Վերազինել BLE հսկողությունը բարձր հզորության բեռների վրա. Լրացուցիչ պահանջներ չեն պահանջվում. 10 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Թարմացում. 2018 թ. Հուլիսի 13 - ավելացվել է 3 տերմինալ կարգավորիչ տորոիդ մատակարարմանը

Այս հրահանգը ներառում է 10W- ից մինչև 1000W միջակայքում առկա բեռի BLE (Bluetooth Low Energy) վերահսկողությունը: Էլեկտրաէներգիան հեռակա կարգով փոխվում է ձեր Android Mobile- ից pfodApp- ի միջոցով:

Լրացուցիչ էլեկտրագծեր չեն պահանջվում, պարզապես ավելացրեք BLE կառավարման միացում գոյություն ունեցող անջատիչին:

Հաճախ տան ավտոմատացումը գոյություն ունեցող կայանքներին վերազինելիս հսկողությունը ավելացնելու միակ ողջամիտ վայրը գոյություն ունեցող անջատիչն է: Մասնավորապես, երբ ցանկանում եք անջատիչը պահել որպես ձեռքով անտեսում: Այնուամենայնիվ, սովորաբար անջատիչի մոտ կա ընդամենը երկու լար `Ակտիվը և անջատիչ լարը դեպի բեռը, չեզոք չկա: Ինչպես ցույց է տրված վերևում, այս BLE կարգավորիչը աշխատում է միայն այդ երկու լարերի հետ և ներառում է ձեռքով անտեսման անջատիչ: Ինչպես հեռակառավարման վահանակը, այնպես էլ ձեռքով անջատիչը աշխատում են, երբ բեռը միացված է կամ անջատված:

Հատուկ օրինակը այստեղ վերաբերում է 200 Վտ լամպերի բանկը վերահսկելուն `միացումը տեղադրելով պատի անջատիչի հետևում: Կոդը տրամադրվում է ինչպես RedBear BLE Nano- ի (V1.5), այնպես էլ RedBear BLE Nano V2- ի համար `pfodApp- ի կառավարման կոճակը ցուցադրելու համար: Կոդում առկա է նաև լրացուցիչ ժամանակի ավտոմատ անջատման գործառույթը:

WԳՈՇԱՈՄ. Այս նախագիծը միայն փորձառու շինարարների համար է: Տախտակը միացված է ցանցին և կարող է մահացու լինել, եթե դրա մի հատվածին դիպչեն աշխատելու ընթացքում: Այս տախտակի միացումը գոյություն ունեցող լույսի անջատիչի սխեմային պետք է կատարվի միայն որակավորված էլեկտրիկի կողմից:

Քայլ 1: Ինչու՞ է այս նախագիծը:

Նախորդ նախագիծը ՝ Retrofit an Existing Light Switch with Remote Control, աշխատել է 10 Վ – ից մինչև 120 Վտ հզորությամբ 240 ՎԱՀ – ի համար (կամ 5 Վտ – ից 60 Վտ 110 ՎԱՔ – ի համար), բայց չի կարողացել հաղթահարել լաունջի լույսերը, որոնք բաղկացած են 10 x 20 Վտ = 200 Վտ -ից: կոմպակտ լյումինեսցենտներ: Այս նախագիծը ավելացնում է մի քանի բաղադրիչ և ձեռքի վերքի տորոդ ՝ բեռի այդ սահմանափակումը վերացնելու համար ՝ պահպանելով նախորդ նախագծի բոլոր առավելությունները: Այս դիզայնի փոխադրման բեռը սահմանափակվում է միայն ռելեի կոնտակտների գնահատականներով: Այստեղ օգտագործվող ռելեը կարող է միացնել 16 Ամպեր դիմացկուն: Դա> 1500 Վտ 110 ՎԱՀ -ում և> 3500 Վտ 240 ՎԱՀ -ում: BLE կառավարման միացումն ու ռելեն օգտագործում են մՎտ հզորություն, ուստի այն նույնիսկ չի տաքանում:

Այս նախագծի առավելություններն են.

Հեշտ է տեղադրել և պահպանել: Այս լուծումը սնուցվում է ցանցից, բայց չի պահանջում որևէ լրացուցիչ էլեկտրագծերի տեղադրում: Պարզապես տեղադրեք, ավելացրեք կառավարման միացում գոյություն ունեցող ձեռքի անջատիչին:

Manualկուն և առողջ Բացի այդ, դուք կարող եք հեռակա կարգով միացնել բեռը `այն անջատելուց հետո, երբ օգտվել եք ձեռքով բաց թողնելու անջատիչից

Լրացուցիչ գործառույթներ Երբ ձեր բեռնվածքը վերահսկող միկրոպրոցեսոր ունեք, կարող եք պատրաստակամորեն ավելացնել լրացուցիչ գործառույթներ: Այս նախագծի ծածկագիրը ներառում է որոշակի ժամանակ անց բեռը անջատելու տարբերակ: Կարող եք նաև ավելացնել ջերմաստիճանի տվիչ ՝ բեռը վերահսկելու և ջերմաստիճանի սահմանաչափը հեռակա կարգաբերելու համար:

Ստեղծում է տան ամբողջական ավտոմատացման ցանցի հիմքը

Ինչպես տեսնում եք, այն բաղկացած է մի շարք Relay հանգույցներից `ցանցի մեջ: Ռելեի հանգույցները մշտապես ակտիվ են և ապահովում են ցանցի այլ հանգույցների և մարտկոցով աշխատող տվիչների հասանելիությունը: Այս ցանցով աշխատող BLE հեռակառավարման մոդուլի տեղադրումը ինքնաբերաբար կապահովի ձեր տան ամբողջ հանգույցները, որոնք կարող են ցանցին ավելացվել որպես ռելեի հանգույցներ: RedBear BLE Nano V2- ը համատեղելի է Bluetooth V5- ի հետ:

Այնուամենայնիվ, BLE Mesh- ի տեխնիկական բնութագիրը շատ վերջերս է, և ներկայումս դրա իրականացման օրինակներ չկան: Այսպիսով, ցանցի տեղադրումը ներառված չէ այս նախագծում, բայց երբ օրինակելի ծածկագիրը հասանելի դառնա, դուք կկարողանաք ձեզ վերագրանցել RedBear BLE Nano V2- ը ՝ ապահովելով խճճված տնային ավտոմատացման ցանց:

Քայլ 2. Ինչպե՞ս է աշխատում BLE հեռակառավարման անջատիչը, երբ չեզոք միացում չկա:

Այս հսկողության գաղափարը գալիս է մի քանի տարի առաջ ՝ պարզ մշտական հոսանքի աղբյուրի միացումից: (National Semiconductor Application Note 103, Figure 5, George Cleveland, August 1980)

Այս սխեմանում հետաքրքիրն այն է, որ այն ունի ընդամենը երկու լար, մեկը և մեկը դուրս: -Ve մատակարարման (gnd) հետ կապ չկա, բացառությամբ բեռի: Այս միացումն իրեն ձգում է վերևի բեռնախցիկներով: Այն օգտագործում է կարգավորիչի և դիմադրության լարման անկումը կարգավորիչին սնուցելու համար:

Հեռակառավարմամբ Retrofit an Existing Light Switch- ը նմանատիպ գաղափար է օգտագործել:

5V6 Zener շարքով, բեռնվածությամբ, սնուցվում է BLE կարգավորիչի և սողնակի ռելեի էներգիան: Երբ բեռը անջատված է, շատ փոքր հոսանք է պակաս, քան 5 մԱ -ն, այնուհետև շարունակում է հոսել չեների (և բեռի) միջոցով 0.047uF և 1K միջանցքով ՝ բաց անջատիչը շրջանցելով: Այս չնչին հոսանքը, որը հազիվ նկատելի է և «անվտանգ», բավարար է BLE վերահսկիչին սնուցելու համար, երբ բեռնվածքն անջատված է, ինչպես նաև մի կոնդենսատոր լիցքավորելու համար, որպեսզի կողպեքի ռելեն բեռնվածքը հեռակա կարգով միացնի: Ամբողջական սխեմայի և մանրամասների համար տես հեռակառավարմամբ գործող լույսի անջատիչի վերազինումը:

Վերոնշյալ սխեմայի սահմանափակումն այն է, որ երբ բեռը միացված է, բեռի ամբողջ հոսանքը անցնում է zener- ով: 5W զեների օգտագործումը սահմանափակում է հոսանքը մինչև մոտ կես ամպ: Դա 60 Վտ լամպի համար է (110 ՎԱԿ) 3 Վրը որպես ջերմություն ցրվում է զեներարից, երբ բեռը միացված է: 110 Վ AC համակարգերի դեպքում դա սահմանափակում է բեռը մինչև 60 Վտ, իսկ 240 Վ համակարգերի համար ՝ մոտ 120 Վտ: LEDամանակակից LED լուսավորությամբ դա հաճախ բավարար է, սակայն այն չի կարող հաղթահարել լոգասենյակի 200 Վ լամպերը:

Այստեղ նկարագրված սխեման հանում է այդ սահմանափակումը և թույլ է տալիս կիլովատ հզորությունը հեռակա կարգով կառավարել մՎտ հզորությամբ ՝ BLE- ի և pfodApp- ի միջոցով:

Քայլ 3: Շղթայի դիագրամ

Վերևի սխեման ցույց է տալիս, որ բեռը OFF է: Այս վիճակում BLE կարգավորիչը մատակարարվում է 0.047uF և 1K միջոցով, ինչպես նախորդ միացումում: Երբ բեռը միացված է (այսինքն ՝ աշխատեք կամ պատի անջատիչով, կամ վերոնշյալ միացման ռելեով), վերին կամրջի ուղղիչը և 0.047uF և 1K բաղադրիչները կարճացվում են ռելեի և անջատիչի միջոցով: Լրիվ բեռնվածքի հոսանքը հոսում է Toroidal Transformer- ի միջով, որը մատակարարում է կառավարման միացման համար անհրաժեշտ մՎտ հզորությունը: Չնայած նրան, որ տորոիդը ցույց է տալիս, որ իր սկզբնական շրջանում ունի մոտ 3.8 Վ AC, առաջնային ոլորուն գրեթե ամբողջությամբ ռեակտիվ է և բեռնված լարման հետ փուլից դուրս է, ուստի իրականում շատ քիչ էներգիա է վերցնում տորոիդը, իրականում ՝ մՎտ:

Շղթայի ամբողջական դիագրամն այստեղ է (pdf): Մասերի ցանկը ՝ BLE_HighPower_Controller_Parts.csv, այստեղ է

Դուք կարող եք տեսնել լրացուցիչ բաղադրիչները ձախ կողմում: Տորոիդային տրանսֆորմատոր, ճնշիչ ճնշիչ, սահմանափակող դիմադրություն և ամբողջ ալիքի ուղղիչ: Հեռակառավարմամբ գործող լույսի անջատիչի վերազինումը նկարագրում է միացման մնացած մասը:

Toroidal Transformer- ի կողմից մատակարարվող լարումը տատանվում է բեռնվածքի հոսանքի հետ (տե՛ս ստորև ՝ ավելի մանրամասն): Ամբողջ ալիքի ուղղիչն ու զեները քշելու համար ավելի շատ 7 Վ է անհրաժեշտ: RL ռեզիստորն ընտրված է Zener- ի միջով հոսանքը սահմանափակելու համար մի քանի mAs, ասենք 20mA- ից պակաս: Տորոիդալ լարման առկայությունը, որը տատանվում է բեռի հոսանքի հետ, մեծ խնդիր չէ, քանի որ հոսանքների լայն տեսականիով, որոնք կարող է կառավարել zener- ը ՝ 0.1mA- ից 900mA, ինչը տալիս է լայնածավալ հասանելիության լարման անկման լայն տեսականի և, հետևաբար, ընդունելի լայն շրջանակ: Տորոիդալ մատակարարման լարումները: Իհարկե, արդյունավետության համար մենք կցանկանայինք, որ տորոիդից ելքային լարումը ավելի սերտորեն համապատասխանի այն, ինչ անհրաժեշտ է:

Թարմացում ՝ 13 հուլիսի 2018-փոխարինվել է RL- ով 3 տերմինալային կարգավորիչով

Մի քանի ամիս հետո ապարատային սարքավորումները ստուգելիս ընթացիկ սահմանափակող դիմադրիչը RL թեթևակի այրված տեսք ուներ, ուստի տորոիդային տրանսֆորմատորի սխեման փոխվեց (փոփոխված Circuit.pdf) ՝ փոխարենը 3-տերմինալային ընթացիկ սահմանափակիչ օգտագործելու համար:

Z1- ը (երկկողմանի զեներ) ավելացվել է առաջնագծում լարման թռիչքը սահմանափակելու համար <12V- ով և IC1- ով, ինչպես ավելացվել է երկրորդային հոսանքի մատակարարումը մինչև m 10mA: Օգտագործվել է LM318AHV ՝ 60V մուտքային լարման սահմանաչափով, իսկ Z2- ը տրանսֆորմատորի ելքը սահմանափակում է <36V- ի ՝ LM318AHV- ին պաշտպանելու համար:

Քայլ 4. Տորոիդալ տրանսֆորմատորի նախագծում

Այստեղ օգտագործվում է տորոիդային տրանսֆորմատոր, քանի որ այն ունի շատ ցածր մագնիսական հոսքի արտահոսք և այդպիսով նվազագույնի է հասցնում միջամտության մնացած շղթայի միջամտությունը: Գոյություն ունեն տորոիդային միջուկների երկու հիմնական տեսակ ՝ երկաթի փոշի և ֆերիտ: Այս դիզայնի համար անհրաժեշտ է օգտագործել երկաթի փոշու տեսակը, որը նախատեսված է օգտագործվող հզորության համար: Ես օգտագործել եմ JYCAR- ի HY-2 միջուկը, LO-1246: 14.8 մմ Բարձրություն, 40.6 մմ OD, 23.6 մմ ID: Ահա տեխնիկական բնութագրի թերթիկը: Այդ թերթիկը նշում է, որ T14, T27 և T40 տորոիդները նման են, այնպես որ կարող եք փոխարենը փորձել դրանցից մեկը:

Տրանսֆորմատորային դիզայնը արվեստ է, որը պայմանավորված է B-H կորի ոչ գծային բնույթով, մագնիսական հիստերեզով և միջուկի և մետաղալարերի կորուստներով: Magnetic Inc- ն ունի նախագծման գործընթաց, որը կարծես թե ուղիղ է, բայց պահանջում է Excel և չի աշխատում Open Office- ի ներքո, այնպես որ ես դա չեմ օգտագործել: Բարեբախտաբար, այստեղ անհրաժեշտ է միայն մոտավորապես ճիշտ ձևավորել դիզայնը, և դուք կարող եք այն հարմարեցնել ՝ ավելացնելով առաջնային շրջադարձեր կամ ավելացնելով RL: Ես օգտագործեցի ներքևի նախագծման գործընթացը և առաջին անգամ ստացա ընդունելի տրանսֆորմատոր ՝ երկրորդ առաջնային ոլորուն ավելացնելուց հետո: Ես ճշգրտեցի շրջադարձերի քանակը և ոլորման գործընթացը երկրորդ տրանսֆորմատորի համար:

Նախագծման հիմնական չափանիշներն են.

• Անհրաժեշտ է, որ միջուկում մագնիսական դաշտի (H) բավականաչափ փոփոխություն լինի B-H կորի հիստերեզը հաղթահարելու համար, բայց ոչ բավարար միջուկը հագեցնելու համար: այսինքն ՝ 4500 -ից 12000 Գաուս:
• Առաջնային վոլտերը կախված են հետևյալից.
• Երկրորդային վոլտերը, մոտավորապես, կախված են առաջնային վոլտերի առաջնային ժամանակի երկրորդային շրջադարձերի հարաբերակցությունից: Հիմնական կորուստները և ոլորուն դիմադրությունը նշանակում են, որ ելքը միշտ ավելի քիչ է, քան իդեալական տրանսֆորմատորը:
• Երկրորդային վոլտերը պետք է գերազանցեն 6,8 Վ (== 5,6 Վ (զեներ) + 2 * 0,6 Վ (ուղղիչ դիոդներ)), որպեսզի AC ցիկլը բավականաչափ ապահովի միջին հոսանքը զեների միջով մի քանի մԱ -ից ավելի, որպեսզի սնուցի BLE միացումը.
• Առաջնային ոլորուն մետաղալարերի չափը պետք է ընտրվի, որպեսզի կարողանա կրել ամբողջ բեռի հոսանքը: Երկրորդայինը, որպես կանոն, mA- ի կրող կլինի միայն RL սահմանափակող ռեզիստորը տեղադրելուց հետո, այնպես որ երկրորդային ոլորուն մետաղալարի չափը կրիտիկական չէ:

Քայլ 5. Նախագծում 50 Հց ցանցի համար

Toroid Inductance per Turn Calculator- ը կհաշվարկի ինդուկտիվությունը և Gauss/Amp- ը տվյալ շրջադարձի համար ՝ հաշվի առնելով տորոիդային չափերը և թափանցելիությունը, ui:

Այս հավելվածի համար լաունջը լուսավորվում է, բեռի հոսանքը `մոտ 0,9 Ա: Ենթադրելով 2: 1 աստիճան բարձրացող տրանսֆորմատոր և երկրորդային գծի վրա 6,8 Վ -ից բարձր գագաթնակետ, ապա առաջնային առաջնային լարումը պետք է լինի ավելի մեծ, քան 6,8 / 2 = 3,4 Վ Պիկ / քառակուսի (2) == AC RMS վոլտ, որպեսզի անհրաժեշտ լինի առաջնային RMS վոլտ ավելի մեծ, քան 3.4 / 1.414 = 2.4V RMS: Այսպիսով, եկեք նպատակ ունենանք հիմնական RMS վոլտ ասենք 3V AC- ի մասին:

Առաջնային լարումը կախված է ռեակտիվությունից ՝ բեռնվածքի հոսանքից, այսինքն ՝ 3/0.9 = 3.33 առաջնային ռեակտիվությունից: Պտտման ռեակտիվությունը տրվում է 2 * pi * f * L- ով, որտեղ f- ը հաճախականությունն է, իսկ L- ը ՝ ինդուկտիվությունը: Այսպիսով, 50Hz հիմնական համակարգի համար L = 3.33 / (2 * pi * 50) == 0.01 H == 10000 uH

Օգտագործելով Toroid Inductance per Turn Հաշվիչ և տեղադրելով տորոիդային չափսեր ՝ 14.8 մմ Բարձրություն, 40.6 մմ OD, 23.6 մմ ID, և 150 – ի համար ենթադրելով, որ ui- ն տալիս է 200 պտույտ 9635uH և 3820 Gauss/A Նշում. 75, բայց այստեղ օգտագործվող հոսքի խտության ավելի ցածր մակարդակների դեպքում 150 -ը ավելի մոտ է ճիշտ թվին: Սա որոշվում էր վերջնական կծիկի առաջնային լարման չափմամբ: Բայց շատ մի անհանգստացեք ճշգրիտ ցուցանիշի համար, քանի որ կարող եք հետագայում ուղղել առաջնային ոլորուն:

Այսպիսով, օգտագործելով 200 պտույտ, 50Hz, f- ի համար տվեք ռեակտիվությունը == 2 * pi * f * L == 2 * 3.142 * 50 * 9635e-6 = 3.03 և այսպես, առաջնային ոլորուն վոլտերը 0.9A RMS AC- ով 3.03 * 0.9 = 2.72V RMS է 3.85V պիկ լարման և 7.7V երկրորդային լարման լարման համար ՝ ենթադրելով 2: 1 աստիճան բարձրացող տրանսֆորմատոր:

Գաուս գագաթնակետը 3820 Գաուս / Ա * 0.9A == 4861 Գաուս է, որը պակաս է այս միջուկի 12000 Գաուս հագեցվածության մակարդակից:

2: 1 տրանսֆորմատորի համար երկրորդային ոլորուն պետք է ունենա 400 պտույտ: Փորձարկումները ցույց տվեցին, որ այս դիզայնը գործում է, և RL սահմանափակող ռեզիստորը `150 օմ, տալիս է միջին զեներային հոսանք` մոտավորապես 6 մԱ:

Լարի առաջնային չափը հաշվարկվել է ցանցի հաճախականությունների էներգիայի տրանսֆորմատորների հաշվարկման միջոցով `ճիշտ մետաղալար ընտրելը: 0.9A- ի համար այդ վեբ էջը տվել է 0.677 մմ տրամագիծ: Այսպիսով, առաջնայինի համար օգտագործվել է 0,63 մմ տրամագծով էմալապատ մետաղալար (Jaycar WW-4018), իսկ երկրորդայինի համար ՝ 0,25 մմ տրամագծով էմալապատ մետաղալար (Jaycar WW-4012):

Տրանսֆորմատորի իրական կառուցումը օգտագործեց մեկ երկրորդական ոլորուն `400 պտույտով 0.25 մմ տրամագծով էմալապատ մետաղալարով և երկու (2) առաջնային ոլորուն` 200 պտույտով, յուրաքանչյուրը 0.63 մմ տրամագծով էմալապատ մետաղալարով: Այս կոնֆիգուրացիան հնարավորություն է տալիս տրանսֆորմատորին կարգավորել բեռնվածքի հոսանքների հետ աշխատելու 0.3A- ից 2A միջակայքում, այսինքն (33W- ից 220W- ից 110V- ով կամ 72W- ից մինչև 480W- ով 240V- ով): Առաջնային ոլորունների միացումը սերիա է, կրկնապատկում է ինդուկտիվությունը և թույլ է տալիս տրանսֆորմատորը օգտագործել 0.3A- ից ցածր հոսանքների դեպքում (33W 110V- ում կամ 72W 240V- ում) RL == 3R3 և մինչև 0.9A RL = 150 ohms: Երկու առաջնային ոլորուն զուգահեռաբար միացնելով ՝ կրկնապատկում են դրանց ընթացիկ տարողունակությունը և ապահովում է 0.9A- ից մինչև 2A (220W 110V- ում և 240V- ում 480W) բեռնման հոսանք `համապատասխան RL- ով:

Իմ դիմումի համար, որը վերահսկում է 200 Վտ լույսերը 240 Վ լարման դեպքում, ես միացրեցի ոլորուն զուգահեռ և 47 օմ օգտագործեցի RL- ի համար: Սա սերտորեն կհամապատասխանի ելքային լարմանը անհրաժեշտին ՝ միաժամանակ թույլ տալով, որ սխեման դեռևս գործի մինչև 150 Վտ բեռների դեպքում, եթե մեկ կամ մի քանի լամպ խափանվի:

Քայլ 6. Շրջադարձների փոփոխություն 60 Հց ցանցի համար

60 Հց հաճախականությամբ ռեակտիվությունը 20% -ով ավելի բարձր է, այնպես որ ձեզ անհրաժեշտ չէ այդքան շրջադարձ: Քանի որ ինդուկտիվությունը տատանվում է որպես N^2 (դառնում է քառակուսի), որտեղ N- ը պտույտների թիվն է: 60 Հց համակարգերի համար կարող եք նվազեցնել շրջադարձերի թիվը մոտ 9%-ով: Սա 365 պտույտ է երկրորդականի համար և 183 պտույտ յուրաքանչյուր առաջնակի համար `0,3 Ա -ից մինչև 2 Ա -ն, ինչպես նկարագրված է վերևում:

Քայլ 7. Բարձր բեռի հոսանքների նախագծում, 10A 60Hz օրինակ

Այս նախագծում օգտագործվող ռելեն կարող է միացնել դիմադրողական բեռի հոսանք մինչև 16 Ա: Վերոնշյալ դիզայնը կգործի 0.3A- ից մինչև 2A- ի համար: Դրանից վեր տորոիդը սկսում է հագեցվել, և առաջնային ոլորուն մետաղալարերի չափերը այնքան էլ մեծ չեն, որ կարող են կրել բեռը: Արդյունքը, որը հաստատվել է 8.5 Ա բեռով փորձարկմամբ, գարշահոտ տաք տրանսֆորմատոր է:

Որպես բարձր բեռնվածքի նախագծման օրինակ, նախագծենք 60 Ա 110 Վ լարման համակարգում 10 Ա բեռի համար: Դա 1100 Վտ է 110 Վ լարման դեպքում:

Ենթադրենք, ասենք, 3.5V RMS- ի առաջնային լարումը և 2: 1 տրանսֆորմատորը, որը թույլ է տալիս որոշ կորուստներ, ապա անհրաժեշտ առաջնային ռեակտիվան է 3.5V / 10A = 0.35: 60Hz- ի դեպքում դա ենթադրում է ինդուկտիվություն 0.35/(2 * pi * 60) = 928.4 uH

Այս անգամ օգտագործելով 75 -ի ui, քանի որ հոսքի խտությունն ավելի բարձր կլինի, տես ստորև, Toroid Inductance per Turn Calculator- ում շրջադարձերի քանակի մի քանի փորձարկում տալիս է 88 հերթափոխ առաջնայինի և 842 Gauss / A հոսքի խտության կամ 8420 Gauss- ի համար: 10A- ում, որը դեռ գտնվում է 12000 Գաուսի հագեցվածության սահմաններում: Հոսքի այս մակարդակում u i- ը, հավանաբար, դեռ 75 -ից բարձր է, բայց ներքևի տրանսֆորմատորը փորձարկելիս կարող եք կարգավորել առաջնային շրջադարձերի քանակը:

Էլեկտրահաղորդման հաճախականության հոսանքի տրանսֆորմատորների հաշվարկը տալիս է 4 մմ^2 խաչմերուկ կամ 2.25 մմ տրամագծով մետաղալարերի չափ, կամ գուցե մի փոքր ավելի քիչ, քան 88 առաջնագծի երկու ոլորուն `88 պտույտով, յուրաքանչյուրը 2 մմ^2 խաչմերուկից, այսինքն` 1.6 մմ տրամագծով մետաղալարով, որը զուգահեռաբար միացված է ընդհանուր 4 մմ^2 խաչմերուկ:

Այս դիզայնը կառուցելու և փորձարկելու համար քամեք 176 պտույտով երկրորդային ոլորուն (նախորդից կրկնակի ելքային լարումը տալու համար), այնուհետև քամեք ընդամենը 1.6 մմ տրամագծով մեկ 88 պտույտով: Նշում. Նախկինի վրա թողեք լրացուցիչ մետաղալար, որպեսզի անհրաժեշտության դեպքում կարողանաք ավելի շատ պտույտներ ավելացնել: Այնուհետև միացրեք 10 Ա բեռը և տեսեք, արդյոք երկրորդականը կարող է ապահովել BLE շղթան գործարկելու համար պահանջվող լարումը/հոսանքը: 1.6 մմ տրամագծով մետաղալարը կարող է դիմակայել 10A- ին կարճ ժամանակով, երբ չափում եք երկրորդական:

Եթե կան բավարար վոլտեր, որոշեք RL- ն, որն անհրաժեշտ է հոսանքը սահմանափակելու համար և, հնարավոր է, մի քանի պտույտ հանեք, եթե շատ ավելորդ լարում կա: Հակառակ դեպքում, եթե բավարար երկրորդային լարում չկա, մի քանի պտույտ ավելացրեք առաջնայինին `առաջնային և, հետևաբար, երկրորդային լարումը բարձրացնելու համար: Առաջնային լարումը բարձրանում է որպես N^2, իսկ երկրորդայինը նվազում է մոտավորապես 1/Ն `պտույտների հարաբերակցության փոփոխության պատճառով, ուստի առաջնային ոլորունների ավելացումը կբարձրացնի երկրորդային լարումը:

Երբ որոշեք ձեզ անհրաժեշտ առաջնային շրջադարձերի քանակը, այնուհետև կարող եք երկրորդ առաջնային ոլորուն քամել առաջինին զուգահեռ `ապահովելու ամբողջ բեռնվածքի ընթացիկ տարողունակությունը:

Քայլ 8. Տորոիդալ տրանսֆորմատորի ոլորում

Տրանսֆորմատորը քամելու համար նախ անհրաժեշտ է մետաղալարն անցնել անցքի վրա, որը տեղավորվելու է տորոիդի միջով:

Նախ հաշվարկեք, թե որքան մետաղալար է անհրաժեշտ: Ayեյքարի համար LO-1246 տորոիդը յուրաքանչյուր պտույտ է մոտ 2 x 14.8 + 2 * (40.6-23.6)/2 == 46.6 մմ: Այսպիսով, 400 շրջադարձի համար ձեզ հարկավոր է մոտ 18.64 մ մետաղալար:

Հաջորդը հաշվարկեք նախկինում օգտագործվող մեկ պտույտի չափը: Ես օգտագործեցի մոտ 7.1 մմ տրամագծով մատիտ, որը պտույտի երկարությունը տալիս էր pi * d = 3.14 * 7.1 == 22.8 մմ մեկ պտույտի համար: Այսպիսով, 18.6 մ մետաղալարերի համար ինձ անհրաժեշտ էր մոտ 840 պտույտ: Նախկինի շրջադարձերը հաշվելու փոխարեն, ես հաշվարկեցի մոտավոր 840 պտույտի երկարությունը ՝ ենթադրելով 0.26 մմ տրամագծով մետաղալար (մի փոքր ավելի մեծ, քան մետաղալարերի իրական 0.25 մմ տրամագիծը): 0.26 * 840 = 220 մմ երկարությամբ ոլորված սերտորեն պտտվում է, որպեսզի 18.6 մ մետաղալար անցնի առաջինին: Քանի որ մատիտն ընդամենը 140 մմ երկարություն ուներ, ինձ հարկավոր կլիներ առնվազն յուրաքանչյուրը ՝ 100 մմ երկարության 2.2 շերտ: Ի վերջո, ես ավելացրեցի մոտ 20% լրացուցիչ մետաղալար ՝ թույլ տալով անփույթ ոլորում և պտույտի երկարության բարձրացում տորոիդի վրա երկրորդ շերտի համար և իրականում 100 մմ երկարությամբ 3 շերտ դրեցի մատիտի վրա:

Մետաղը նախկինում մատիտը քշելու համար ես օգտագործեցի շատ դանդաղ արագությամբ փորված մամլիչ `մատիտը պտտելու համար: Շերտերի երկարությունը որպես ուղեցույց օգտագործելով, ես կարիք չունեի հերթեր հաշվելու: Կարող եք օգտագործել նաև ձեռքի փորվածք, որը տեղադրված է փոխնակ:

Տորոիդին պահելով փափուկ ծնոտի փոխնակով, որը կարող էր պտտել ծնոտները ՝ տորոիդին հորիզոնական պահելու համար, ես առաջինը վիրավորեցի երկրորդական ոլորուն: Սկսած տորոիդի արտաքին մասի շուրջը ՝ բարակ երկկողմանի ժապավենի շերտով, որն օգնում է մետաղալարը տեղում պահել, երբ այն վիրավորում եմ: Յուրաքանչյուր շերտի միջև ավելացրել եմ ծորակի ևս մեկ շերտ, որն օգնում է իրերը տեղում պահել: Դուք կարող եք տեսնել ծորակի վերջին շերտը վերևի լուսանկարում: Ես գնել եմ փոխնախագահը հատուկ այս աշխատանքի համար ՝ Stanley Multi Angle Hobby Vice- ը: Դա լավ արժեր գումարը:

Նմանատիպ հաշվարկ կատարվեց ոլորուն նախկին երկու առաջնային ոլորուն պատրաստելու համար: Թեև այդ դեպքում ես չափեցի տորոիդի նոր չափը ՝ երկրորդական ոլորուն տեղում ՝ հաշվելու շրջադարձի երկարությունը: Վերևում տրանսֆորմատորի լուսանկարն է `երկրորդային վերքով և մետաղալարով` առաջին առաջնային ոլորման համար, որը պատրաստ է ոլորուն սկսել:

Քայլ 9: Շինարարություն

Այս նախատիպի համար ես նորից օգտագործեցի PCB- ից մեկը, որը նկարագրված է Retrofit an Existing Light Switch հեռակառավարմամբ և կտրեցի երկու հետք և ավելացրեցի հղում այն տորոիդի համար նորից կազմաձևելու համար:

Տորոիդը տեղադրված էր առանձին, և ճնշման ճնշիչը տեղադրվեց անմիջապես երկրորդական ոլորուն:

Ամբողջ ալիքի ուղղիչ սարքի և RL- ի տեղադրման համար օգտագործվել է դուստր տախտակ:

Ուժեղացուցիչը ուշ լրացում էր: Երբ ես առաջին անգամ փորձարկեցի ամբողջական սխեման 0.9A բեռով, ես լսեցի կտրուկ ճեղքվածք, երբ pfodApp- ն օգտագործում էի բեռը հեռակա կարգով միացնելու համար: Ավելի մանրազնին ստուգման ժամանակ միացման ժամանակ հայտնաբերվել է փոքր կապույտ արտանետում RL- ից: Ամբողջ 240 Վ RMS (340 Վ գագաթ) միացնելիս անցողիկ ժամանակաշրջանում տորոիդի առաջնային մասում կիրառվում էր: Երկրորդայինը, շրջադարձերի 2: 1 հարաբերությամբ, արտադրում էր մինչև 680 Վ, ինչը բավական էր RL- ի և մոտակա ուղու միջև խափանում առաջացնելու համար: Մոտակա հետքերով մաքրելը և երկրորդային ոլորուն 30.8V AC ճնշիչ ճնշող սարքի ավելացումը լուծեց այս խնդիրը:

Քայլ 10. BLE Nano- ի ծրագրավորում և միացում

BLE Nano- ի ծածկագիրը նույնն է, ինչ օգտագործվում է հեռակառավարմամբ Retrofit an Existing Light Switch- ում, և այդ նախագիծը քննարկում է ծածկագիրը և ինչպես ծրագրավորել Nano- ն: Միակ փոփոխությունը BLE- ի գովազդային անվան մեջ էր և pfodApp- ում ցուցադրված հուշումը: Android բջջայինից pfodApp- ի միջոցով միանալը ցուցադրում է այս կոճակը:

Շղթան վերահսկում է բեռի նկատմամբ կիրառվող լարումը ՝ դեղին կոճակը ճիշտ ցուցադրելու համար, երբ բեռը սնուցվում է կամ հեռակառավարման անջատիչով, կամ ձեռքով անտեսելով:

Եզրակացություն

Այս նախագիծը ընդլայնում է հեռակառավարմամբ գործող լույսի անջատիչի վերազինումը, որը թույլ է տալիս Ձեզ հեռակա կարգով վերահսկել կիլովատ բեռը `պարզապես միացնելով այս միացումը գոյություն ունեցող անջատիչին: Լրացուցիչ էլեկտրագծերի տեղադրում չի պահանջվում, իսկ սկզբնական անջատիչը շարունակում է գործել որպես ձեռքով անտեսում ՝ միևնույն ժամանակ թույլ տալով հեռակա միացնել բեռը, երբ այն անջատել եք ձեռքով շրջանցող անջատիչով:

Եթե հեռակառավարման վահանակը պետք է խափանվի, կամ չկարողանաք գտնել ձեր բջջայինը, ձեռքով անտեսման անջատիչը շարունակում է աշխատել:

Առաջ շարժվելով ՝ տան լուսային անջատիչների վերազինումը BLE Nano V2 կառավարման մոդուլներով, որն ապահովում է Bluetooth V5 նշանակում է, որ ապագայում կարող եք ստեղծել տան լայն ավտոմատացման ցանց ՝ օգտագործելով Bluetooth V5 ցանց: