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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Dispositif d'interruption intermittente de l'alimentation avec un long délai. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Alimentations Une description d'un appareil simple est donnée qui vous permet d'éteindre et de rallumer automatiquement n'importe quel appareil électrique pendant une courte période sur une période de plusieurs heures. Le dispositif est réalisé sur un microcontrôleur ATtiny13A et contient un nombre minimum d'éléments. Un exemple d'utilisation d'un tel appareil pourrait être l'arrêt périodique d'un appareil pour redémarrer son programme (cela restaure la fonctionnalité altérée à la suite d'une panne). Vous pouvez, par exemple, interroger un thermomètre électronique ou un autre capteur pendant plusieurs heures et transmettre ses lectures sur un canal radio. Dans ma maison de village, un système d'enregistrement, en l'absence des propriétaires, collecte les relevés de divers capteurs et les envoie via un modem 3G à un site Internet spécialisé où est stockée la base de données. Un « abandon » imprévisible, voire un arrêt complet de la mise à jour des informations dans la base de données, a été constaté. La raison s'est avérée être une perte de connexion entre le modem et le réseau cellulaire. La seule chose qui a aidé était le redémarrage périodique de tous les périphériques système (modem, routeur, contrôleur). J'ai choisi la manière la plus simple de procéder : toutes les quatre à cinq heures, coupez l'alimentation du système d'enregistrement pendant quelques secondes. Pour mettre en œuvre cette méthode, vous avez besoin d'un générateur d'impulsions avec une période de répétition très longue. La résolution du problème par la méthode traditionnelle conduit à un dispositif plutôt complexe avec des exigences élevées en matière de stabilité à long terme des éléments. Une alternative est un dispositif à microcontrôleur peu coûteux. Le principe de son fonctionnement peut être le suivant : un microcontrôleur « en veille » « se réveille » périodiquement par un signal d'un timer de surveillance, vérifie combien de temps s'est écoulé depuis le dernier redémarrage du système et, si le bon moment est arrivé, coupe l'alimentation pendant un moment. Le schéma de l'appareil est présenté sur la Fig. 1. Une tension de +5 V est fournie depuis la prise d'entrée XS1 (USB-BF) via les contacts normalement fermés K1.1 du relais K1 vers les prises de sortie XS2 et XS3 (double connecteur USBA-2J). Un interrupteur électronique sur le transistor VT4 est connecté à la sortie PB1 du microcontrôleur DD1 dont le circuit collecteur comprend un enroulement de relais K1 avec une résistance de 75 Ohms (tension de fonctionnement de l'enroulement 5 V).
La LED HL1 sert d'indicateur de l'état de l'appareil. Il s'allume lorsque l'alimentation est coupée des prises XS2 et XS3. À la mise sous tension, le microcontrôleur configure toutes les lignes de ses ports comme entrées, de sorte que le transistor reste bloqué et la bobine du relais est hors tension. Le programme du microcontrôleur a été développé dans l'environnement Algorithm Builder pour AVR. Le schéma fonctionnel de son algorithme de fonctionnement est présenté sur la Fig. 2. Les états des bits de configuration du microcontrôleur ATtiny13A requis pour le fonctionnement du programme sont illustrés sur la Fig. 3.
Le mode de fonctionnement du minuteur de surveillance du microcontrôleur doit être défini dans l'environnement de développement, comme le montre la Fig. 4, ce qui correspond au temps d'exposition le plus long - 8,2 s. Le programme est conçu de telle manière que la plupart du temps, le microcontrôleur est en mode veille. « Se réveillant » lorsque la minuterie de surveillance est déclenchée, il vérifie, selon le programme, le contenu du registre R0 et augmente son contenu de un.
La valeur stockée dans le registre R0 ne change pas en mode veille, ce qui permet d'utiliser son registre comme compteur du nombre de « réveils » du microcontrôleur. Un débordement de registre se produit environ toutes les 35 minutes (8,2 s x 256). Si son contenu est différent de zéro, le compteur n'a pas encore débordé et le microcontrôleur « s'endort » à nouveau (passe en mode Power down). Le programme calcule les débordements du registre R0 dans le registre R1. Dans mon cas, huit débordements suffisaient (8,2 s x 256 x 8 = 4,7 h), donc la valeur initiale dans le registre R1 est 7, et chaque débordement du registre R0 la réduit de un. Une fois l'intervalle de temps spécifié écoulé, le programme configure la broche PB4 comme sortie et définit son niveau logique sur haut. Cela ouvre le transistor VT1 et déclenche le relais K1, qui coupe le circuit d'alimentation des appareils connectés aux connecteurs XS2 et XS3. Après 8,2 s, la minuterie de surveillance est à nouveau déclenchée et le programme ramène la broche PB4 en mode d'entrée, ce qui désactive le relais K1. L’alimentation des appareils externes est rétablie. En conséquence, environ une fois toutes les quatre heures et demie, l'appareil met hors tension l'appareil alimenté par lui avec une tension de 5 V pendant huit secondes. Le disjoncteur est monté sur un fragment de planche à pain mesurant 20x50 mm. Le microcontrôleur DD1 est installé dans le panneau. Relais K1 - SRS-05VDC-SL. Le test du disjoncteur fabriqué doit commencer sans microcontrôleur. La tension 5 V fournie à la prise XS1 doit être présente au niveau de la prise 8 du panneau du microcontrôleur et à la borne gauche (selon le schéma) de la bobine du relais K1. Cette tension est mesurée par rapport à la prise 4 du panneau du microcontrôleur. Vous pouvez vérifier le fonctionnement du transistor VT1 et du relais K1 en court-circuitant les prises 8 et 3 du panneau du microcontrôleur - le relais doit fonctionner et la LED doit s'allumer pendant toute la durée du circuit. Après avoir installé le microcontrôleur dans le panneau, la vérification du fonctionnement de l'appareil consiste à attendre longtemps que la LED s'allume et que le relais fonctionne. Un tube thermorétractable est placé sur la carte testée avec des pièces à travers lesquelles la lueur de la LED HL1 est clairement visible. Le disjoncteur terminé est illustré à la Fig. 5.
Il est intéressant de noter « l’effet secondaire ». Afin de ne pas attendre trop longtemps que le relais fonctionne lors du contrôle, un programme quelque peu simplifié (sans analyser l'état du registre R1) a été chargé dans le microcontrôleur de la partie réception de l'appareil décrit dans mon article « Réseau radiocommandé prolongateur » (« Radio », 2014, n°7, p. 31-33). Lorsqu'il fonctionnait, les prises des rallonges étaient allumées pendant 35 secondes toutes les 8 minutes. Le soir du Nouvel An, les lumières du sapin de Noël ont été connectées à cette rallonge. L'effet était inattendu : au moment le plus inopportun, l'éclairage s'est soudainement allumé. L'arbre, clignotant joyeusement, a remonté le moral de ceux qui nous entouraient pendant quelques secondes. La vie a montré qu'un appareil qui, à première vue, était complètement inutile, après avoir travaillé plus d'un an dans une maison de village, s'est avéré... utile. Lors de l'analyse des informations enregistrées sur le site, il est devenu clair comment le redémarrage du système résout le problème du gel du canal de communication cellulaire. Dans le même temps, pour éliminer la panne, il n’était pas nécessaire de se déplacer sur place pour redémarrer le système. L'appareil s'est avéré compact et pratique. Il convient également de noter qu'il a une faible consommation de courant en mode veille, ce qui permet d'utiliser une solution similaire dans des systèmes auto-alimentés. Les principes intégrés dans l'algorithme considéré peuvent être utilisés à d'autres fins, par exemple pour simuler la présence dans la maison. Le programme du microcontrôleur peut être téléchargé de ftp://ftp.radio.ru/pub/2016/08/pr.zip. Auteur : A. Pakhomov
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