Раздел 2 разработка устройства автоматического регулирования света
Несмотря на бурное развитие сверхъярких светодиодов, в широкой продаже пока не появились светодиодные лампы, способные заменить бытовые лампы накаливания. Получившие довольно широкое распространение энергосберегающие люминесцентные лампы, при всех своих достоинствах, обладают, во-первых, высокой стоимостью, во-вторых, требуют сложную схему управления яркостью. Отечественные и зарубежные регуляторы ламп накаливания имеют ряд недостатков:
- управление только одним каналом;
- отсутствие стабилизации яркости;
- наличие помех радиоприёму, звон нитей ламп, жужжание встроенного фильтра.
Эти же недостатки присущи схемам, опубликованным в радиолюбительской литературе, периодической печати и в Интернете.
2.1 Постановка задачи
Требуется создать регулятор яркости ламп накаливания (за рубежом называемый «диммер» - dimmer), свободный от указанных недостатков, и предназначенный для установки в двухканальный светильник промышленного производства (Рис. 1).
Разработка устройства велась с учётом следующих требований:
- простота схемы (минимальное количество компонентов);
- функциональная насыщенность, многообразие регулируемых параметров;
- устойчивость к броскам сетевого напряжения, долговечность;
- отсутствие либо минимальный нагрев компонентов (пожаробезопасность);
- низкое энергопотребление.
Рисунок 2.1 – Светильник с встроенным устройством автоматического регулирования света
2.2 Разработка структурной схемы устройства и функциональной спецификации
Структурная схема устройства автоматического регулирования света представлена на рисунке 2.2.
Устройство состоит из основных элементов:
БП
~
220 В
МК
Управление
каналом
УУ1
SB1
«1» HL1
Управление каналом
УУ2
SB2
«2» HL2
Рисунок 2.2 – Структурная схема устройства автоматического регулирования света
МК – микроконтроллер (устройство, выполняющее функции управления устройствами управления);
БП – блок питания (осуществляет питание микроконтроллера и устройств управления требуемыми напряжениями);
УУ1, УУ2 – устройство управления 1-ого и 2-ого канала соответственно (осуществляют силовое управление лампами освещения по заданной программе);
SB1, SB2 – кнопки управления 1-ым и 2-ым каналами (осуществляют управление каналами освещения, по заданной программе);
HL1, HL2 – лампы освещения (освещают помещение в различных режимах и требуемой яркости).
Функциональная спецификация:
Входы
а. SB1, SB2 – кнопки управления 1-ым и 2-ым каналами, соответственно;
b. источник электропитания устройства (БП).
Выходы
а. УУ1, УУ2 – устройство управления 1-ого и 2-ого канала, соответственно .
Функции
а. Кнопками управления SB1 и SB2 осуществляется управление программой микроконтроллера;
b. По выбранной программе, осуществляется управление устройствами управления УУ1 и УУ2, которые осуществляют регулировку подачи регулируемого напряжения на лампы накаливания HL1 и HL2.
2.3 Разработка функциональной схемы
Основу устройства, функциональная схема которого изображена на Рис. 2.3, составляет микроконтроллер ATmega16L семейства AVR корпорации ATMEL. Управление осуществляется двумя не фиксируемыми в нажатом положении кнопками, по одной на каждый канал.
~220В
F1
