вдання, які були поставлені раннє в постановці завдання. У кожному блоці, на які розбитий прилад, буде підібраний елемент, що задовольняє умовам поставленого завдання.
2.2.1 Вибір елементної бази
Розрахунок роботи мікроконтролера.
Одним з основних елементів, що визначають роботу пристрою є мікроконтролер. Для мого пристрою я візьму мікроконтролер AT Mega16A який має наступні параметри:
Таблиця 1 - основні параметри мікроконтролера AT Mega16A
ЦПУ: ЯдроAVRЦПУ: F, МГцОт 0 до 16Память: Flash, Кбайт16Память: RAM, КБайт1Память: EEPROM, КБайт0.5I/O (макс.), шт.32Таймери: 8-біт, шт2Таймери: 16-біт, шт1Таймери: Каналів ШІМ, шт4Таймери: RTCдаІнтерфейси: UART, шт1Інтерфейси: SPI, шт1Інтерфейси: I2C, шт1Аналоговие входи: Розрядів АЦП, біт10Аналоговие входи: Каналів АЦП, шт8Аналоговие входи: Швидкодія АЦП, kSPS15Аналоговие входи: Аналоговий компаратор, ШТ2
Схема включення мікроконтролера
Для синхронізації мікроконтроллера з фазами електроживлення трифазної мережі необхідно використовувати всі три наявні входу зовнішніх переривань INT0 - INT2. Входи зовнішнього переривання INT0 і INT1 в мікроконтролері виведені на входи 2 і 3 порту D (PORTD), а вхід зовнішнього переривання INT2 має внутрішнє з'єднання з входом 2 порту В (POTRB) мікроконтролера. Подібний розподіл входів зовнішніх переривань мікроконтролера створює певні незручності при програмній обробці зсуву фаз електромережі, суттєво ускладнить і сповільнить програму управління. Для спрощення програмного забезпечення мікроконтролера і прискорення процесу визначення зсуву фазних напруг в електромережі необхідно задіяти наявний в мікроконтролері вхід 4 порту D (PD4), з'єднавши його паралельно зі входом зовнішнього переривання мікроконтролера INT2
Оскільки використовуваний в схемі синхронізації пристрою аналоговий компаратор має вихід з відкритим колектором, то необхідна наявність підтягаючих резисторів, включених між позитивним виводом джерела живлення і входами зовнішнього переривання мікроконтролера.
Для вимірювання напруги в електромережі необхідно задіяти три входи АЦП мікроконтролера з наявних восьми. Використовуємо входи ADC0 - ADC2, виведені на висновки PA0 - PA2 PORTA мікроконтролера
АЦП - електронний пристрій, що перетворює напругу в двійковий цифровий код.
У даному мікроконтролері використовується 8-канальний 10 бітний АЦП
Решта вільними висновки PORTA використовуємо для управління ключами комутації навантаження і індикаторним світлодіодом HL1.
Для підключення шести кнопок ручного управління пристрій (SB1 - SB6) скористаємося портом В (PORTB) мікроконтролера, підключивши кнопки до рештою вільними висновками PB0, PB1, PD4 - PB7 (малюнок 8). Оскільки при програмному декодуванні натискань на кнопки ручного управління буде використовуватися читання логічних рівнів на висновках порту В мікроконтролера, то для забезпечення зміни логічного рівня з одиниці на нуль, при натисканні на кнопки управління, досить задіяти вбудовані в PORTB підтягує резистори, включивши їх програмно. У цьому випадку відпадає необхідність використання зовнішніх підтягаючих резисторів, що сприяє зменшенню кінцевої вартості пристрою та мінімізації його габаритів.
Для підключення РК індикатора по 4-х провідній шині даних необхідно задіяти чотири висновки одноного з портів мікроконтролера. Додатково знадобитися ще три висновки для формування керуючих сигналів RS, R/W, E індикатора. Для цих цілей задіємо залишився вільним порт С (PORTC) мікроконтролера.
Схема ЖК індикатора
ШИ модулятор таймера 2 мікроконтролера AT Mega16A виведений на висновок PD7 PORTD. Для керування яскравістю підсвічування РК індикатора підключимо до цього виходу узгоджувальний транзистор
Для забезпечення гарантованого скидання мікроконтролера при коливаннях напруги живлення, що виникають при запуску обратноходового перетворювача, використовуємо RC-коло скидання, підключивши її до висновку RESET. Діод VD1, підключений паралельно резистору R3, призначений для швидкого розряду конденсатора C1 при відключенні живлення пристрою і сприяє швидкому повторному запуску мікроконтролера при короткочасних провалах мережевої напруги.
Оскільки потрібно забезпечити синхронізацію мікроконтролера і достовірність вимірювань мережевої напруги за наявності хоча б однієї з трьох фаз мережевої напруги необхідно використовувати всі три зовнішніх переривання мікроконтролера. Обробники зовнішніх переривань повинні містити в собі підпрограми і функції визначення частоти електромережі, порядку чергування фаз та інші. Розрахунок частоти електричної мережі до...
