭრილობის ტოროიდს, რომ ამოიღოს დატვირთვის შეზღუდვა, ხოლო შეინარჩუნოს წინა პროექტის ყველა უპირატესობა. ამ დიზაინის დატვირთვა შეიძლება შეიზღუდოს მხოლოდ სარელეო კონტაქტების რეიტინგებით. აქ გამოყენებულ რელეს შეუძლია შეცვალოს 16 ამპერიანი რეზისტენტული. ეს არის> 1500W 110VAC– ზე და> 3500W 240VAC– ზე. BLE საკონტროლო წრე და რელე იყენებს mW– ებს და ამიტომ ის არც კი თბება.

ამ პროექტის უპირატესობებია:- (იხილეთ არსებული შუქის გადართვა დისტანციური მართვის საშუალებით უფრო დეტალურად)

მარტივი ინსტალაცია და შენარჩუნება ეს გადაწყვეტა არის ქსელში, მაგრამ არ საჭიროებს დამატებით გაყვანილობას. უბრალოდ დააინსტალირეთ დაამატეთ საკონტროლო წრე არსებულ მექანიკურ გადამრთველს.

მოქნილი და გამძლე მექანიკური გადართვის გადამრთველი აგრძელებს დატვირთვის კონტროლს მაშინაც კი, თუ დისტანციური მართვის წრე ვერ ხერხდება (ან ვერ პოულობთ თქვენს მობილურს). ასევე შეგიძლიათ დისტანციურად ჩართოთ დატვირთვა მას შემდეგ, რაც გამოიყენებთ სახელმძღვანელო გადართვის გადამრთველს, რომ გამორთოთ

მას შემდეგ რაც თქვენ გაქვთ მიკროპროცესორი, რომელიც აკონტროლებს თქვენს დატვირთვას, შეგიძლიათ მარტივად დაამატოთ დამატებითი ფუნქციები. ამ პროექტის კოდი შეიცავს ვარიანტს, რომ გამორთოთ დატვირთვა მოცემული დროის შემდეგ. თქვენ ასევე შეგიძლიათ დაამატოთ ტემპერატურის სენსორი დატვირთვის გასაკონტროლებლად და დისტანციურად დაარეგულიროთ ტემპერატურის მითითებული წერტილი.

ქმნის საფუძვლებს სახლის ავტომატიზაციის სრული ქსელისთვის

როგორც ხედავთ, იგი შედგება რამოდენიმე სარელეო კვანძისაგან, რომელსაც აქვს ბადე. სარელეო კვანძები ყოველთვის აქტიურია და უზრუნველყოფს წვდომას ქსელის სხვა კვანძებზე და ბატარეაზე მომუშავე სენსორებზე. ამ Mains Powered BLE დისტანციური მოდულის დაყენება ავტომატურად მოგაწვდით თქვენს სახლში კვანძების ერთობლიობას, რომელთა დამატება შესაძლებელია ქსელში სარელეო კვანძების სახით. RedBear BLE Nano V2 თავსებადია Bluetooth V5– თან.

თუმცა BLE Mesh სპეციფიკაცია ძალიან უახლესი და ამჟამად არ არსებობს მაგალითის განხორციელება. ქსელის დაყენება არ არის დაფარული ამ პროექტში, მაგრამ მას შემდეგ რაც მაგალითი კოდი ხელმისაწვდომი გახდება თქვენ შეძლებთ ხელახლა დაგაპროგრამოთ RedBear BLE Nano V2, რათა უზრუნველყოთ სახლის ავტომატიზაციის ქსელი

ნაბიჯი 2: როგორ მუშაობს BLE დისტანციური გადამრთველი, როდესაც არ არსებობს ნეიტრალური კავშირი?

ამ კონტროლის იდეა თარიღდება მრავალი წლის განმავლობაში, მარტივი მუდმივი დენის წყაროს სქემით. (ეროვნული ნახევარგამტარული განაცხადის შენიშვნა 103, სურათი 5, ჯორჯ კლივლენდი, 1980 წლის აგვისტო)

რა არის საინტერესო ამ წრეში არის ის, რომ მას აქვს მხოლოდ ორი მავთული, ერთი და ერთი გარეთ. არ არსებობს კავშირი –ve მიწოდებასთან (gnd) გარდა დატვირთვისა. ეს წრე თავის თავს იზიდავს ჩატვირთვის სამაგრებით. იგი იყენებს ძაბვის ვარდნას მარეგულირებელზე და რეზისტორზე მარეგულირებლის გასაძლიერებლად.

დისტანციური მართვის მქონე არსებული სინათლის გადამრთველმა Retrofit გამოიყენა მსგავსი იდეა.

სერია 5V6 Zener დატვირთვით ამარაგებს ძალას BLE კონტროლერს და საკეტი რელეს. როდესაც დატვირთვა გამორთულია, ძალიან მცირე დენი 5mA- ზე ნაკადის გაგრძელებას განაგრძობს ზენერის (და დატვირთვის) მეშვეობით 0.047uF და 1K გვერდის ავლით ღია გადამრთველი. ეს პაწაწინა დენი, რომელიც ძლივს შესამჩნევია და "უსაფრთხოა", საკმარისია BLE კონტროლერის დასატენად, როდესაც დატვირთვა გამორთულია და ასევე დატენავს კონდენსატორს, რათა გააძლიეროს ჩამკეტი რელე დატვირთვა დისტანციურად ჩართოს. იხილეთ არსებული შუქის გადართვა დისტანციური მართვის საშუალებით, სრული სქემისა და დეტალებისთვის.

ზემოაღნიშნული წრის შეზღუდვა ის არის, რომ როდესაც დატვირთვა ჩართულია, მთელი დატვირთვის დენი გადის ზენერში. 5W ზენერის გამოყენება ზღუდავს დენს დაახლოებით ნახევარ ამპერიამდე. ეს არის 60W ნათურისთვის (110VAC– ზე) 3W იფანტება როგორც სითბო ზენერიდან, როდესაც დატვირთვა ჩართულია. 110V AC სისტემებისთვის ეს ზღუდავს დატვირთვას დაახლოებით 60 ვტ -მდე, ხოლო 240V სისტემებისთვის დაახლოებით 120 ვტ. თანამედროვე LED განათებით ეს ხშირად საკმარისია, მაგრამ ის ვერ უმკლავდება მისაღები ოთახში 200 ვტ ნათურებს.

აქ აღწერილი წრე აშორებს ამ შეზღუდვას და იძლევა კილოვატ სიმძლავრის კონტროლს დისტანციურად mW– ებით BLE და pfodApp– ის საშუალებით.

ნაბიჯი 3: სქემის დიაგრამა

ზემოთ ჩართული აჩვენებს დატვირთვას OFF. ამ მდგომარეობაში BLE კონტროლერი მიეწოდება 0.047uF და 1K საშუალებით, როგორც წინა წრეში. როდესაც დატვირთვა ჩართულია (ანუ იმოქმედეთ ან კედლის გადამრთველზე ან დამაგრების რელეზე ზემოთა წრეში), ზედა ხიდის მაკორექტირებელი და 0.047uF და 1K კომპონენტები მოკლებულია რელეს და გადამრთველს. სრული დატვირთვის დენი შემდეგ მიედინება ტოროიდულ ტრანსფორმატორში, რომელიც ამარაგებს საკონტროლო წრედისთვის საჭირო მგვტ -ებს. მიუხედავად იმისა, რომ ტოროიდი ნაჩვენებია, რომ მას აქვს დაახლოებით 3.8V AC პირველადი, პირველადი გრაგნილი თითქმის მთლიანად რეაქტიული და ფაზის მიღმაა დატვირთვის ძაბვასთან, ასე რომ ძალიან მცირე ენერგიას რეალურად იღებს ტოროიდი, ფაქტობრივად მგვტ.

სრული სქემის დიაგრამა აქ არის (pdf). ნაწილების სია, BLE_HighPower_Controller_Parts.csv, აქ არის

თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ დამატებითი კომპონენტები მარცხენა მხარეს. ტოროიდული ტრანსფორმატორი, ტალღის ჩამხშობი, შემზღუდველი რეზისტორი და სრული ტალღის მაკორექტირებელი. დისტანციური მართვის მქონე არსებული შუქის გადართვა აღწერს დანარჩენ წრეს.

ტოროიდული ტრანსფორმატორის მიერ მოწოდებული ძაბვა იცვლება დატვირთვის დენის მიხედვით (იხილეთ ქვემოთ დამატებითი დეტალებისთვის). მეტი 7V საჭიროა სრული ტალღის მაკორექტირებელი და ზენერის მართვისთვის. RL რეზისტორი შერჩეულია იმისათვის, რომ ზღუდავს დენი ზენერის გავლით რამდენიმე mA– ზე, ვთქვათ 20 mA– ზე ნაკლები. ტოროიდული მიწოდების ძაბვა, რომელიც იცვლება დატვირთვის დენით, არ წარმოადგენს დიდ პრობლემას, რადგან დენების ფართო სპექტრი, რომელსაც შეუძლია ზენერი გაუმკლავდეს, 0.1mA- დან 900mA- მდე, რაც იძლევა ფართო სპექტრს ძაბვის ვარდნას RL- ზე და, შესაბამისად, მისაღები ფართო სპექტრს. ტოროიდული მიწოდების ძაბვები. რა თქმა უნდა ეფექტურობისთვის ჩვენ გვსურს რომ ტოროიდიდან გამომავალი ძაბვა უფრო მჭიდროდ ემთხვეოდეს იმას რაც საჭიროა.

განახლება: 2018 წლის 13 ივლისი-შეიცვალა RL 3 ტერმინალური რეგულატორით

რამოდენიმე თვის შემდეგ აპარატურის შემოწმებისას, ამჟამინდელი შემზღუდველი რეზისტორი RL ოდნავ დამწვარი ჩანდა, ამიტომ ტოროიდული ტრანსფორმატორის წრე შეიცვალა (შეცვლილია Circuit.pdf) მის ნაცვლად 3 ტერმინალური დენის შემზღუდველის გამოსაყენებლად.

Z1 (ორმხრივი ზენერი) დაემატა პირველადი ძაბვის ვარდნის შეზღუდვას <12V- მდე და IC1 დამატებულია, რათა შეზღუდოს მეორადის მიერ მოწოდებული დენი ~ 10mA- მდე. გამოყენებული იყო LM318AHV, რომლის ძაბვის ლიმიტი 60V იყო და Z2 ზღუდავს ტრანსფორმატორის გამომუშავებას <36V- მდე LM318AHV- ს დასაცავად.

ნაბიჯი 4: ტოროიდული ტრანსფორმატორის დიზაინი

აქ გამოიყენება ტოროიდული ტრანსფორმატორი, რადგან მას აქვს ძალიან დაბალი მაგნიტური ნაკადის გაჟონვა და ამცირებს ჩარევას დანარჩენ წრეში. არსებობს ორი ძირითადი ტიპის ტოროიდული ბირთვი, რკინის ფხვნილი და ფერიტი. ამ დიზაინისთვის თქვენ უნდა გამოიყენოთ რკინის ფხვნილის ტიპი, რომელიც განკუთვნილია გამოყენებული ენერგიისთვის. მე გამოვიყენე HY-2 ბირთვი ჯეიკარისგან, LO-1246. 14.8 მმ სიმაღლე, 40.6 მმ OD, 23.6 მმ ID. აქ არის სპეციფიკაციის ფურცელი. ეს ფურცელი აღნიშნავს, რომ T14, T27 და T40 ტოროიდები მსგავსია, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ სცადოთ ერთ -ერთი მათგანი.

ტრანსფორმატორის დიზაინი არის ხელოვნება B-H მრუდის არაწრფივი ხასიათის, მაგნიტური ჰისტერეზისა და ბირთვისა და მავთულის დანაკარგების გამო. Magnetic Inc– ს აქვს დიზაინის პროცესი, რომელიც, როგორც ჩანს, პირდაპირ წინ მიდის, მაგრამ მოითხოვს Excel– ს და არ მუშაობს ღია ოფისში, ამიტომ მე არ გამომიყენებია. საბედნიეროდ აქ თქვენ მხოლოდ უნდა მიიღოთ დიზაინი უხეშად და შეგიძლიათ მისი მორგება პირველადი შემობრუნების დამატებით ან RL– ის გაზრდით. მე გამოვიყენე დიზაინის პროცესი ქვემოთ და მივიღე მისაღები ტრანსფორმატორი პირველად, მეორე პირველადი გრაგნილის დამატების შემდეგ. მე დავხვეწე შემობრუნების რაოდენობა და გრაგნილი პროცესი მეორე ტრანსფორმატორისთვის.

დიზაინის ძირითადი კრიტერიუმებია:-

• საჭიროა საკმარისი ცვლილებები მაგნიტურ ველში (H) ბირთვში, რათა გადავლახოთ B-H მრუდის ჰისტერეზი, მაგრამ არ არის საკმარისი ბირთვის დასატენად. ანუ ვთქვათ 4500 -დან 12000 გაუსამდე.
• პირველადი ვოლტი დამოკიდებულია:- პირველადი გრაგნილის ინდუქციურობაზე და ქსელის სიხშირეზე, რათა მოხდეს რეაქტენტობა და შემდეგ ჯერ დატვირთვის დენით პირველადი გრაგნილის ძაბვის მისაცემად.
• მეორადი ვოლტი დამოკიდებულია უხეშად, ბრუნების თანაფარდობაზე მეორადი პირველადი დროის პირველადი ვოლტის მიმართ. ძირითადი დანაკარგები და გრაგნილი წინააღმდეგობა ნიშნავს, რომ გამომუშავება ყოველთვის ნაკლებია ვიდრე იდეალური ტრანსფორმატორი.
• მეორადი ვოლტი უნდა აღემატებოდეს 6.8 ვ (== 5.6 ვ (ზენერი) + 2 * 0.6 ვ (მაკორექტირებელი დიოდები)) იმისთვის, რომ საკმარისი იყოს AC ციკლი, რათა უზრუნველყოს საშუალო დენი ზენერის გავლით რამოდენიმე mA- ზე მეტი BLE მიკროსქემის გასაძლიერებლად რა
• პირველადი გრაგნილი მავთულის ზომა უნდა შეირჩეს, რათა შეძლოს სრული დატვირთვის დენის ტარება. მეორადი ჩვეულებრივ ატარებს mA მხოლოდ RL შემზღუდველი რეზისტორის ჩასმის შემდეგ, ასე რომ მეორადი გრაგნილი მავთულის ზომა არ არის კრიტიკული.

ნაბიჯი 5: დიზაინი 50Hz ქსელისთვის

ტოროიდული ინდუქტიურობა თითო შემობრუნების კალკულატორი გამოთვლის ინდუქციურობას და გაუსს/ამპერს ბრუნების მოცემული რაოდენობისათვის, ტოროიდული ზომებისა და გამტარიანობის გათვალისწინებით, ui.

ამ აპლიკაციისთვის, დარბაზის განათება, დატვირთვის დენი დაახლოებით 0.9 ა. დავუშვათ 2: 1 საფეხურიანი ტრანსფორმატორი და 6.8 ვ -ზე მეტი პიკი მეორადზე მაშინ პიკური პირველადი ძაბვა უნდა იყოს 6.8 / 2 = 3.4V Peak / sqrt (2) == AC RMS ვოლტი ასე რომ პირველადი RMS ვოლტს სჭირდება უფრო დიდი ვიდრე 3.4 / 1.414 = 2.4V RMS. ასე რომ, მიზნად ისახავს პირველადი RMS ვოლტს, ვთქვათ 3V AC– ზე.

პირველადი ძაბვა დამოკიდებულია რეაქციის დროზე დატვირთვის დენზე ანუ 3/0.9 = 3.33 პირველადი რეაქტანცია. გრაგნილის რეაქტიულობა არის 2 * pi * f * L, სადაც f არის სიხშირე და L არის ინდუქციურობა. ასე რომ 50Hz ძირითადი სისტემისთვის L = 3.33 / (2 * pi * 50) == 0.01 H == 10000 uH

ტოროიდული ინდუქციის შემობრუნება კალკულატორის გამოყენებით და ტოროიდული განზომილებების შეყვანა 14.8 მმ სიმაღლეზე, 40.6 მმ OD, 23.6 მმ ID, და თუ ვივარაუდოთ 150 ui იძლევა 200 ბრუნს 9635uH და 3820 Gauss/A შენიშვნა: ui ჩამოთვლილია სპეციფიკაციაში, როგორც 75 მაგრამ აქ გამოყენებული ნაკადის სიმკვრივის ქვედა დონისთვის 150 უფრო ახლოს არის სწორ ფიგურასთან. ეს განისაზღვრა საბოლოო კოჭის პირველადი ძაბვის გაზომვით. მაგრამ არ ინერვიულოთ დიდად ზუსტი ფიგურის შესახებ, რადგან თქვენ შეგიძლიათ შეასწოროთ პირველადი გრაგნილი მოგვიანებით.

200 შემობრუნების გამოყენებით, 50Hz, f, მიაწოდეთ რეაქტიულობა == 2 * pi * f * L == 2 * 3.142 * 50 * 9635e-6 = 3.03 და ასე ვოლტი პირველადი გრაგნილით 0.9A RMS AC არის 3.03 * 0.9 = 2.72V RMS პიკური ძაბვისთვის 3.85 ვ და მეორადი პიკის ძაბვისთვის 7.7 ვ, ვარაუდობენ 2: 1 საფეხურიანი ტრანსფორმატორი.

პიკი გაუსი არის 3820 გაუსი / A * 0.9A == 4861 გაუსი, რაც ნაკლებია ამ ბირთვის 12000 გაუს გაჯერების დონეზე.

2: 1 ტრანსფორმატორისთვის მეორად გრაგნილს უნდა ჰქონდეს 400 ბრუნვა. ტესტირებამ აჩვენა, რომ ეს დიზაინი მუშაობდა და RL შემზღუდველი რეზისტორი 150 ohms აძლევდა საშუალო ზენერის დენს დაახლოებით 6mA.

პირველადი მავთულის ზომა გამოითვლება მაგისტრალური სიხშირის სიმძლავრის ტრანსფორმატორების გამოყენებით - სწორი მავთულის არჩევა. 0.9A– სთვის, ამ ვებგვერდზე მოცემულია 0.677 მმ დია. ასე რომ, 0.63 მმ დია მინანქარიანი მავთული (Jaycar WW-4018) გამოიყენებოდა პირველადი და 0.25 მმ დია მინანქარიანი მავთული (Jaycar WW-4012) მეორადი.

ფაქტობრივი სატრანსფორმატორო კონსტრუქცია იყენებდა ერთ მეორად გრაგნილს 400 შემობრუნებით 0.25 მმ დიამეტრირებული მავთულით და ორი (2) პირველადი გრაგნილით 200 ბრუნვით, თითოეული 0.63 მმ დიამეტრირებული მავთულით. ეს კონფიგურაცია შესაძლებელს ხდის ტრანსფორმატორის კონფიგურაციას იმუშაოს დატვირთვის დენებით 0.3A– დან 2A დიაპაზონში, ანუ (33W– დან 220W– მდე 110V– მდე, ან 72W– დან 480W– მდე 240V– მდე). პირველადი გრაგნილების დაკავშირება არის სერია, აორმაგებს ინდუქციურობას და საშუალებას აძლევს ტრანსფორმატორს გამოიყენოს 0,3A დენზე (33W 110V– ში ან 72W 240V– ზე) RL == 3R3 და 0.9A– მდე RL = 150 ohms. ორი პირველადი გრაგნილის პარალელურად დაკავშირება აორმაგებს მათ ამჟამინდელ ტევადობას და ითვალისწინებს 0.9A– დან 2A– მდე დატვირთვის დენს (220W 110V– ზე და 480W 240V– ზე) შესაბამისი RL– ით.

ჩემი აპლიკაციისთვის, რომელიც აკონტროლებს 200 ვტ შუქს 240 ვ -ზე, მე გრაგნილი შევაერთე პარალელურად და გამოვიყენე 47 ოჰ RL– ისთვის. ეს მჭიდროდ ემთხვევა გამომავალ ძაბვას, რაც საჭიროა, ხოლო მიკროსქემს შეუძლია კვლავ იმუშაოს 150 ვტ -მდე დატვირთვის შემთხვევაში, თუ ერთი ან მეტი ნათურა ვერ მოხერხდება.

ნაბიჯი 6: შემობრუნების მოდიფიკაცია 60Hz ქსელისთვის

60 ჰც -ზე რეაქტენტობა 20% -ით მეტია, ასე რომ თქვენ არ გჭირდებათ ამდენი ბრუნვა. ვინაიდან ინდუქციურობა იცვლება როგორც N^2 (ბრუნავს კვადრატში), სადაც N არის ბრუნვის რაოდენობა. 60Hz სისტემებისთვის შეგიძლიათ შეამციროთ ბრუნვების რაოდენობა დაახლოებით 9%-ით. ეს არის 365 შემობრუნება მეორადი და 183 ბრუნვა თითოეული პირველადი დასაფარავად 0.3A to 2A როგორც ზემოთ აღწერილი.

ნაბიჯი 7: დიზაინი უფრო მაღალი დატვირთვის დენებისთვის, 10A 60Hz მაგალითი

ამ პროექტში გამოყენებულ რელეს შეუძლია შეცვალოს რეზისტენტული დატვირთვის დენი 16A– მდე. ზემოთ მოყვანილი დიზაინი იმუშავებს 0.3A– დან 2A– მდე. ამის ზემოთ ტოროიდი იწყებს გაჯერებას და პირველადი გრაგნილი მავთულის ზომა არ არის საკმარისად დიდი დატვირთვის დენის გადასატანად. შედეგი, რომელიც დადასტურებულია ტესტირებით 8.5A დატვირთვით, არის სუნიანი ცხელი ტრანსფორმატორი.

როგორც მაღალი დატვირთვის დიზაინის მაგალითი, მოდით შევქმნათ 10A დატვირთვა 60Hz 110V სისტემაში. ეს არის 1100 ვატი 110 ვ.

დავუშვათ პირველადი ძაბვა ვთქვათ 3.5V RMS და 2: 1 ტრანსფორმატორი, რომელიც იძლევა დანაკარგებს, მაშინ პირველადი რეაქტანციაა საჭირო 3.5V / 10A = 0.35. 60Hz– ისთვის ეს გულისხმობს 0.35/(2 * pi * 60) = 928.4 uH ინდუქციურობას

ამჯერად 75 -ის ui გამოყენებით, ვინაიდან ნაკადის სიმკვრივე უფრო მაღალი იქნება, იხილეთ ქვემოთ, ტოროიდული ინდუქტიურობის შემობრუნების რაოდენობის რამდენიმე ცდა კალკულატორში იძლევა 88 მონაცვლეობას პირველადი და 842 გაუს / ა ნაკადის სიმკვრივისთვის ან 8420 გაუსს. 10A ზე, რომელიც ჯერ კიდევ 12000 გაუსის გაჯერების ლიმიტის ფარგლებშია. ნაკადის ამ დონეზე u i ალბათ ჯერ კიდევ 75 -ზე მაღალია, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ პირველადი შემობრუნების რაოდენობა ქვემოთ მოყვანილი ტრანსფორმატორის შესამოწმებლად.

მაგისტრალური სიხშირის სიმძლავრის ტრანსფორმატორები იძლევა მავთულის ზომას 4 მმ^2 ჯვარედინი მონაკვეთის ან 2.25 მმ დიას ან, შესაძლოა, ცოტათი ვთქვათ, ორი პირველადი გრაგნილი 88 ბრუნვით, თითოეული 2 მმ^2 განივი მონაკვეთიდან, ანუ 1.6 მმ დია მავთული, რომელიც დაკავშირებულია პარალელურად სულ 4 მმ^2 განივი.

ამ დიზაინის ასაგებად და შესამოწმებლად ქარი 176 ბრუნვის მეორადი გრაგნილით (ორჯერ გამომავალი ძაბვა, ვიდრე ადრე) და შემდეგ ქარი მხოლოდ 88 მობრუნებით პირველადი 1.6 მმ დიაგით. შენიშვნა: დატოვეთ დამატებითი მავთული პირველზე, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ დაამატოთ მეტი ბრუნვა საჭიროების შემთხვევაში. შემდეგ დააკავშირეთ 10A დატვირთვა და ნახეთ, შეუძლია თუ არა მეორადს მიაწოდოს ძაბვა/დენი, რომელიც საჭიროა BLE მიკროსქემის გასაშვებად. 1.6 მმ დია მავთულს შეუძლია გაუძლოს 10A მოკლე დროში, როდესაც მეორეს გაზომავთ.

თუ არის საკმარისი ვოლტი, განსაზღვრეთ RL, რომელიც აუცილებელია დინების შესაზღუდავად და შესაძლოა ამოიღოთ რამოდენიმე შემობრუნება, თუ ბევრი ზედმეტი ძაბვაა. წინააღმდეგ შემთხვევაში, თუ არ არის საკმარისი მეორადი ძაბვა, დაამატეთ კიდევ რამდენიმე შემობრუნება პირველადი ძაბვის გასაზრდელად და, შესაბამისად, მეორადი ძაბვა. პირველადი ძაბვა იზრდება N^2 ხოლო მეორადი ძაბვა მცირდება უხეშად 1/N ბრუნვის თანაფარდობის ცვლილების გამო, ამიტომ პირველადი გრაგნილების დამატება გაზრდის მეორად ძაბვას.

მას შემდეგ რაც განსაზღვრავთ თქვენთვის საჭირო პირველადი ბრუნვის რაოდენობას, შეგიძლიათ გააგრძელოთ მეორე პირველადი გრაგნილი პირველის პარალელურად, რათა უზრუნველყოს სრული დატვირთვის დენის ტევადობა.

ნაბიჯი 8: ტოროიდული ტრანსფორმატორის გრაგნილი

სატრანსფორმატორო ქარის გასაკეთებლად თქვენ ჯერ მავთული უნდა გადაიტანოთ ძველზე, რომელიც მოერგება ტოროიდს.

პირველი გამოთვალეთ რამდენი მავთული გჭირდებათ. ჯეიკარისთვის, LO-1246 ტოროიდი თითოეული შემობრუნება არის დაახლოებით 2 x 14.8 + 2 * (40.6-23.6)/2 == 46.6 მმ. ასე რომ, 400 მოსახვევისთვის გჭირდებათ დაახლოებით 18.64 მ მავთული.

შემდეგი გამოთვალეთ ერთი ბრუნვის ზომა, რომელსაც თქვენ გამოიყენებთ. მე გამოვიყენე ფანქარი დაახლოებით 7,1 მმ დია, რომელიც მისცა ბრუნვის სიგრძე pi * d = 3.14 * 7.1 == 22.8 მმ თითო შემობრუნებაზე. ასე რომ, 18.6 მ მავთულისთვის მჭირდებოდა დაახლოებით 840 ბრუნვა პირველზე. იმის ნაცვლად, რომ გამოვთვალო ის მონაცვლეობა, რომელიც იქნებოდა პირველზე, მე გამოვთვალე სავარაუდო სიგრძე 840 მორიგეობით, ვივარაუდოთ 0.26 მმ დია მავთული (ცოტა უფრო დიდი ვიდრე ფაქტობრივი მავთულის 0.25 მმ დია). 0.26 * 840 = 220 მმ სიგრძის გრაგნილი ახლო ჭრილობის გამოდის 18.6 მ მავთულის გადასატანად პირველზე. რადგან ფანქარი მხოლოდ 140 მმ სიგრძის იყო, მე მჭირდება მინიმუმ 100 მმ სიგრძის 2.2 ფენა. საბოლოოდ დავამატე დაახლოებით 20% დამატებითი მავთული, რათა დავუშვათ დაუდევარი გრაგნილი და გაზრდილი ბრუნვის სიგრძე ტოროიდზე მეორე ფენისთვის და ფაქტიურად დავდე 100 ფენის 3 ფენა თითოეული თითოეული ფანქრის წინა ნაწილზე.

ფანქრის ყოფილ მავთულზე გადასატანად ფანქრის დასატრიალებლად გამოვიყენე ძალიან ნელი სიჩქარის საბურღი პრესი. ფენების სიგრძის გამოყენებით როგორც მეგზური, მე არ მჭირდებოდა მონაცვლეობების დათვლა. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ ხელის საბურღი, რომელიც დამონტაჟებულია ვიცეში.

ტოროიდს ვატარებ რბილ ყბის ვიცეში, რომელსაც შეეძლო ყბების ბრუნვა ტოროიდის ჰორიზონტალური შესანარჩუნებლად, მე ჯერ მეორადი გრაგნილი დავხურე. დაწყებული თხელი ორმაგი ცალმხრივი ლენტის ფენით, ტოროიდის გარედან, რომელიც ხელს უწყობს მავთულის შენარჩუნებას, როდესაც მე მას ვჭრი. თითოეულ ფენას შორის დავამატე ონკანის კიდევ ერთი ფენა, რაც ხელს შეუწყობს ნივთების ადგილზე შენარჩუნებას. თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ონკანის ბოლო ფენა ზემოთ მოცემულ ფოტოში. შევიძინე ვიცე სპეციალურად ამ სამუშაოსთვის, Stanley Multi Angle Hobby Vice. კარგად ღირდა ფული.

მსგავსი გაანგარიშება გაკეთდა ორი პირველადი გრაგნილისათვის გრაგნილის მოსამზადებლად. მიუხედავად იმისა, რომ ეს არის შემთხვევა, მე გავზომე ტოროიდის ახალი ზომა, მეორადი გრაგნილი მოთავსებული, შემობრუნების სიგრძის გამოსათვლელად. ზემოთ არის ტრანსფორმატორის ფოტო მეორადი ჭრილობით და მავთული პირველი პირველადი გრაგნილით, ყოფილი მზად არის გრაგნილის დასაწყებად.

ნაბიჯი 9: მშენებლობა

ამ პროტოტიპისთვის მე ხელახლა გამოვიყენე ერთი PCB, რომელიც აღწერილია Retrofit Existing Light Switch დისტანციური მართვის საშუალებით და დავჭრა ორი ბილიკი და დავამატე ბმული ტოროიდზე ხელახლა კონფიგურაციისთვის.

ტოროიდი ცალკე იყო დამონტაჟებული და ტალღის ჩამხშობი პირდაპირ მეორეხარისხოვანი გრაგნილის გასწვრივ იყო განთავსებული.

ქალიშვილი დაფა გამოიყენებოდა სრული ტალღის მაკორექტირებლის და RL– ის დასაყენებლად.

ტალღის ჩამხშობი იყო გვიან დამატება. როდესაც მე პირველად გამოვცადე სრული წრე 0.9A დატვირთვით, მოვისმინე მკვეთრი ბზარი pfodApp– ის გამოყენებისას დისტანციურად დატვირთვის ჩართვის მიზნით. უფრო მჭიდრო შემოწმებამ აღმოაჩინა მცირე ცისფერი გამონადენი RL ჩართვის დროს. მთელი 240V RMS (340V პიკი) ჩართვისას ტოროიდული პირველადი ნაწილის გასწვრივ გამოიყენება გარდამავალი პერიოდის განმავლობაში. მეორეხარისხოვანი, შემობრუნების თანაფარდობით 2: 1, გამოიმუშავებდა 680 ვ -მდე, რაც საკმარისი იყო RL- სა და მიმდებარე ტრასას შორის დაშლის მიზნით. ახლომახლო ბილიკების გასუფთავებამ და მეორადი გრაგნილის გასწვრივ 30.8V AC ტალღის ჩამხშობის დამატებამ გადაჭრა ეს პრობლემა.

ნაბიჯი 10: BLE ნანოს დაპროგრამება და დაკავშირება

კოდი BLE Nano– ში იგივეა, რაც გამოიყენება Retrofit Existing Light Switch დისტანციური მართვის საშუალებით და ეს პროექტი განიხილავს კოდს და როგორ უნდა დაპროგრამდეს ნანო. ერთადერთი ცვლილება იყო BLE სარეკლამო სახელში და pfodApp– ზე ნაჩვენები მოთხოვნა. Android მობილურიდან pfodApp– ით დაკავშირება აჩვენებს ამ ღილაკს.

წრე აკონტროლებს დატვირთვაზე გამოყენებულ ძაბვას, რათა სწორად აჩვენოს ყვითელი ღილაკი, როდესაც დატვირთვა იკვებება დისტანციური გადამრთველით ან ხელით გადაფარვით.

დასკვნა

ეს პროექტი აფართოებს არსებული შუქის გადართვას დისტანციური მართვის საშუალებით, რაც საშუალებას მოგცემთ დისტანციურად გააკონტროლოთ კილოვატ დატვირთვა მხოლოდ ამ მიკროსქემის დამატებით არსებულ გადამრთველზე. დამატებითი გაყვანილობა არ არის საჭირო და ორიგინალური გადამრთველი აგრძელებს მუშაობას ხელით გადახურვისას, მაგრამ მაინც გაძლევთ საშუალებას დისტანციურად ჩართოთ დატვირთვა მას შემდეგ, რაც გამორთვის მექანიკური გადამრთველის გამოყენების შემდეგ გამოიყენეთ.

თუ დისტანციური მართვის წრე გაუმართავია, ან ვერ იპოვით თქვენს მობილურს, ხელით გადართვის გადამრთველი აგრძელებს მუშაობას.

მომავალში, თქვენი სახლის შუქის ჩამრთველების გადაკეთება BLE Nano V2 საკონტროლო მოდულებით, რომელიც მხარს უჭერს Bluetooth V5 ნიშნავს მომავალში თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ სახლის ფართო ავტომატიზაციის ქსელი Bluetooth V5 Mesh გამოყენებით.