دیمر دیجیتال توسط میکروکنترلر ATmega8

مدارهاي ديجيتال :
مقاله: دیمر دیجیتال توسط میکروکنترلر ATmega8

این مدار از سه بخش تشکیل شده :

• - مدار آشکار ساز عبور از صفر (Zero Crossing Detector)
• - مدار کنترل ( میکرو کنترلر ATmega8 و کلید های فشاری)
• - مدار قدرت جهت کنترل بار ( ترایاک BT136 )

در تصویر روبرو بلوک دیاگرام این مدار به همراه نحوه ارتباط بین این سه بخش نشان داده شده است.

مدار آشکار ساز عبور از صفر همانطور که از نام آن بر می‌آید، با هر گذر ولتاژ برق شهر از سطح ولتاژ صفر یک پالس تولید میکند. این پالس‌ها به ورودی وقفه خارجی میکروکنترلر داده می‌شود و میکرو با آمدن این وقفه، پس از گذشت مدت زمان مشخصی یک پالس در خروجی خود تولید میکند که پالس به گیت ترایاک داده میشود و ترایاک روشن شده و ولتاژ برق شهر را به بار منتقل میکند. مقدار زمان تاخیر ارسال پالس فرمان به ترایاک در واقع تعیین کننده زاویه آتش در مدار است. این زمان توسط دو کلید فشاری Up و Dn قابل تنظیم میباشد. به عبارت دیگر این دو کلید نقش همان ولوم کنترل را در دیمر معمولی بر عهده دارند. البته از ویژگی‌های این مدار در این است که در صورت قطع برق، مقدار تنظیم شده توسط کلیدها بهم نخورده، بلکه میکرو این اطلاعات را در حافظه EEPROM داخلی خود ذخیره می‌نماید و در هنگام اتصال مجدد برق به مدار طبق آخرین وضعیت تنظیمی کار خواهد نمود.

  اما توضیح نقشه مدار : برق شهر توسط پل دیود BR1 یکسو میشود، سپس به دو انشعاب تقسیم میگردد. یک مسیر توسط مقاومت‌های R5, R6 ولتاژ کاهش داده میشود و پس از عبور از دیود D1 به خازن C2 داده میشود تا این ولتاژ صاف گردد و قابل استفاده توسط ترانزیستورهای Q2 , Q3 و ورودی اپتوکوپلر U1 شود. دقت کنید در صورت درست کار کردن این بخش از مدار آشکارساز عبور از صفر ولتاژ تامین شده ( ولتاژ دو سر خازن C2 ) در حدود 7.3 ولت خواهد بود.

  اخطار !

  بدلیل اینکه در این مدار از ولتاژ  برق شهر (220 ولت) استفاده شده لذاحتما نکات ایمنی مربوط یه ایزولاسیون رعایت گردد.

انشعاب دوم ولتاژ یکسو شده برق شهر از طریق مدار تقسیم ولتاژ شامل مقاومت‌های R7 , R8 , R9 کاهش پیدا کرده و به بیس ترانزیستور Q2 اعمال میشود. در زمانیکه ولتاژ ورودی در حال گذر از سطخ صفر است بر روی بیس ترانزیستور Q2 ولتاژی وجود ندارد در نتیجه این ترانزیستور خاموش خواهد بود و باعث میگردد تا پالسی بر روی کلکتور آن تولید شود. این پالس به بیس ترانزیستور Q3 اعمال میشود و ترانزیستور فوق روشن میشود و باعث روشن شدن LED درون اپتوکوپلر میگردد. و نور این LED ، بیس ترانزیستور داخلی اپتوکوپلر را تحریک میکند و این ترانزیستور را روشن میکند. با روشن شدن این ترانزیستور ولتاژ کلکتور آن کاهش یافته و باعث خاموش شدن ترانزیستور Q4 خواهد شد، با خاموش شدن Q4 پالس مثبتی بر روی کلکتور آن ظاهر میشود که جهت تولید وقفه به میکروکنترلر داده میشود. در سایر زمانها که ولتاژ برق شهر از سطح صفر عبور نکرده روال فوق دقیقا معکوس خواهد بود و بعلت روشن بودن ترانزیستور Q4 ولتاژ کلکتور آن صفر است و پالس نداریم.

در بخش خروجی نیز میکرو کنترلر با صفر کردن پین 1 از پورت B ترانزیستور Q1 را روشن میکند و باعث تحریک شدن گیت ترایاک خواهد شد. و ولتاژ ورودی برق شهر به بار منتقل میگردد و با صفر شدن ولتاژ ورودی ترایاک خاموش میگردد تا مجددا توسط میکروکنترلر فعال شود.

لیست قطعات

• 1-  ترایاک BT136
• 2-  پل دیود 0.5 آمپر
• 3-  آی سی 7805
• 4-  میکرو کنترلر ATmega8
• 5-  ترانزیستور BC547  سه عدد
• 6-  ترانزیستور BC557
• 7-  دیود  1N4148
• 8-  اپتوکوپلر PC817 یا مشابه آن
• 9-  کلید فشاری دو عدد
• 10-  مقاومت 330 کیلو اهم 2 عدد
• 11-  مقاومت 120 کیلو اهم
• 12-  مقاومت 100 کیلو اهم 2 عدد
• 13-  مقاومت 10 کیلو اهم 3 عدد
• 14-  مقاومت 4.7 کیلو اهم 2 عدد
• 15-  مقاومت 270 اهم 2 عدد
• 16-  مقاومت 100 اهم
• 17-  خازن 220 نانو فاراد 50 ولت
• 18-  خازن 330 میکرو فاراد  16 ولت

+

همانطور که قبلا اشاره کردم، میتوان با کمی تغییر در کد و سخت افزار این دیمر به آن قابلیتهای بیشتری داد، مانند اتصال به کامپیوتر و یا سایر کنترل کننده ها جهت کنترل مصرف کننده، اتصال به یک سنسور نوری و کنترل روشنایی متناسب با نور محیط و ....

+

یکی دیگر از پیشنهاداتی که من دارم این است که بجای تغذیه جداگانه این مدار، استفاده از برق شهر بدون استفاده از ترانس جهت کاهش ولتاژ و تامین تغذیه مدار است. که این امر باعث کم حجم شدن و کاربردی تر شدن آن خواهد شد.