demonlibra / smart_ssr

Умное твердотельное реле с анализом ШИМ

Home Page:https://uni3d.store/viewtopic.php?t=527

Geek Repo:Geek Repo

Github PK Tool:Github PK Tool

Умное твердотельное реле с анализом ШИМ

Ссылки

Описание проблемы

Твердотельное реле Zero-Cross в процессе работы пропустит только те полупериоды синусоидального напряжения питания, начало которых совпадёт с импульсами сигнала ШИМ от платы управления. В результате твердотельное реле может находится в трёх состояниях: закрыто, открыто и открыто для одного полупериода. Так как между сетевым напряжением и управляющим сигналом ШИМ всегда будет "плавающая" рассинхронизация, можно говорить лишь о вероятности одного из этих состояний.

Например, при частоте питающего напряжения равной частоте ШИМ сигнала управления (50 Гц) и коэффициенте заполнения сигнала управления отличным от 1.0, можно говорить лишь о вероятности одного из трех состояний твердотельного реле.

  • Коэффициент заполнения = 1.0 - полная мощность
  • Коэффициент заполнения ≥ 0.5 - половина или полная мощность
  • Коэффициент заполнения < 0.5 - 0 или половина мощности

Снимки 1 и 2 - Коэффициент заполнения ШИМ управляющего сигнала (синий) одинаковый, но мощность на выходе (жёлтый) будет отличаться в два раза.
Снимки 2 и 3 - Коэффициент заполнения отличается в 4 раза, но мощность одинаковая.
Снимки 3 и 4 - Коэффициент заполнения одинаковый, но мощность разная.

Несоответствие коэффициента заполнения ШИМ сигнала управления и выходной мощности может быть причиной больших отклонений температуры от заданной. Решить описанную проблему может следующее решение:

Комплектующие

Принцип работы

  1. Сигнал управления поступает на вход Arduino, которая определяет длительность импульсов включения и коэффициент заполнения ШИМ.
  2. Димер подаёт на Arduino сигналы перехода синусоиды напряжения через 0 для определения моментов времени открытия симистора. Таким образом достигается синхронизация сигнала управления и сетевого напряжения.
  3. Сетевое напряжение с частотой 50 Гц имеет 100 полупериодов за одну секунду. Arduino выдаёт сигналы управления на димер для получения необходимой мощности, пропуская в единицу времени часть полупериодов сетевого напряжения. Таким образом достигается дискретность задания мощности 1%. Например, если за секунду пропустить только 20 полупериодов, будет получено 20% мощности.

Данное решение позволяет устранить проблемы неадекватной работы нагревателя с обычным твердотельным реле:

  • Устранить проблему невозможности автоматической калибровки параметров ПИД.
  • Обеспечить более точное поддержание температуры.
  • Задать ограничение мощности. Может быть актуально для мощных грелок, если стол искривляется от быстрого нагрева.

Важно

У большинства всё работает и без этого велосипеда. Не торопитесь реализовывать данную схему. В большинстве случаев проблема управления твердотельным реле решается понижением частоты ШИМ меньше 10 Гц.

About

Умное твердотельное реле с анализом ШИМ

https://uni3d.store/viewtopic.php?t=527


Languages

Language:C++ 100.0%