1. Микропроцессорный регулятор мощности для паяльника на PIC16F628A

  2. PIC16F628A

    MAC15

    MOC3020

Update. Обратите внимание, что прошивка из этого поста - не самая свежая. Лучше брать прошивку из поста "Снова о регуляторе мощности. Универсальная прошивка для любого включения светодиодов".

Что он может:

  • 20 уровней регулировки с запоминанием уровня
  • фазовое управление мощностью
  • линейная регулировка мощности (не фазы)
  • наличие режима форсированного разогрева в течении 5 или 10 минут
  • плавное включение нагрузки
  • автоматическое отключение нагрузки через 30 мин
  • наличие режима без отключения нагрузки
  • линейная шкала на светодиодах
  • управление мощностью и выбор режимов осуществляется двумя кнопками
  • в схеме использован микропроцессор PIC16F628A.


Принципиальная схема контроллера

Регулятор мощности, принципиальная схема, PIC16F628A
Регулятор мощности, принципиальная схема, PIC16F628A


Перечень элементов

ОбозначениеНоминалПримечание
C11n
C210µ x 10V
C31n
C41n600V
C5100n
DA1PC817
DA2MOC3020MOC3020-MOC3023
DD1PIC16F628A
R12k2
R2220k
R3220k
R41k
R522k
R6220
R739
R8220
R9220
R10220
R11220
R12220
R13220
R14220
R15220
R16220
R17220
R18220
R19220
VD11N4148
VD21N4148
VD31N4148
VD41N4148
VD51N4148
VS1MAC15NMAC16N
VT12SC828

Благодаря наличию оптронов цифровая часть гальванически развязана с сетью, но, тем не менее, в схеме присутствует высокое напряжение, поэтому при повторении конструкции необходимо соблюдать технику безопасности!

Осцилограммы на выводах процессора. Смещение импульсов друг относительно друга на осцилограмме соответствует второй ступени регулировки мощности (горит 1 светодиод)
Ширина импульса на RA4 около 170uS, на RB3 около 1.5mS

Прошивка

Версия 2: (доступно зарегистрированным пользователям)

Обратите внимание, что более свежая и функциональная прошивка есть здесь

Правильно выставленные фьюзы - залог успеха:

CONFIG = 0x2150
или CONFIG = 0x3F50 (если считать неопределенные биты 9-12 за "1")

CP----CPDLVPBORENMCLREFOSC2!PWRTEWDTEFOSC1FOSC0
1xxxx101010000

Для прользователей IC-PROG установка фьюзов должна выглядеть так (сам не проверял, подтвердите или поправьте в комментах кто пробовал)

FOSC<2:0> = 100 (INTOSC internal oscillator: I/O function on RA6/OSC2/CLKOUT pin, I/O function on RA7/OSC1/CLKIN)
WDTE = 0 (WDT. Disabled)
PWRTE = 0 (Power-up Timer Enable bit. Enabled)
MCLRE = 0 (RA5/MCLR Pin Function Select bit. RA5/MCLR is digital I/O)
LVP = 0 (Low Voltage Programming Enable bit. RB4/PGM is digital I/O, Low Voltage Programming is off)



Как и любая цифровая схема, данный регулятор не нуждается в налаживании, и в случае правильной сборки и исправных деталей начинает работать сразу. Но, как оказалось, это только в теории. На практике бывает, что контроллер в лучшем случае не работает вообще, и в этом случае проблему отыскать сравнительно легко. Это или фьюзы неверно выставлены, ошибка в монтаже или еще что-то подобное, глобальное.

Гораздо хуже, когда процессор вроде работает, есть индикация, но в нагрузке творится что-то непонятное. В таком случае очень полезно посмотреть осциллограммы на входах и выходах процессора RA4 и RB3.

К сожалению, не у всех под рукой есть осциллограф. С расчетом именно на такой случай я добавляю тестовую прошивку, которая позволит определить, есть ли на входе RB3 сигнал с частотой 100Гц с детектора нуля.

Прошивка

Версия 1 от 09.04.13: (доступно зарегистрированным пользователям)

Данная прошивка предназначена только для указанной цели, больше ничего она не делает. Фьюзы для этой прошивки такие-же, как и для основной прошивки. Она работает с рассчетом, что используется внутренний тактовый генератор на 4MHz. Результат работы выводится на светодиодный индикатор.

Значения отдельных светодиодов индикатора указаны на рисунке ниже:

Значения частоты на индикаторе

Фактически индикаторы означают следующее:
0-20 Hz - импульсов скорее всего нет вообще
<93 Hz - импульсы следуют с сильно низкой частотой
с 94 по 106 Hz - норма (с учетом погрешности калибровки внутреннего генератора на 4MHz)
>108 Hz - импульсы следуют слишком часто

Возможна ситуация, когда горит одновременно несколько светодиодов, что означает, что обнаружены импульсы, следующие с разными интервалами (частотами), чего в нормально работающем детекторе нуля не должно быть, максимум - пара соседних из "нормального" интервала



Наконец регулятор обзавёлся печатной платой, которую разработал и любезно предоставил RN3QNR

Печатная плата в формате .LAY: (доступно зарегистрированным пользователям)



Выглядит в собранном виде это так:



Для регулятора готова новая прошивка, которая позволяет работать в одном из двух режимов. Параметры каждого из режимов (время и мощность форсированного разогрева, время до отключения и мощность при отключении) могут быть выставленны индивидуально в режиме настроек.

Читайте про новую прошивку здесь


Даташиты

ОБСУЖДЕНИЯ

Аватар пользователя Гость

здраствуйте немогу зарегистрироваться на вашем сайте не приходит письмо на эмейл

Аватар пользователя leog

К сожалению, в настройки отсылки почты вкралась ошибка. Теперь исправлена.

Аватар пользователя RN3QNR

Здравствуйте уважаемые радиолюбители , давно я здесь не появлялся.К автору предложение выложить мою печатку , как вы на это смотрите ?

Кто ищет тот находит , кто борится тот побеждает!!!

Аватар пользователя leog

Смотрю положительно, я уже писал чуть раньше. Присылайте на root собака linker.ru , я выложу.

Аватар пользователя RN3QNR

Здравствуйте , печатку вам я отправил и хотелось бы спросить , а что за новая версия вашей прошивки ? И доступна ли она уже или нет?

Кто ищет тот находит , кто борится тот побеждает!!!

Аватар пользователя leog

Добрый день.

Печатку получил, выложу на выходных. Новую прошивку тоже.

В ней я оставил 2 режима работы вместо 3х, но добавил настройку параметров этих режимов, что оказалось очень удобно. Мне не сложно выложить, но нужно доделать небольшую шпаргалку по режиму настройки, чтоб этим можно было удобно пользоваться.

Аватар пользователя MacTep

чет я не допонял. с1 и с3 на какое напряжение.

Аватар пользователя leog

C1 у меня на 630В а C3 - на любое, там 5В. И вообще, C3 нужен, только если есть проблемы с формой сигнала на выходе оптопары.

Аватар пользователя MacTep

спс за печатку, тут и фото с элементами на плате не помешало бы )), а я на выходных за детальками )) будет чем на работе заняться ))

Аватар пользователя RN3QNR

Здравствуйте все , у меня есть сохранившееся фото на стадии сборки с элементами сверху , если это здесь уместно могу разместить с согласия автора данного сайта и конструкции.

Кто ищет тот находит , кто борится тот побеждает!!!

Аватар пользователя leog

Присылайте, разместим, отчего нет.

Аватар пользователя RN3QNR

Хорошо , постараюсь в ближайшее время прислать фото !

Кто ищет тот находит , кто борится тот побеждает!!!

Аватар пользователя serek

Большое спасибо автору !! Это именно та схема которую я искал, буду собирать !

Аватар пользователя serek

Здравствуйте, очень нужен совет автора. Мне очень понравилась схема, её опции, я решил повторить данный девайс, но возникли некоторые проблемы в работе микросхемы. Посмотрите, пожалуйста, видео работы этого устройства, буду благодарен за любые советы по устранению данного недостатка. http://youtu.be/sQ5_TLGYL2g

Аватар пользователя leog

Вот тут ниже alex написал про опцию программатора "use vpp first program entry" и я вспомнил, что сталкивался с такой ситуацией, когда регулятор работает с подключенным внутрисхемным программатором.

Аватар пользователя aleks

уменя такое было после программирования в pickit2 с включеным "use vpp first program entry"

Аватар пользователя triobet

Спасибо огромное автору.

Заработала схема не сразу, а только после установки С3.До этого была беда с наводками т.е формирователь импульсов работал только когда дотрагивался до +5V или - питания.
Все супер сейчас.

Аватар пользователя leog

А номиналы деталей формирователя как на схеме? Транзистор, опртопару, диоды какие ставили?

Аватар пользователя Demik_72

Добрый день.Я хочу повторить Вашу схему,но встало пару вопросов.На каких ногах ПИКа какие по цвету светодиоды сидят.ПИК буду программировать впервые,не очень понял насчет установки фьюзов.Программатор Extra-PIC,программа IC-PROG.Очень прошу вас помочь.Заранее благодарен

Аватар пользователя leog

Насчет светодиодов - по схеме слева направо, например, 4 зеленых, 3 желтых и 3 красных.

Насчет фьюзов - программой IC-PROG я не пользовался, по моим предположениям выставить надо так:

Программатор должен поддерживать высоковольтное программирование, т.к. после прошивки с такими фьюзами низковольтный режим в пике отключится (LVP = 0, Low Voltage Programming is off). Судя по схеме Extra-PIC поддерживает.

Аватар пользователя Demik_72

Доброго дня Вам.Спасибо за раскладку светодиодов.Собрал плату,зашил пик согласно вашим фьюзам,включаю,пробегает волна туда-сюда и загорается первый зеленый светодиод,т.е. полное отсутствие импульсов...проверил транзистор,он рабочий,что делать пока не знаю...Может вы подскажите,какое напряжение должно быть на ногах VT1 и на PC817.Почитал коменты,заменил VT1 не помоглоЧуть позже зашил основную прошивку.Включил,прошла волна,загорелись первые пять светодиодов.Поигрался кнопками управления-начинает моргать пятый светодиод и все,отпускаешь перестает.Заранее благодарен.

Аватар пользователя Demik_72

Короче. Вот чего я добился от регулятора мощности. Тестовая прошивка показывает отсутствие импульсов на 9 ноге ПИКа, осцил я не нашел,а вот частотомер показывает импульс на 9 ноге ПИКа частотой 100 Гц???Как такое может быть и почему???Зашиваю рабочую прошивку .Включаю. Пробегает волна ,устанавливается мощность и в нагрузке лампочка загорается в полный накал! Поигрался кнопкой минус, согласно погасанию светодиодов мощность должна убавится, но не убавляется(еще заметил такую особеность,что бы прибавит или убавить надо нажимать на кнопки дважды). Снял МОС, впаял вместо нее светодиод, включил, он горит и не тухнет. Помогите разобраться в чем проблема. Я прошивался через ExtraPic в IcProg, фьюзы выставил как сказано.

Аватар пользователя leog

Такое может быть, теоретически, если не открывается полностью оптрон DA1. Проверьте номиналы в детекторе нуля, попробуйте сменить транзистор, попробуйте R1 поиграть от 680Ом до 10к, ёмкость поставьте C3. Без осциллографа трудно что-то сказать.

Кнопки надо нажимать дважды, т.к на каждое нажатие мощность меняется на пол-накала светодиода, вся шкала из 10 светодиодов - 20 ступеней регулировки.

Аватар пользователя Demik_72

Спасибо за совет.Притащил я осцил...на RB3 осцилограмма такая же как и у вас,а вот на RA4 вообще нет ничего....чтобы исключить действие оптрона на RA4,я его снял,сигнал так и не появился.Я так понимаю,сигнал RA4 должен уменьшать его мощность,т.е. если его нет то симистор полностью открыт???Кондер С3 я сразу установил

Аватар пользователя Demik_72

Продолжаю опыты))))Сменил R1 на 8к2,поставил тестовую прошивку,загорелся шестой светодиод,говорящий об исправности схемы формирователя импульсов...обрадовалсяяяяяяяя!!!!)))))))втыкаю рабочую прошу-не работает.нет сигнала с RA4,кнопочками поигрался-управление есть,видно по светодиодам.Заметил еще одну вещь.В таком вот состоянии(без нагрузки)есть на выходах LOAD напряжение,подключаю нагрузку,напруга пропадает,может МАС неисправен((((заменит его пока нечем...

Аватар пользователя leog

Просто так на отключенном RA4 осциллограф сигнал не покажет - это выход с открытым коллектором, нужна нагрузка на плюс. Например, резистор 1к. Кстати, не перепутаны ли ноги 1 и 2 на DA2?

Я где-то писал в комментах как проверить оптосимистор и симистор. Повторюсь:

Для проверки работоспособности узла с MOC3020 и MAC15 попробуйте отсоединить резистор R8 от ноги процессора RA4. При висящем в воздухе резисторе нагрузка должна быть отключена. При соединении резистора с землей нагрузка должна включаться. Посмотрите, какой ток идет через резистор на землю. Для MOC3021 он должен быть в пределах от 15mA до 60мА.

Если Вы сомневаетесь в симисторе, то для его проверки можно в цепи управляющего электрода вместо оптисимистора MOC3020 просто попробовать поставить кнопку ( конечно, соблюдая технику безопасности, т.к. там будет 220 вольт. При разомкнутой кнопке нагрузка должна быть выключена, при замкнутой - включена.

Для проверки оптосимистора можно так-же попробовать его нагрузить сразу на нагрузку (без симистора MAC15), например на лампочку на 220В, но ее мощность не должна превышать 10-15Вт.

Аватар пользователя Demik_72

Доброго Всем дня!Разобрался почему схема не хотела работать.Все просто-глючил МОС3023,да так глючил что импульс с RA4 просаживался.Заменил его и схема сразу же заработала.Огромное спасибо за советы!!!!

Аватар пользователя Гость

плата разведена неверно, минусовой на светодиоды (вместо +) и контакты транзистора перепутаны.

Аватар пользователя leog

Спасибо за подсказку. Транзистор можно впаять правильно, а чуть позже я выложу прошивку под такое включение светодиодов.

Аватар пользователя Гость

Привет всем участникам по данной статье! С паяльником подружился недавно- поэтому прошу строго не судить. У меня возник вопрос будет-ли данный регулятор работать в первичке сварочного аппарата??

Аватар пользователя leog

Мне кажется, что не получится. Непонятно, как будет работать симистор на нагрузку с такой большой индуктивностью, как сварочный трансформатор. Даже если будет работать нормально, мне не понятно, какого эффекта хочется добиться от такой регулировки?

Аватар пользователя Igor

Спасибо! Собрал, заработало сразу.
Отличная конструкция!

Аватар пользователя tox

Здравствуйте автор!Ждём прошивку под такое включение светодиодов.

Аватар пользователя leog

Да, точно, обещал. Как появится вечерок - сделаю.

Аватар пользователя tox

Да!и ещё друг сделал такой девайс,всё работает хорошо кроме......когда мигают все светодиоды нагрузка(паяльник)не отключаеться.Продолжает работать взаданом режиме.Подскажите в чем дело!

Аватар пользователя Гость

Собрал 2-а регулятора. У обоих не работает режим завершения. Т.е. При включении - постепенный разогрев, затем работа и через заданное время начинают мигать все светодиоды. Мощность не снижается, нагрузка не отключается.

Аватар пользователя leog

Да, спасибо, я уже нашел ошибку в программе, на днях выложу исправленную версию. И еще прошивка с общим катодом на светодиодах готова.

Аватар пользователя Гость

Жду прошывку под общий минус.

Аватар пользователя tox

Всё!скачал новую прошивку.Работает хорошо,всё исправлено.Большое спасибо автору.Но моё личное мнение,лучше,чтоб были отдельные прошивки на общий катод и общий анод.И никакой путаницы не будет!!!

Аватар пользователя leog

Да, я так и хотел сделать сначала, но потом решил сделать одну универсальную прошивку. Опыт подсказывает, что так проще будет в дальнейшем, если надо будет делать еще какие доработки, особенно когда позабудутся детали проекта.

Аватар пользователя dpd69

Привет!Можно сделать это схема для поялник 24V,40W?С уважение!

Аватар пользователя leog

Мне не совсем понятен вопрос - предполагается питать 24V паяльник от сети 220V или от 24V?

Аватар пользователя dpd69

Через трансформатор на 24V если можно!

Аватар пользователя leog

А какие компоненты Вам доступны? Например MOSFET твёрдотельные двуполярное реле примерно 60V 3-5A ?

Аватар пользователя dpd69

Примерно какой модел?Доступно зарубежние.

Аватар пользователя leog

Что-нибудь вроде G3VM-41AR:

Continuous load current (AC peak/DC) 2.5 A

Load voltage (AC peak/DC) 40 V

Аватар пользователя dpd69

G3VM-41GR подойдёть?

Аватар пользователя dpd69

Другой не могу найти.

Аватар пользователя leog

Не пойдет, ток маловат.

Тогда надо подумать про такой вариант:

Controlling an AC load with a MOSFET

Только нужно драйвер ставить для MOSFET, типа как в этой статье:

Dimming a 12V LED strip with a mosfet and PWM

С схеме с драйвером стоит транзистор IRF540, его вполне хватит для паяльника. Диодный мост надо подобрать подходящий по току - 3-5 ампер.

Вход драйвера надо подключить к A4 процессора. Только не забыть, что A4 имеет открытый сток и надо поставить с A4 на +5В резистор ~ 1К.

В общем, надо пробовать, экспериментировать.

Аватар пользователя leog

Да, еще надо немного поправить прошивку, т.к. на RA4 только короткий отрицательный импульс, который открывает симистор, а в данном случае нужен положительный и до конца каждого полупериода.

Но это не проблема. Если удастся сделать схему управления и она для начала без процессора будет включать-отключать нагрузку при подаче на вход +5V/0V, то можно будет чуть подправить прошивку для такого случая.

Страницы