В якості комутуючого елемента вибрано електромагнітне реле китайської фірми Wanja.
Заявлені характеристики:
· Тип системи Поляризоване
· Макс. комутований струм 60 Ампер
· Макс. напруга, що комутується 250 Вольт
· Кількість позицій контактів 2
· Кількість контактних пар 1
· Номінальна напруга живлення обмотки 12 Вольт (двообмоткових).
· Орієнтовна вартість 4 $
Слід зауважити, що існує і 3х фазний варіант реле.
Поляризована система дозволяє при малих габаритах магнітної системи, а отже і вартості, швидко комутувати великі струми. Обмотка реле, що має відвід від середини, дозволяє застосувати для управління два транзистори замість чотирьох (мостова схема).
Згідно з власними вимірам, опір кожної з обмоток одно 50 ом. Отже, за законом Ома, споживаний струм дорівнює 240 мА. Максимальний струм, проходить через ніжку мікроконтролера дорівнює 20ти мА. Тому для комутації напруги живлення на керуючі обмотки застосовується транзистор середньої потужності (кт660). Так як на платі мікроконтролера присутня напруга живлення 4 ... 5 Вольт, то доводиться живити модуль реле від окремого мережевого БП через штекер Р1.
На відміну від високовольтних вимикачів, у даного реле тільки одна контактна група, то виникає складність при контролі стану комутуючих контактів. Зокрема необхідно вимірювати час спрацьовування контактів після подачі сигналу перемикання. Як показала практика, час спрацьовування коливається в межах 5 ... 8 мс, причому час відключення дещо менше включення. Коливання часу я пояснюю коливаннями живлячої напруги і коливаннями в положенні магнітної системи. Статистика часу спрацьовування в частині «Додаток» «Час спрацювання реле». Після незначної зміни програми, мікроконтролер 100 разів поспіль вимірює час спрацьовування реле. Перші три цифри -опкоди команди. Наступні дві - час спрацьовування на замикання і розмикання відповідно. Розмірність в сотнях мікросекунд. Значення коливаються в межах 30 ... 260. При роботі в якості МТЗ таких коливань не відбувається, оскільки між перемиканнями проходить не менше 30 мС. За цей час пружність гнуться елементів відновлюється, а магнітний потік котушки загасає.
Алгоритм докладно розписаний у розділі 3.4.5. Наведу скріншоти обміну інформації у вікні програми Bill Serial Monitor.
На малюнку 7.1 оператор відправив 10ти байтовую команду для вимірювання часу спрацьовування реле. Після вимірювання модуль відповідає поверненням опкода прийнятої команди, значеннями змінних Rele_Time_on (75), Rele_Time_off (50), Apv_w_on (2700), Apv_w_off (5200). На ріунке 7.1 модуль відправляє среднеамплітудние значення. На ріунке 7.1 модуль відправляє значення Oc_cycles (57). Поріг Sl_koef=50.
Тепер опишу керуючі та контролюючі висновки схеми. Portc.o -контроль стану контактів реле. Перемикач SW1 повинен тимчасово переключатись перед виміром часу спрацьовування. До одного кінця контакту К1.1 через SW1 підводиться Vcc, з іншого кінця через SW1 Portc.o зчитує логічне стан. Portc.1, Portc.2- комутують транзистори для управління котушками реле. VR1 - дільник змінної напруги, що емітує трансформатор струму.
Зняття осцилограм здійснювалося його подачею через штекер Р на лінійний вхід звукової карти. Для захоплення даних і побудови діаграми була використана програма Nero Wave Editor.
На малюнку 7.4 зображена графік комутації змінного напруги. Движком змінного резистора виставлялося змінна напруга, амплітудою перевищує Sh_val. Синусоїда малої амплітуди відображає стан відключених контактів. Через 11 ... 12 періодів спрацьовує АПВ і контакти замикаються. За 1 період МТЗ і за наступний напівперіод відключає контакти. Далі знову слід цикл АПВ. Всі моменти проходили в момент перетину з нулем, отже досвід вдався.
ГЛАВА 6. Безпека життєдіяльності
Дія електричного струму на людину залежить від його значення, тривалість і шляху, по якому він проходить, а також від фізичного стану людини. Найбільшу небезпеку становить струм, проходить через область серця.
Найменший струм, що сприймається людиною, становить 1 mА. Його називають порогом чутливості. Струм від 1 до 6 mА викликає біль і мимовільні скорочення м'язів, проте людина здатна відпустити предмет, через який струм входить в руку. Найбільший струм, при якому людина не здатна самостійно звільнитися, називається порогом відпускання. Американським інститутом інженерів-електриків цей поріг встановлено в 9 mА, при цьому напруга від руки до ніг складає 10,2 В. Отже опір людини...
