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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Automatisation de l'ioniseur d'air. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Maison, ménage, passe-temps Dans la plupart des sources d'alimentation artisanales pour ioniseurs d'air, l'accent est mis sur la simplicité et le faible coût de fabrication d'un appareil à partir de matériaux improvisés. Nous ne parlons pas de commodités opérationnelles. Les auteurs de l'article proposé ont décidé de compléter la source traditionnelle par un microcontrôleur, ce qui a permis de diversifier ses modes de fonctionnement. Sous le contrôle du microcontrôleur, l'ioniseur d'air pourra fonctionner non seulement en mode continu habituel, bien qu'il offre également la possibilité de réguler la tension qui lui est fournie. Il s'allumera et s'éteindra avec une période définie et cessera automatiquement de fonctionner une fois le temps défini écoulé. Les paramètres de tous les modes peuvent être modifiés à partir du clavier, en observant leurs valeurs sur l'indicateur numérique à LED. La partie principale du circuit source (sans la carte d'entrée/sortie connectée à la prise XP1) est représentée sur la fig. 1.
Il y a trois unités fonctionnelles principales ici. Le bloc d'alimentation est sans transformateur. Ceci est pleinement justifié lorsque le courant total consommé sur le réseau n'est pas supérieur à 15 mA. Le pont de diodes VD1 redresse la tension secteur alternative. La résistance R1 limite l'amplitude des impulsions du courant de charge du condensateur C1. La tension redressée à travers les résistances d'extinction R14 et R15 alimente l'étage final de l'onduleur haute tension sur le transistor à effet de champ VT4, et à travers les résistances R2-R4 (environ 70 V tombe sur elles) - un régulateur de tension +12 V sur le transistor VT1 pour les étages préliminaires de l'inverseur. A partir de la tension +12 V, en utilisant le stabilisateur intégré DA1, on obtient +5 V pour alimenter les microcircuits de l'appareil. L'unité de contrôle est construite sur la base du microcontrôleur PIC16F628, qui doit être préprogrammé conformément au tableau. Le microcontrôleur stocke des données sur le mode de fonctionnement source défini par l'utilisateur dans la mémoire interne non volatile. Par conséquent, il n'est pas nécessaire, en allumant l'ioniseur, de configurer à nouveau sa source d'alimentation - le travail reprendra automatiquement dans le mode qui était en vigueur au moment de l'arrêt.
Pour reconnaître ce moment à l'avance, deux comparateurs intégrés au microcontrôleur sont utilisés. Leurs entrées (broches 1 et 18 DD1) reçoivent la tension de la diagonale du pont de résistance R18-R21, et pendant le fonctionnement de l'appareil, la tension à la broche 18 DD1 est supérieure à la broche 1. Après déconnexion du secteur, le la tension à la broche 18 DD1 chute rapidement, et dans le circuit +5 BII et à la broche 1 DD1 reste presque inchangée pendant un certain temps grâce au circuit VD3C7. Ayant constaté que la différence de potentiel entre les bornes 18 et 1 a changé de signe, le microcontrôleur parvient à écrire des données sur le mode de fonctionnement dans la mémoire non volatile avant que sa tension d'alimentation ne chute à une valeur insuffisante pour continuer le fonctionnement. Les broches 10-13 du microcontrôleur reçoivent les signaux de quatre boutons installés sur la carte d'E / S, qui contrôlent la source. Les signaux de commande générés par le microcontrôleur sous forme série par deux indicateurs numériques à LED situés sur la même carte sont convertis par le registre à décalage DD2 sous une forme parallèle. L'indication est dynamique : selon les niveaux de tension aux broches 6 et 9 de DD1, un seul des indicateurs fonctionne à la fois. L'onduleur haute tension est construit sur des transistors VT2-VT4 et un transformateur d'impulsions T1 - ligne d'un téléviseur noir et blanc de petite taille. Des impulsions rectangulaires d'une fréquence de 150 ... 350 Hz, générées par le microcontrôleur DD1 sur la broche 8, amplifient les transistors VT2 et VT3 à une amplitude de 10..-12V. Après raccourcissement par le circuit différenciateur C8R13, ces impulsions ouvrent un puissant transistor CMOS VT4, dans le circuit de drain duquel est inclus l'enroulement 5-7 du transformateur T1. Diode VD4 - amortisseur. Les impulsions de l'enroulement élévateur (9-11) du transformateur sont envoyées au redresseur avec multiplication de tension sur les colonnes de diodes VD6-VD11. Le schéma et la conception d'un tel redresseur sont bien connus. Lors de sa fabrication, vous pouvez utiliser les recommandations de l'article de V. Utin "Options pour le bloc d'alimentation" Chandeliers Chizhevsky "(" Radio ", 1997, n ° 10, p. 42, 43). En fonction de la fréquence de répétition des impulsions, la tension fournie à l'ioniseur varie dans la plage de 15 ... 35 kV, si nécessaire, elle peut être augmentée en ajoutant quelques étapes supplémentaires de multiplication de tension La carte de circuit imprimé principale de la source, sur laquelle se trouvent presque tous les éléments représentés sur le schéma (voir Fig. 1), est illustrée à la fig. 2. La carte est double face et les pièces sont installées des deux côtés. Condensateurs C2 et C9 - K73-17 et oxyde - K50-35 ou leurs analogues. Les condensateurs restants (sauf C10-C15) sont en céramique de tout type.
Le transformateur T1 avec redresseur haute tension et la prise XS1 pour le raccordement de l'ioniseur se trouvent dans une unité séparée. Condensateurs C10-C15 - K73-13 ou autres pour une tension d'au moins 10 kV. La résistance de protection R17 doit supporter la pleine tension de sortie de la source sans claquage entre les bornes. Les résistances MLT-2 et similaires sont conçues pour seulement 1200 V et ne conviennent pas ici. Convient, par exemple, KEV-2. Vous pouvez créer une résistance R17 à partir de plusieurs résistances moins haute tension en les connectant en série. La carte d'entrées/sorties est assemblée selon le schéma de la fig. 3 Appuyer sur l'un des boutons SB1-SB4 non seulement envoie une commande au microcontrôleur, mais allume également la LED correspondante HL1-HL4, donnant à l'utilisateur la possibilité de vérifier visuellement que la commande a été donnée. Les résistances R1 - R8 limitent le courant des éléments LED avec des cathodes communes HG1 et HG2. Lors du remplacement d'indicateurs du type indiqué sur le schéma par d'autres, il peut être nécessaire d'augmenter la luminosité de leur lueur en réduisant la valeur des résistances mentionnées.
Comme la carte principale, la carte d'E/S est à double face. Les dessins des conducteurs imprimés et les dispositions des éléments des deux côtés sont illustrés à la fig. 4. La carte est fixée au panneau avant du boîtier de l'unité basse tension de sorte que les points décimaux des indicateurs LED HG1 et HG2 soient en haut (et non en bas, comme d'habitude). C'est dans cette position que les chiffres sur les indicateurs semblent corrects (ceci est prévu par le programme du microcontrôleur). La prise XP1 est connectée au câble 16 fils du même nom sur la carte mère.
La source commence à fonctionner trois secondes après avoir été connectée au réseau et avoir fermé l'interrupteur SA1 (voir Fig. 1). Le nombre à deux chiffres affiché sur les indicateurs numériques est la valeur de la haute tension fournie à l'ioniseur d'air en kilovolts. Elle peut être modifiée par pas de 1 kV à l'aide des touches SB2 "Up" (haut) et SB3 "Dw" (bas). L'état des points décimaux sur les indicateurs indique lequel des modes de fonctionnement possibles est réglé. Il y en a six au total : Le point décimal sur l'indicateur HG1 est allumé. La haute tension est générée en continu. Le point décimal sur l'indicateur HG2 est allumé. Mode cyclique avec une période de 1...10 min. Dans la première moitié du cycle, il y a une haute tension, dans la seconde ce n'est pas le cas. Les points décimaux sont allumés sur les deux indicateurs. Similaire au mode 1, mais après un temps défini (1...99 min), la haute tension est automatiquement désactivée. Le point décimal sur l'indicateur HG1 clignote. La haute tension est activée pendant 1 s, désactivée pendant N s. Le nombre N est défini dans la plage de 3 à 10. Le point décimal sur l'indicateur HG2 clignote. L'appareil fonctionne comme en mode 4 pendant un temps spécifié (1...99 min), après quoi la haute tension est automatiquement coupée. Les points décimaux clignotent sur les deux indicateurs. La haute tension monte progressivement jusqu'au maximum (35 kV), puis diminue progressivement jusqu'au minimum (15 kV). La période de répétition du cycle est de 5 minutes. Dans les modes 3 et 5, une fois le temps spécifié écoulé, l'appareil "s'endort" - la haute tension est désactivée, les voyants s'éteignent. Il est retiré de cet état en appuyant sur n'importe quel bouton, après quoi l'exposition sera répétée. Changez de mode en appuyant brièvement sur le bouton SB1 "Set" (réglage). Le premier d'entre eux éteint la haute tension et les chiffres sur l'indicateur commencent à clignoter, indiquant la valeur actuelle du paramètre de mode défini, par exemple, le temps pendant lequel la haute tension sera activée. La valeur peut être modifiée à l'aide des boutons "Up" et "Dw". Les clics suivants sur le bouton "Définir" changent de mode avec un changement correspondant dans l'état des points décimaux. Les chiffres sur les indicateurs cessent de clignoter et le nouveau mode prend effet si vous maintenez le bouton "Set" enfoncé pendant plus d'une seconde. Le bouton SB4 "Adj" (réglage) est destiné à l'étalonnage - apportant la tension de sortie conformément aux lectures de l'indicateur. La tension est mesurée avec un kilovoltmètre connecté entre la prise XS1 et le fil commun. Vous pouvez utiliser, par exemple, un microampèremètre avec un courant de déviation total de 50 μA, en le connectant en série avec un ensemble de résistances d'une résistance totale de 1000 MΩ. Avant de commencer l'étalonnage, il est recommandé de régler la valeur de tension minimale (15 kV) sur les indicateurs de source, bien que la procédure puisse être lancée à partir de n'importe quel. Après avoir appuyé sur le bouton "Adj", les chiffres sur les indicateurs clignotent alternativement, signalant que le mode de calibrage est activé. À l'aide des boutons "Up" et "Dw", ajustez les lectures du kilovoltmètre à la valeur affichée sur les indicateurs. Appuyez sur le bouton "Régler". A ce moment, le microcontrôleur stocke dans la mémoire non volatile la valeur de la fréquence d'impulsion nécessaire pour obtenir la tension spécifiée et augmente le nombre sur les indicateurs de 1. Utilisez les boutons "Up" et "Dw" pour régler à nouveau la tension de sortie et appuyez sur le bouton "Set". Cette procédure est répétée autant de fois que nécessaire. Quittez le mode calibrage en maintenant le bouton "Set" enfoncé pendant plus d'une seconde. Vous ne devez pas rallumer la source moins d'une minute après l'avoir éteinte. Auteurs : V.Sekrieru, E.Munteanu, Chisinau, Moldavie
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