Преди да преминем към изучаването на таймера, нека дефинираме основното понятие "честота". на разбираем език, е броят повторения за секунда. Това означава, че ако пляскате с ръце 2 пъти в секунда, тогава честотата на плясканията ще бъде 2 Hz. Ако за 3 пъти, тогава 3Hz.
Всеки микроконтролер работи на определена честота. Повечето инструкции се изпълняват в един тактов цикъл, така че колкото по-висока е честотата, толкова по-бързо работи микроконтролерът. Ако няма източник на часовник, нищо няма да работи съответно. В случай, че няма външен източник на часовник, повечето микроконтролери имат собствен вътрешен осцилатор. Обикновено те са настроени на него "от фабриката".
Честота вътрешен източникможе да се променя („плава“) поради температура и т.н., поради което се счита за неподходящ за сериозни проекти, а ние имаме точно такива 🙂 Затова се използва стабилен външен честотен източник - кварцов резонатор (кварц). Една от версиите на кварцовия резонатор:
Сега нещо за таймера. Таймерът работи на същата честота като микроконтролера. Понякога може да бъде твърде бързо, така че те използват prescaler, който намалява броя на тиковете с 8/64/256/1024... пъти. Всичко това е разрешено от софтуера.
Да кажем, че сме избрали предразпределител 1024, честотата на микроконтролера е 8 MHz, така че след преразпределителя честотата на таймера ще стане:
8 000 000 / 1024 = 7813 Hz е честотата, на която работи нашият таймер. С прости думи, за една секунда таймерът тиктака 7813 пъти.
Можете да обвържете изпълнението на кода с броя на отметките. Тази функция не е налична за всички таймери, прочетете документацията за вашия камък. Да кажем, че трябва кодът ни да се изпълнява на всеки 0,5 секунди. За една секунда има 7813 такта, за половин секунда - 3906 пъти по-малко, тази стойност се въвежда в регистъра за сравнение и с всеки тик се проверява дали е тиктакал достатъчно или не, като в будилник, само много бързо.
Но тук тези 2 стойности съвпадат и какво следва? За да направите това, има такова полезно нещо като прекъсване на съвпадение. Това означава, че ако таймерът и регистърът за сравнение съвпадат, текущата ви програма ще спре. След това ще бъде изпълнена част от кода, която абсолютно не е свързана с основната програма. Вътре в този раздел можете да напишете всичко и да не се притеснявате, че това ще повлияе по някакъв начин на програмата, тя ще бъде изпълнена само когато стойността на таймера съвпада с регистъра за сравнение.
След като кодът вътре в прекъсването бъде изпълнен, програмата ще продължи там, където е спряла. По този начин е възможно периодично да сканирате бутони, да броите продължителността на натискане на бутон и да измервате точни времеви интервали. Любим въпрос за начинаещи е как да направя LED светкавица и да направя нещо друго. Така че таймерите и прекъсванията ще ви помогнат с това.
Сега сме готови да напишем нашата програма. Затова създаваме проект с помощта на съветника за проекти. Веднага ще прикрепим LCD, вече знаем как да направим това).
Отиваме в раздела Таймери и тук ще спрем по-подробно:
Изберете честота 7813 и поставете отметка в квадратчето до Прекъсване при: Сравняване на съвпадение. По този начин посочихме, че ако стойността съвпада, извършете прекъсване (това, за което беше написано по-горе). Прекъсването ще се извършва 1 път в секунда, т.е. трябва да отметнем 7813 пъти, така че преобразуваме числото 7813 в шестнадесетично и получаваме 1e85. Това е, което записваме в регистъра за сравнение Comp A. Регистърът за сравнение Comp A е 16 бита, така че не можем да запишем число, по-голямо от 2^16=65536.
Ние генерираме, запазваме, почистваме нашия код. Ще се появи нова неясна част от кода
// Сравнение на изхода на таймер 1 Рутинна услуга за прекъсване
прекъсване void timer1_compa_isr(void)
{
Това е същото прекъсване. Именно в тези скоби можем да напишем кода, който бихме искали да изпълняваме на определени интервали. Имаме една секунда. Така че е логично да създадем променлива, която ще увеличаваме 1 път в секунда, т.е. 1 път на прекъсване. Затова нека инициализираме променливата int s =0; и в прекъсването ще го увеличим от 0 до 59. Ще покажем стойността на променливата на LCD. Без трикове, всичко е много просто.
Полученият код.
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 | #включи |
#включи
Таймерите са друг класически модул, който присъства в почти всички MK. Тя ви позволява да решавате много проблеми, най-често срещаният от които е задаване на стабилни времеви интервали. Второто най-популярно приложение е генерирането на PWM (за него по-късно) на изхода на MK. Въпреки че, както вече беше споменато, използването на таймери по никакъв начин не се ограничава до тези задачи, само тези две ще бъдат разглеждани тук като най-често срещаните.
Самият таймер е двоичен брояч, свързан към часовниковата система на микроконтролера чрез допълнителен делител. Към него на свой ред са свързани единици за сравнение (може да има много от тях), които са в състояние да изпълняват различни полезни функциии генериране на прекъсвания - в зависимост от настройките. Опростено, таймерното устройство може да бъде представено по следния начин:
Настройката на таймера, както и на останалата част от периферията, става чрез неговите регистри.
Генериране на времеви интервали с помощта на таймер.
Прекъсва.
Както подсказва името, основната цел на блоковете за сравнение е постоянно да сравняват текущата стойност на таймера със стойността, посочена в регистъра OCRnX. Вече беше споменато, че имената на регистрите често носят дълбоко свещено значение - и регистрите за сравнение не са изключение. И така, n обозначава номера на таймера, X е буквата (също метод за номериране, може да има много блокове за сравнение) на регистъра за сравнение. По този начин, OCR1Aможе да се разбира като Оизход ° С ompare Ррегистър на 1 st таймер, единица А. Между другото, това ще даде възможност на усъвършенстван вградител да предположи, че може би има таймер 0 и регистър за сравнение B ...
Така че блоковете за сравнение могат да генерират прекъсвания всеки път, когато стойността на таймера съвпада (между другото, тя е в регистъра TCNTn — Tимер/ ° Сти NTъъъ# н) с дадено число. Читателят вече трябва да е запознат с концепцията за прекъсване, но за всеки случай, нека го опресним в паметта и в същото време да говорим за това как да го опишем в C. Така че горното означава, че веднага щом описаното събитие се случи, процесорът ще съхрани номера на текущата инструкция в стека и ще продължи да изпълнява специално дефиниран код, след което ще се върне обратно. Всичко се случва почти същото като при извикване на обикновена функция, само че се извиква на хардуерно ниво. Такива функции се декларират с помощта на макрос, деклариран в avr/прекъсване.h (ISR — « азпрекъсвам Собслужване Р outine", "обработчик на прекъсване"):
ISR (< имя вектора прерывания> ) { /*код на манипулатора на прекъсване*/ }
Всяко прекъсване (естествено те са много) отговаря на т.нар. векторът на прекъсване е константа, също декларирана в avr/interrupt. Например, манипулатор на прекъсване за съвпадение на стойността на таймера със стойността на регистъра OCR1A ще изглежда така:
ISR(TIMER1_COMPA_vect)( /*код на манипулатора*/ }
Несъмнено проницателният читател вече се е досетил как се образуват имената на векторите. въпреки това, пълен списъктези константи могат да бъдат намерени в документацията за avr-libc (библиотека със стандартни функции за AVR-GCC).
Datasheet (от английски datasheet) - файл техническа документация, описание на конкретно устройство (микросхема, транзистор и др.). Съдържа цялата информация за характеристиките и приложението на компонента. Почти винаги в PDF формат. Обикновено гугъл като "<название компонента>pdf".
Последните три бита контролират предскалера, споменат в самото начало (останалите все още не ни интересуват):
Нека конфигурираме таймера така, че прекъсванията да се появяват два пъти в секунда. Избираме предскалера 64; За да направите това, задайте битове CS11 и CS10:
TCCR1B= (1< < CS11) | (1 < < CS10) ;
Тогава честотата на броене ще бъде 8MHz/64=125KHz, т.е. 1 ще се добавя към стойността на TCNT1 на всеки 8µs. Искаме прекъсванията да се случват с период от 500 ms. Очевидно през това време таймерът ще брои до стойността от 500mS / 8μS = 62500, или 0xF424. Таймер 1 е 16 бита, така че всичко е наред.
OCR1A=0xF424 ;
Ясно е, че ако изчислената стойност надвишава капацитета на таймера, трябва да се избере по-голям предскалер. Извеждането на проста формула за изчисляване на числото, което трябва да бъде заредено в таймера, за да се получи желаната честота на прекъсване за дадена честота на процесора и преразпределителя, е оставено на читателя.
Остава само да активирате прекъсването по съвпадение - битът в регистъра TIMSK1 е отговорен за това:
За него пише следното:
Така че, задайте желаната стойност:
TIMSK1= (1< < OCIE1A) ;
Освен това трябва да се помни, че преди да се използват прекъсвания, те трябва да бъдат глобално разрешени чрез извикване на функцията сей (). За да деактивирате глобално прекъсванията, използвайте функцията cli(). Тези функции задават/изчистват бита азв регистъра SREG, контролирайки самата възможност за използване на такъв механизъм като прекъсвания. Регистри като TIMSKn не са нищо повече от локални настройки за определен модул.
Както вече споменахме, прекъсване може да възникне по всяко време, прекъсвайки програмата навсякъде. Има обаче случаи, когато това не е желателно. Глобалният механизъм за деактивиране/разрешаване на прекъсване решава този проблем.
И така, програма, която мига светодиод, използвайки прекъсвания, може да бъде пренаписана, както следва:
#включи< avr/io.h >#включи< avr/interrupt.h >ISR (TIMER1_COMPA_vect) (TCNT1= 0; ако (PORTB & (1)< < PB0) ) PORTB& = ~ (1 < < PB0) ; else PORTB| = (1 < < PB0) ; } void main (void ) { DDRB= 0xFF ; PORTB= 0 ; OCR1A= 0xF424 ; TIMSK1= (1 < < OCIE1A) ; TCCR1B= (1 < < CS11) | (1 < < CS10) ; sei() ; while (1 ) ; }Вижда се, че сега, в интервалите между превключването на светодиода, процесорът е абсолютно свободен да изпълнява други задачи, докато в първия пример беше зает с безполезно броене на цикли (функциите _delay_xx() работят точно така). По този начин прекъсванията ви позволяват да организирате примитивна многозадачност.
Генериране на ШИМ с таймер.
С определени настройки блоковете за сравнение ви позволяват да организирате хардуерно генериране на PWM сигнал на краката на MK, обозначен като OSnX:
ШИМ (ШИМ) - Уиронично Иимпулс Мободряване ( П ulse У idth Мободряване). PWM сигналът е поредица от правоъгълни импулси с различна продължителност:
За PWM се въвеждат две свързани характеристики - работен цикъл (D) и работен цикъл - реципрочната стойност на работния цикъл. Работният цикъл е съотношението на времето на импулса към продължителността на периода:
Коефициентът на запълване често се изразява като процент, но десетичната нотация също е често срещана.
Стойност на ШИМ за Национална икономикае, че ефективната стойност на напрежението на такъв сигнал е право пропорционална на работния цикъл:
- с този интеграл ръководството изглежда по-солидно; зависимостта се изразява със следната формула:
U avg - средната стойност на напрежението (тук - също е ефективна);
D е коефициентът на запълване;
U p-p е амплитудата на импулса.
Така че PWM е по прост начинполучавате аналогов сигнал с помощта на микроконтролер - за това трябва да се приложи такава последователност от импулси към филтъра ниски честоти(което, между другото, е физическото въплъщение на интеграла, написан по-горе).
Най-често срещаният ШИМ режим е т.нар. Бърза PWM (можете да прочетете за други режими директно в документацията), така че нека го разгледаме. В този случай блоковете за сравнение работят по следния начин: с нулирането на таймера изходът OCnX се доставя с високо ниво; веднага щом таймерът отброи до числото, написано в OCRnX, OCnX се прехвърля в състоянието ниско ниво. Всичко това се повтаря с период на преливане на брояча. Оказва се, че ширината на изходния импулс зависи от стойността на OCRnX, а изходната честота е равна на тактовата честота на таймера, разделена на максималната му стойност. Фигурата от листа с данни обяснява казаното:
Възможен е и обратен режим, при който промяната на състоянието на OCnX се извършва в обратен ред, което е удобно на практика.
Настройка на блок за сравнение за генериране на ШИМ.
Тук отново ще ни помогне документацията. Така че, първо трябва да прехвърлите блока за сравнение в режим на генериране на ШИМ и да изберете изхода, който ви интересува от наличните. Тези настройки са налични в регистъра TCCR0A:
Интересуваме се от битовете WGMxx и COMnXn. За тях се казва следното:
Тоест, ние се интересуваме от битовете WGM00 и WGM01 - Бърз PWM режим,
както и COM0A1 - неинвертиращ ШИМ на извода OC0A. Персонализиране:
TCCR0A= (1< < COM0A1) | (1 < < WGM01) | (1 < < WGM00) ;
Естествено, освен това, избраният пин трябва да бъде конфигуриран за изход чрез DDR регистъра на съответния порт.
OCR0A= 128;
И накрая включете таймера, като изберете разделителя. Тук всичко е същото:
Обикновено за ШИМ се избира най-високата възможна честота (за да се получи максимално качество на изходния сигнал). Тоест, препоръчително е да се зададе минимална стойностразделител:
TCCR0B= (1< < CS00) ;
На този етап настройката на ШИМ е завършена и на избрания крак може да се види сигнал.
Както бе споменато по-горе, ШИМ е лесен начин за получаване на аналогов сигнал с MCU. Например, можете да организирате плавно мигане на светодиода (в този случай ролята на LPF интегратора се изпълнява от окото на наблюдателя, така че светодиодът да може да бъде свързан към MK крака чрез конвенционален резистор).
Някои точки в предложения пример изискват пояснение.
В списъка с включени файлове има загадъчен файл stdint.h- в този файл се декларират например типове с изрично указана битова дълбочина
uint8_t — uподписан 8
-бит вътрегер T ype
uint16_t — uподписан 16
-бит вътрегер T ype
uint32_t — uподписан 32
-бит вътрегер T ype
int8_t— подписано 8
-бит вътрегер T ype
и така нататък. Такива типове допринасят за еднаквостта и четливостта на програмата. В допълнение, гарантирано е, че при пренасяне на кода битовата дълбочина на данните ще остане посочена. И между другото, uint8_t се пише много по-бързо от unsigned char.
Модификатор летливозначава, че компилаторът няма право да оптимизира дадената променлива. Например, ако компилирате следния пример:
void main (void) (unsigned char i= 0; while (1) (i+ +; ))след това разгледайте разглобения код и ще откриете, че всъщност не е създадена променлива и че програмата е празен цикъл. Това се случи, защото оптимизаторът счете променливата за неизползвана и не я включи в получения код. Ако По подобен начиндекларираната променлива е била използвана, например, при прекъсване, такава свобода на оптимизатора би довела до неправилна работа на програмата. Приложение летливизключва това поведение.
#включиДори начинаещ радиолюбител може самостоятелно да направи трансформатор от 220 до 12 волта. Това устройство принадлежи към AC машини, принципът на работа е смътно напомнящ на асинхронен двигател. Разбира се, можете да си купите готов трансформатор, но защо да харчите пари, особено в случаите, когато има достатъчно стомана за сърцевината и тел за намотките на ръка? Остава само да изучите малко теория и можете да започнете да произвеждате устройството.
Как да изберем материали
При производството на понижаващ трансформатор от 220 до 12 волта е важно да се използват висококачествени материали - това ще гарантира висока надеждност на устройството, което впоследствие ще монтирате върху него. Трябва да се отбележи, че трансформаторът ви позволява да направите изолация от мрежата, така че може да се монтира за захранване на лампи с нажежаема жичка и други устройства, които се намират в помещения с висока влажност (душове, мазета и др.). Когато правите сами рамката на намотката, трябва да използвате здрав картон или текстолит.
Препоръчва се да се използват домашни проводници, те са много по-здрави от китайските колеги, имат по-добра изолация. Можете да използвате тел от стари трансформатори, стига да няма повреда на изолацията. За да изолирате слоевете един от друг, можете да използвате както обикновена хартия (за предпочитане тънка), така и FUM лента, която се използва във водопровода. Но за изолацията на намотките се препоръчва да се използва тъкан, импрегнирана с лак. Над намотките е задължително да се постави изолация - лакирана тъкан или кабелна хартия.
Как да извършите изчислението?
Сега, когато всички материали са готови, можете да изчислите трансформатора от 220 до 12 волта (за лампа или друг домакински уред). За да изчислите броя на завъртанията на първичната намотка, трябва да използвате формулата:
N = (40..60) / S.
S е площта на напречното сечение на магнитната верига, мерната единица е кв. вижте В числителя има константа - зависи от качеството на основния метал. Стойността му може да варира от 40 до 60.
Примерно изчисление
Да кажем, че имаме следните настройки:
- Прозорецът е с височина 53 мм и ширина 19 мм.
- Рамката е от текстолит.
- Горни и долни бузи: 50 мм, рамка 17,5 мм, следователно прозорецът е с размер 50 х 17,5 мм.
След това трябва да изчислите диаметъра на проводниците. Да приемем, че искате мощността да е 170 вата. В този случай токът на мрежовата намотка ще бъде равен на 0,78 A (разделяме мощността на напрежението). При проектирането плътността на тока се оказва 2 A/кв. мм. С тези данни можете да изчислите, че трябва да използвате тел с диаметър 0,72 mm. Също така е разрешено да се използват 0,5 mm, 0,35 mm, но токът ще бъде по-малък.
От това можем да заключим, че за захранване на радио оборудване на лампи, например, трябва да навиете 950-1000 оборота за намотка с високо напрежение. За блясък - 11-15 оборота (жицата трябва да се използва само с по-голям диаметър, в зависимост от броя на лампите). Но всички тези параметри могат да бъдат намерени емпирично, което ще бъде обсъдено по-късно.
Изчисляване на първичната намотка
Когато правите трансформатор от 220 до 12 волта със собствените си ръце, трябва правилно да изчислите първичната (мрежова) намотка. И едва след това можете да започнете да правите останалото. Ако неправилно направите изчислението на първичната, тогава устройството ще започне да се затопля, ще бръмчи силно, ще бъде неудобно да го използвате и дори опасно. Да кажем, че за навиване се използва тел с напречно сечение 0,35 mm. Един слой ще побере 115 оборота (50 / (0,9 x 0,39)). Броят на слоевете също е лесен за изчисляване. За да направите това, достатъчно е да разделите общия брой завои на това колко се побира в един слой: 1000/115 = 8,69.
Сега можете да изчислите височината на рамката заедно с намотките. Първичният има осем пълни слоя, плюс изолация (0,1 mm дебелина): 8 x (0,1 + 0,74) = 6,7 mm. За да се предотвратят високочестотни смущения, мрежовата намотка е екранирана от останалата част. За екрана можете да използвате обикновен проводник - навийте един слой, изолирайте го и свържете краищата към тялото. Допуска се и използването на фолио (разбира се, трябва да е здраво). Като цяло първичната намотка на нашия трансформатор ще отнеме 7,22 mm.
Лесен начин за изчисляване на вторичните намотки
И сега как да изчислим вторичните намотки, ако първичната вече е налична или готова. Можете да използвате такъв трансформатор от 220 до 12 волта за LED ленти, просто не забравяйте да инсталирате стабилизатор на напрежението. В противен случай яркостта ще бъде непостоянна. И така, какво трябва да изчислите? Няколко метра тел и навийте само определен брой навивки върху първичната намотка. Да кажем, че сте навили 10 (и не ви трябват повече, това е достатъчно).
След това трябва да сглобите трансформатора и да свържете първичната намотка към мрежата чрез прекъсвач (от съображения за безопасност). Свържете волтметър към вторичната намотка и щракнете върху машината. Вижте каква стойност на напрежението показва устройството (например показа 5 V). Следователно всеки завой дава точно 0,5 V. И сега просто се фокусирате върху това какво напрежение трябва да получите (в нашия случай е 12 V). Две завъртания са 1 волт напрежение. А 12 V е 24 оборота. Но се препоръчва да вземете малък марж - около 25% (което е 6 оборота). Никой не отмени загубата на напрежение, така че вторичната намотка от 12 V трябва да съдържа 30 навивки на проводника.
Как да направите рамка на намотка
Изключително важно е при производството на рамката да се постигне пълна липса на остри ъгли, в противен случай жицата може да се повреди, ще се появи верига между завъртания. На бузите трябва да премахнете местата, към които ще бъдат прикрепени изходните контакти от намотките. След окончателното сглобяване на рамката е необходимо да заоблите всички остри ръбове с иглена пила.
Плочите, изработени от трансформаторна стомана, трябва да пасват в дупките възможно най-плътно, не се допуска свободна игра. За навиване на тънки проводници можете да използвате специално устройство с ръчно или електрическо задвижване. А дебелите проводници трябва да се навиват изключително на ръка без допълнителни устройства.
Токоизправителен блок
Сам по себе си трансформатор от 220 до 12 волта няма да произвежда постоянен ток, трябва да се използват допълнителни устройства. Това е токоизправител, филтър и стабилизатор. Първият се извършва на един или повече диоди. Най-популярната схема е мостът. Има много предимства, сред основните са минималните загуби на напрежение и високото качество на изходния ток. Но е разрешено да се използват други вериги на токоизправител.
Като филтри се използва конвенционален електролитен кондензатор, който ви позволява да се отървете от остатъците от променливия компонент на изходния ток. Ценеров диод, инсталиран на изхода, ви позволява да поддържате напрежението на същото ниво. В този случай, дори ако има вълни в мрежата 220 V и във вторичната намотка, напрежението на изхода на токоизправителя винаги ще има една и съща стойност. Това е добре за устройствата, които се свързват с него.
Както знаете, битовите електрически мрежи носят напрежение от 220 или 380 V. Обикновено това е точно това, което изисква това или онова оборудване. Някои електрически уреди обаче не могат да работят с толкова високи скорости и безопасността не е на последно място тук. В този случай се използва специално устройство - понижаващ трансформатор от 220 до 12 волта, което ви позволява да осигурите необходимото напрежение. Днес ще говорим за видовете такива устройства, принципа на работа и целта. Струва си да се обмисли възможността за самостоятелно сглобяване на понижаваща трансформаторна верига у дома.
Прочетете в статията:
Понижаващ трансформатор 220 до 12 волта: приложения
Днес много уреди, използвани в ежедневието, изискват намалено напрежение. Това са модерни телевизори, персонални компютри и лаптопи, различни джаджи. Тези устройства обаче идват с трансформатор, наречен захранване, или е вграден в устройството. Но осветлението е отделен въпрос. Халогенните или LED лампи (особено тези, инсталирани в помещения с висока влажност) изискват отделно устройство за намаляване на напрежението. Това се дължи на изискванията за безопасност, въпреки че икономията също играе важна роля.
важно!Когато купувате трансформатор за 12-волтови LED лампи за баня, трябва да обърнете внимание на класа на защита IP. Устройството трябва да е защитено от пръски, за да се избегне късо съединение и повреда. За всекидневна или спалня това изискване не е от съществено значение.
Принципът на работа на трансформатора: обща информация
Всички подобни устройства, независимо от вида, изпълняват еднаква работа. Към трансформатора се прилага напрежение, което се намалява с помощта на намотки или определени електронни компоненти до желаната стойност. Такива устройства могат да бъдат понижаващи (изходното напрежение е по-малко от входното) или повишаващи (изходното напрежение е по-високо от входното). За домашни нужди повишаващите трансформатори са без значение, т.к. 220 V е достатъчно за работата на всички електрически уреди.
Помислете за видовете трансформатори, използвани днес в ежедневието.
Разделяне на устройствата за намаляване на напрежението по вид
Трансформаторите са разделени по конструктивни характеристики на 2 вида:
- Тороидален или електромагнитен- остаряла версия, която има големи размери и по-нисък коефициент на ефективност (COP). Този тип практически не се използва за битови нужди;
- електронни (импулсни) устройства- компактен, лек, с висок процент на ефективност клонящ към 100%.
Въпреки факта, че първите постепенно се заменят от вторите във всички области, би било грешка да не ги вземем предвид.
Тороидален трансформатор 220 до 12 волта: устройство, верига
Доста просто устройство, състоящо се от две намотки с различен брой навивки, монтирани върху една стоманена сърцевина. Промяната в изходното напрежение зависи от разликата в завоите. Според законите на физиката всеки проводник, през който протича електрически ток, създава около себе си електромагнитно поле, което се увеличава, когато жицата се навие на намотка. По този начин токът, протичащ през първичната намотка (която е под напрежение) създава силно електромагнитно поле, което се предава през стоманената сърцевина към вторичната намотка, от която напрежението се премахва.
важно!Без стоманена сърцевина такова устройство няма да работи, дори ако вторичната намотка е навита директно върху първичната. Освен това такъв опит ще доведе до изгаряне на проводника на първичната намотка.
По-долу е дадена диаграма на прост тороидален трансформатор.
Електронно домакинско устройство за намаляване на напрежението
Схемата на електронен трансформатор от 220 до 12 волта е по-сложна, но принципът на работа е същият. Малък феритен пръстен с намотки действа като стоманена сърцевина с голям брой завои. Основната работа се извършва от тиристори (динистори), различни ограничителни резистори и транзистори. Подробна диаграма можете да намерите по-долу.
Импулсните понижаващи устройства имат редица предимства пред електромагнитните:
- малки размери и тегло;
- висока ефективност;
- минимално отопление, което е напълно невидимо при правилна вентилация;
- дълъг експлоатационен живот.
важно!Въпреки всички предимства на импулсните превключватели, те имат един недостатък - такъв трансформатор не може да бъде свързан към мрежата без товар. В случай на такова включване, устройството бързо изгаря.
Спецификации: за какво да внимавате
Има 3 основни параметъра, на които трябва да обърнете внимание. То:
- стойност на входното напрежение (220 или 380 V).В случай на домашно осветление трябва да изберете устройство с индикатор от 220 V;
- изходно напрежение– трябва да отговаря на 12 V;
- мощност.Този индикатор се изчислява от общото натоварване, което ще създадат телата. Например, ако планирате да свържете 9 лампи по 15 W всяка, тогава мощността на трансформатора трябва да бъде 150 W.
Експертно мнение
Инженер-проектант на ES, EM, EO (захранване, ел. оборудване, вътрешно осветление) ASP North-West LLC
Попитайте специалист„Не трябва да купувате понижаващо устройство с голям запас от мощност. Това ще доведе не само до ненужни разходи за покупка, но и до по-кратък експлоатационен живот. Оптималният марж се счита за 10-15%.
Трансформатор за полилей: критерии за избор
Когато избирате такова оборудване, трябва да обърнете внимание не само на техническите характеристики, но и на възможността за поставяне. Ако планирате да инсталирате опънат или фалшив таван, няма да има въпроси. Но при липсата на такива всичко става малко по-сложно. Можете да изберете доста компактно устройство, което се побира в разпределителна кутия, но имайте предвид, че малките размери означават и по-малка мощност, която може да не е достатъчна при много консуматори. Ако обикновен трансформатор се повреди в полилея, тогава всичко е просто - ние го демонтираме и купуваме идентичен. И какво да направите, ако решите да смените лампите с нажежаема жичка на халогенни или LED, сега ще анализираме по-подробно.
Нека разгледаме вариант. Предвижда се монтирането на 8 халогенни лампи с мощност 30 W всяка. Правим изчисления: 8 × 30 + 10% = 264 вата. Обръщайки внимание на диапазона от мощности, предлагани от производителя, можете да видите, че най-близкият индикатор до голямата страна е 12-волтов 300-ватов трансформатор. Той трябва да бъде закупен.По-долу можете да видите диаграма на електронен трансформатор за 12 V халогенни лампи.
Как да свържете понижаващ трансформатор 220/12V
Има определена процедура за свързване на понижаващ трансформатор. Първо, потребителите се свързват към вторичната намотка и едва след това се подава напрежение към първичната. Монтажът се извършва съгласно схемата, която се съдържа в техническата документация. Заземяването може да бъде свързано по различни начини. Ако корпусът на устройството е метален, тогава той също може да бъде заземен. По-долу има снимки на различни видове трансформатори.
Много важно!Всички работи, свързани с електрическата инсталация, се извършват изключително с отстранено напрежение. Не забравяйте, че токовият удар е опасен за живота и здравето.
Ако планирате да свържете LED лампи, тогава трябва да закупите трансформатор с вграден токоизправител или отделно да включите диоден мост във веригата, който ще осигури постоянното напрежение, необходимо за стабилната работа на светлинните диоди.
Как да проверите понижаващ трансформатор 220 към 12V с мултицет
Ако има понижаващ трансформатор и не е известно дали работи и какво е изходното му напрежение, можете да използвате мултицет. Трябва обаче да се разбере, че неправилната проверка може да повреди измервателното устройство. Нека анализираме алгоритъма на действията:
- Намираме визуално първичните и вторичните и вторичните намотки. Направи го просто. Ядрата на първичната намотка винаги са по-тънки.
- Поставете превключвателя на мултиметъра на минималния AC индикатор (обикновено 200 V).
- Прилагаме напрежение към първичната намотка.
- Взимаме показания от вторичната намотка. Ако има повече от два контакта, ги проверяваме последователно. Възможно е, освен 12 V, трансформаторът да може да доставя 24 и 36 V.
Как да направите трансформатор от 220 до 12V със собствените си ръце
За самостоятелно производство на понижаващ трансформатор ще ви трябват следните материали:
- ядро, което може да бъде взето от стар телевизор;
- лакирана кърпа;
- дебел картон;
- дъски и дървени пръти;
- стоманена щанга;
- лепило и триони.
Първо, нека анализираме производствената опция за проста машина за намотаване на тел.
| Илюстрация | Действие, което да предприемете |
 | Това е най-простото устройство за навиване на тел на намотка. Диаграмата ясно показва как може да се сглоби. Има обаче по-удобни устройства, които ще ускорят процеса. |
 | С помощта на конвенционално менгеме, стоманена щанга и скоба (ръчна бормашина) можете да сглобите устройство за навиване, което ще спести време и усилия. |
 | Още едно устройство, без което не можете. Често старите намотки се използват за направата на трансформатор. Именно такава машина, заедно с едно от предишните устройства, ще ви позволи внимателно да пренавиете жицата от една намотка в друга. |
Сега трябва да помислим за производството на картонена рамка, директно върху която ще бъде навита жицата.
| Илюстрация | Действие, което да предприемете |
 | Размерите на рамката се измерват от сърцевината (тя трябва да влезе доста плътно вътре). Въз основа на факта, че сърцевината може да бъде както от обикновени плочи, така и с прорез, предлагаме на читателя да се запознае и с двата варианта. |
 | По размер правим шаблон, който се слепва. За фиксиране можете да използвате всяко лепило, но е по-добре да дадете предпочитание на водоустойчиво. Епоксидът е най-добрият вариант. |
 | И тук можете да видите съотношението на размерите на сглобяемата рамка, която е по-трудна за производство, но по-надеждна и не изисква залепване. Не забравяйте, че неспазването на параметрите може да доведе до нестабилна работа на трансформатора. |
Когато всичко необходимо е готово, можете да продължите към самото навиване. Тази работа също има свои собствени нюанси, които трябва да се вземат предвид.
| Илюстрация | Действие, което да предприемете |
 | Жицата трябва да се развие от намотката на „донора“ отгоре и да се навие, напротив, отдолу нагоре. Разстоянието между намотките не трябва да бъде по-малко от метър. Телта се държи с дясната ръка, а въртенето се извършва с лявата. |
 | Изводите за различни напрежения са запечатани с помощта на изолационни уплътнения. Те могат да бъдат направени от навит проводник или към него може да се запои гъвкав проводник, което е по-удобно. Мястото на запояване е изолирано безпроблемно. Изходът се прекарва през дупката в бузата и се фиксира. За да не се объркате по-късно (ако има няколко заключения), по-добре е да го маркирате веднага. |
 | Фиксиращите изолационни уплътнения са залепени, но дори и в този случай е необходимо допълнително фиксиране. |
 | Фигурата показва как фиксиращите изолационни уплътнения са захванати с навит проводник. Важно е да направите всичко според инструкциите - само в този случай можете да се надявате на положителен резултат. Не забравяйте, че завоите на жицата трябва да прилягат плътно една към друга - това ще осигури стабилно магнитно поле на намотката. |
Изчисляване на броя на навивките на първичната и вторичната намотка
Основната работа при производството на трансформатор може да се нарече изчисляването на броя на завоите на първичната и вторичната намотка. Средно за преобразувател от 90-150 W се взема предвид броят на завоите на 1 V, равен на 50 Hz / 10 = 5. Общият брой се изчислява по формулите:
- W1 = 220 × 5 = 1100;
- W2 = 12 × 5 = 60.
Получаваме необходимия брой навивки на първичната намотка - 1100, а на вторичната - 60.
Цени за трансформатори 220 на 12 волта
Помислете на каква цена можете да закупите трансформатори от 220 до 12 волта на руския пазар. Цените са към април 2018 г.
| Снимка | Марка | Мощност, W | Средна цена (към април 2018 г.), RUB |
 | Ферон | 60 | 150 |
 | TRA54 | 200 | 500 |
 | TRA110 | 250 | 375 |
 | Pondtech | 75 | 4200 |
 | Relco | 250 | 4100 |
Както можете да видите, ценовият диапазон е доста голям. Това зависи от марката и качеството на компонентите, което означава, че не трябва да мислите, че понижаващ трансформатор за 150 рубли. ще работи дълго време.
Обобщаване
Преди да закупите понижаващ трансформатор за дома, е важно да изчислите всички параметри. Не трябва да се отнасяте към това небрежно, защото дълготрайността на преобразувателя зависи от правилните изчисления. Ако решите сами да направите такова устройство, тогава трябва да вземете изчисленията още по-внимателно. Освен ако, разбира се, домашният майстор не очаква да използва готов конвертор.
Инверторът на напрежението за кола понякога може да бъде невероятно полезен, но повечето продукти в магазините или грешат в качеството, или не са доволни от мощността си, но в същото време не са евтини. Но в крайна сметка инверторната верига се състои от най-простите части, затова предлагаме инструкции за сглобяване на преобразувател на напрежение със собствените си ръце.
Корпус за инвертор
Първото нещо, което трябва да вземете предвид, е загубата на преобразуване на електроенергия, генерирана като топлина на превключвателите на веригата. Средно тази стойност е 2-5% от номиналната мощност на устройството, но този показател има тенденция да расте поради неправилен избор или стареене на компонентите.
От ключово значение е отвеждането на топлината от полупроводниковите елементи: транзисторите са много чувствителни към прегряване и това се изразява в бързото разграждане на последните и вероятно в пълната им повреда. Поради тази причина основата на кутията трябва да бъде радиатор - алуминиев радиатор.
От радиаторните профили е подходящ обикновен „гребен“ с ширина 80-120 mm и дължина около 300-400 mm. екраните на полеви транзистори са закрепени към плоската част на профила с винтове - метални петна на задната им повърхност. Но дори и при това не всичко е просто: не трябва да има електрически контакт между екраните на всички транзистори на веригата, поради което радиаторът и крепежните елементи са изолирани със слюдени филми и картонени шайби, докато термичният интерфейс се прилага от двете страни на диелектричното уплътнение с металосъдържаща паста.
Ние определяме товара и закупуваме компоненти
Изключително важно е да разберете защо инверторът не е просто трансформатор на напрежение, а също и защо има толкова разнообразен списък от такива устройства. На първо място, не забравяйте, че като свържете трансформатора към източник на постоянен ток, няма да получите нищо на изхода: токът в батерията не променя полярността, съответно, явлението електромагнитна индукция в трансформатора отсъства като такова.
Първата част от инверторната верига е входен мултивибратор, който симулира мрежови трептения, за да завърши трансформацията. Обикновено се сглобява на два биполярни транзистора, способни да люлеят превключватели на мощността (например IRFZ44, IRF1010NPBF или по-мощен - IRF1404ZPBF), за които най-важният параметър е максималният допустим ток. Може да бъде няколкостотин ампера, но като цяло трябва само да умножите текущата стойност по напрежението на батерията, за да получите приблизителен брой ватове изходна мощност, без да отчитате загубите.
Прост преобразувател, базиран на мултивибратор и превключватели на силово поле IRFZ44
Честотата на мултивибратора не е постоянна, загуба на време е да се изчислява и стабилизира. Вместо това токът на изхода на трансформатора се преобразува обратно в DC чрез диоден мост. Такъв инвертор може да бъде подходящ за захранване на чисто активни товари - лампи с нажежаема жичка или електрически нагреватели, печки.
Въз основа на получената база могат да се сглобят други схеми, които се различават по честотата и чистотата на изходния сигнал. По-лесно е да се направи избор на компоненти за частта с високо напрежение на веригата: токовете тук не са толкова високи, в някои случаи монтажът на изходния мултивибратор и филтър може да бъде заменен с чифт микросхеми с подходящо свързване . Кондензаторите за веригата на натоварване трябва да бъдат електролитни, а за вериги с ниско ниво на сигнала - слюда.
Вариант на преобразувател с честотен генератор на микросхеми K561TM2 в първичната верига
Заслужава да се отбележи също, че за да се увеличи крайната мощност, изобщо не е необходимо да се купуват по-мощни и топлоустойчиви компоненти на основния мултивибратор. Проблемът може да бъде решен чрез увеличаване на броя на паралелно свързаните преобразувателни вериги, но всяка от тях ще изисква собствен трансформатор.
Опция с паралелно свързване на вериги
Борбата за синусоида - анализираме типични вериги
Инверторите на напрежение днес се използват навсякъде, както от ентусиасти на автомобили, които искат да използват домакински уреди далеч от дома, така и от жители на автономни жилища, захранвани от слънчева енергия. И като цяло можем да кажем, че ширината на спектъра на токоприемниците, които могат да бъдат свързани към него, директно зависи от сложността на преобразувателното устройство.
За съжаление, чист "синус" присъства само в основното захранване, много, много трудно е да се постигне преобразуване на постоянен ток в него. Но в повечето случаи това не е задължително. За свързване на електрически двигатели (от бормашина до кафемелачка) е достатъчен пулсиращ ток с честота от 50 до 100 херца без изглаждане.
ESL, LED лампи и всички видове генератори на ток (захранвания, зарядни) са по-критични за избора на честота, тъй като тяхната схема на работа е базирана на 50 Hz. В такива случаи във вторичния вибратор трябва да се включат микросхеми, наречени генератор на импулси. Те могат да превключват малък товар директно или да действат като „проводник“ за серия от превключватели на мощността в изходната верига на инвертора.
Но дори такъв хитър план няма да работи, ако планирате да използвате инвертор за стабилно захранване на мрежи с маса разнородни потребители, включително асинхронни електрически машини. Тук чистият "синус" е много важен и само честотни преобразуватели с цифрово управление на сигнала могат да реализират това.
Трансформатор: вземете или го направете сами
За да сглобим инвертора, ни липсва само един елемент от веригата, който извършва трансформацията на ниско напрежение във високо. Можете да използвате трансформатори от захранващи устройства за персонални компютри и стари UPS, техните намотки са проектирани да трансформират 12/24-250 V и обратно, остава само да се определят правилно заключенията.
И все пак е по-добре да навиете трансформатора със собствените си ръце, тъй като феритните пръстени позволяват да го направите сами и с всякакви параметри. Феритът има отлична електромагнитна проводимост, което означава, че загубите от трансформация ще бъдат минимални, дори ако проводникът е навит на ръка и не стегнат. Освен това можете лесно да изчислите необходимия брой навивки и дебелина на проводника с помощта на калкулатори, налични в мрежата.
Преди навиване пръстенът на сърцевината трябва да бъде подготвен - отстранете острите ръбове с иглена пила и го увийте плътно с изолатор - фибростъкло, импрегнирано с епоксидно лепило. Следва навиването на първичната намотка от дебела медна жица на изчислената секция. След набиране на необходимия брой завъртания, те трябва да бъдат равномерно разпределени по повърхността на пръстена с равен интервал. Проводниците на намотките са свързани по схемата и са изолирани с термосвиваема свивка.
Първичната намотка е покрита с два слоя лавсанова електрическа лента, след което се навива вторична намотка с високо напрежение и друг слой изолация. Важен момент - трябва да навиете "вторичната" в обратна посока, в противен случай трансформаторът няма да работи. Накрая, към един от крановете трябва да се запои полупроводников термичен предпазител, чиито ток и работна температура се определят от параметрите на проводника на вторичната намотка (корпусът на предпазителя трябва да бъде плътно навит към трансформатора). Отгоре трансформаторът е обвит с два слоя винилова изолация без лепилна основа, краят е фиксиран със замазка или цианоакрилатно лепило.
Монтаж на радио елементи
Остава да сглобите устройството. Тъй като във веригата няма толкова много компоненти, е възможно да се поставят не върху печатна платка, а чрез повърхностен монтаж с прикрепване към радиатор, тоест към корпуса на устройството. Запояваме краката на щифта с твърда медна жица с достатъчно голямо напречно сечение, след което кръстовището се укрепва с 5-7 оборота тънък трансформаторен проводник и малко количество спойка POS-61. След като фугата изстине, тя се изолира с тънка термосвиваема тръба.
Вериги с висока мощност със сложни вторични вериги може да изискват производството на печатна платка, на ръба на която транзисторите са поставени в един ред за свободно закрепване към радиатора. Фибростъкло с дебелина на фолиото най-малко 50 микрона е подходящо за направата на уплътнение, но ако покритието е по-тънко, подсилете нисковолтовите вериги с джъмпери от медна тел.
Създаването на печатна платка у дома днес е лесно - програмата Sprint-Layout ви позволява да рисувате изрязващи шаблони за схеми с всякаква сложност, включително двустранни платки. Полученото изображение се отпечатва от лазерен принтер върху висококачествена фотографска хартия. След това шаблонът се нанася върху пречистената и обезмаслена мед, глади се, хартията се размазва с вода. Технологията беше наречена "лазерно гладене" (LUT) и е описана достатъчно подробно в мрежата.
Можете да ецвате медни остатъци с железен хлорид, електролит или дори обикновена сол, има много начини. След ецване полепналият тонер трябва да се измие, да се пробият монтажни отвори с 1 мм свредло и да се премине през всички писти с поялник (потопен), за да се калайдиса медта на контактните площадки и да се подобри проводимостта на каналите.
