Bypass bo'lmagan kuchlanish regulyatori. Faol shunt regulyatori. Nima uchun sizga shunt kuchlanish regulyatori kerak?
Bugungi kunda impulsli AC-DC konvertorlari analoglar orasida etakchi mavqega ega. Impulsni o'zgartirish uchun eng mashhur topologiya - bu flyback topologiyasi. Uning mashhurligining yana bir sababi - ko'p kanalli elektr ta'minotini qurishning juda oddiy va arzon usuli, bunga transformatorga qo'shimcha ikkilamchi sariqlarni qo'shish orqali erishiladi.
Odatda, teskari aloqa eng aniq chiqish tolerantligini talab qiladigan chiqishdan olinadi. Keyinchalik, bu chiqish boshqa barcha ikkilamchi sariqlar uchun kuchlanish nisbatini aniqlaydi. Biroq, indüktans sızıntısının ta'siri tufayli, har xil kanallar uchun chiqish parametrlarini sozlashda, ayniqsa, asosiy kanalda kichik yuk (yoki umuman yuk bo'lmagan) bo'lsa, kerakli aniqlikka erishish har doim ham mumkin emas. ikkilamchi kanallarning to'liq yuklanishi.
Ikkilamchi kanallarning chiqishini barqarorlashtirish uchun post-regulyatorlar va oldingi yuklagichlardan foydalanish mumkin. Biroq, ulardan foydalanish yakuniy xarajatlarni oshiradi va mahsulot samaradorligini pasaytiradi, bu esa ularni iste'molchilar uchun kamroq jozibador qiladi. Bu muammo, ayniqsa, yuklamasdan yoki kutish rejimida ishlaydigan quvvat manbalari uchun standartlarni kuchaytirish tendentsiyalari tufayli keskin.
1-rasmda taqdim etilgan yechim "Faol shunt regulyatori" deb nomlanadi va kirish standartlariga muvofiq parametrlarga erishish va ayni paytda yakuniy qurilma uchun maqbul byudjetni saqlash imkonini beradi.
Shakl 1. Ko'p kanalli uchib ketish topologiyasi uchun faol shunt regulyatori
Sxema quyidagicha ishlaydi. Chiqishlar tartibga solish chegaralarida bo'lsa-da, kuchlanish bo'luvchi R14 va R13 tranzistor Q5 tomonidan yoqiladi, Q4 va Q1 ni o'chiradi. Ushbu ish rejimida Q5 orqali oqim o'tganda, 5V chiqishida engil oldindan yuklanish mavjud.
5V chiqishi va 3,3V chiqishi o'rtasidagi nominal kuchlanish farqi 1,7V ni tashkil qiladi 3,3V chiqishidagi yuk 5V chiqishidagi oqimning mos keladigan o'sishisiz oqim sarfini oshira boshlaganda, 5V chiqishidagi kuchlanish kuchayadi. 3,3V chiqishiga nisbatan B. Nominal kuchlanishdagi farq 100mV dan oshib ketganda, Q5 yopiladi, bu Q4 va Q1 ning ochilishiga olib keladi, bu esa o'z navbatida 5V chiqish oqimining 3,3V chiqishidagi yukni quvvatlantirishga imkon beradi. kuchlanish o'zgarishidagi farq.
Q1 orqali oqim asosiy va ikkilamchi kanallar o'rtasidagi natijada paydo bo'lgan kuchlanish farqi bilan aniqlanadi va chiqish 3,3 bo'lsa ham, yukdan qat'i nazar, asl kuchlanish nisbatini saqlab qolish imkonini beradi. 100% yuklangan, 5 V yuksiz ishlaydi. Q5 va Q4 ning mustahkamligi parametrlarning harorat o'zgarishini yo'q qiladi, chunki bir tranzistorning VB-E o'zgarishi ikkinchisining o'zgarishi bilan qoplanadi. D8 va D9 diodlari shart emas, lekin Q1da quvvat sarfini kamaytiradi, bu esa radiatorga ehtiyojni yo'q qiladi.
O'chirish faqat ikkita kuchlanish orasidagi nisbiy farqlarga javob berganligi sababli, u to'liq yuk va engil yukda asosan faol emas. Shunt 5V chiqishidan 3,3V chiqishiga ulanganligi sababli, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan faol quvvat yo'qotilishi erga ulangan shunt regulyatoriga nisbatan 66% ga kamayadi. Natijada, to'liq yuklanganda samaradorlik yuqori bo'lib qoladi va butun yuk oralig'ida quvvat sarfi past bo'lib qoladi.
O'rni regulyatorlari manyovrli yoki manyovrsiz bo'lishi mumkin.
1) Eng oddiy va arzon RRlar shuntli RRlardir. Ularning ishlash printsipi quyidagilardan iborat: o'rnatilgan kuchlanish amplitudasi oshib ketganda, generatorning fazalari qisqa tutashuvni hosil qilish uchun bir-biriga manevr qilinadi (qisqartiriladi). Boshqacha qilib aytganda, biz mashinani haydab, doimiy ravishda gazni to'liq ushlab turamiz va tezlikni gazni bo'shatish bilan emas, balki tormozni bosish orqali tartibga solamiz. Absurd, shunday emasmi? Va shunt o'rni-regulyatori aynan shunday ishlaydi. Tabiiyki, bunday blok ayniqsa ishonchli emas. Jihozning o'zidan, simlar va ulagichlardan issiqlik hosil bo'lishining ko'payishi ko'pincha butun zanjirning erishi, qisqa tutashuvi va ishdan chiqishiga olib keladi, generator-rele-regulyatordan batareya va sug'urta qutisigacha. Bunday blok uchun iste'molchilarning yuki qanchalik ko'p bo'lsa, shuncha yaxshi bo'ladi. Chunki bu holda shunt davrlari kamroq ishlaydi. Va aksincha, ulangan iste'molchilarsiz generatorning barcha quvvati shunt pallasida tarqaladi, bu esa qurilmaning tez ishdan chiqishiga olib keladi. Jeneratör quvvati iste'molchilarning umumiy quvvatidan ancha yuqori bo'lgan bir vaqtda, shunt zanjirlari doimiy ravishda ishlaydi. Bunday o'rni regulyatorining chiqishida kuchlanish arra tish shakliga ega (rasmda bo'lgani kabi) va kerakli darajada doimiy emas. Bu kuchlanish batareyani juda sekinroq zaryad qiladi va hatto vosita tezligi oshgani sayin yorug'lik xiralashadi. O'ylaymanki, ko'pchilik bu rasmni kuzatgan - bu manyovr o'rni-regulyatori. Bunday blokning afzalliklari uning arzonligi va ishlab chiqarish qulayligidir. Aksariyat hollarda ushbu bloklarning elektron sxemalari forumlar atrofida aylanib yuradi. Zavodlar ko'pincha bunday qurilmalarni birlashtirilgan elektr jihozlari bilan qor avtomobillariga o'rnatadilar, agar qurilma bir vaqtning o'zida turli iste'molchilar uchun to'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan kuchlanishga ega bo'lsa.
2) Xo'sh, ikkinchi turdagi RR - bu manyovr emas. Men ushbu bloklarning sxemasini tasvirlamayman, shunchaki aytamanki, tartibga solish printsipi belgilangan amplitudadan oshib ketganda RR dan chiqish kuchlanishini o'chirishga asoslangan. Voltaj normal holatga qaytganda (pasayganda), u yoqiladi va shunga o'xshash soniyada minglab va hatto o'n minglab marta. Shu tarzda, yuqori kuchlanish barqarorligiga erishiladi, uning shakli tekis gorizontal chiziqqa intiladi (rasmga qarang). Jeneratör iste'molchilar talab qiladigan darajada oladi. Issiqlik ishlab chiqarish sezilarli darajada kamroq, ya'ni bunday birlikning ishonchliligi yuqori. Bunday blokning afzalliklari aniq.
Ushbu maqolada qurilmalarning quvvat simlari orqali ma'lumotlarni uzatish usullari muhokama qilinadi. Bunday aloqa qurilmalarini ishlab chiquvchi tomonidan hal qilinishi kerak bo'lgan muammolarga alohida e'tibor qaratiladi. To'g'ridan-to'g'ri elektr simlari orqali aloqa liniyalari uchun qabul qiluvchi va uzatuvchi qismlarni amalga oshirish, shuningdek, 50 Gerts chastotali 220 V kuchlanishli AC quvvat simlari orqali aloqa kanalini amalga oshirish misollari keltirilgan. Boshqaruv mikrokontrollerining ishlashi uchun odatiy algoritmlar tasvirlangan.
Bir oz tarix
Elektr simlari orqali nazorat signallarini uzatish g'oyasi yangi emas. O'tgan asrning 30-yillarida shahar elektr tarmog'ining simlari orqali bunday signallarni uzatish uchun jasur tajribalar o'tkazildi. Olingan natijalar juda ta'sirli emas edi, lekin unutmasligimiz kerakki, o'sha kunlarda chiroq texnologiyasi hukmronlik qilgan va element bazasi unchalik xilma-xil emas edi. Barcha texnik muammolarga qo'shimcha ravishda tashkiliy muammolar qo'shildi: yagona standart yo'q edi - har bir ishlab chiquvchi o'zi uchun hamma narsani qildi: turli chastotalar va modulyatsiyalar qo'llanildi. Bularning barchasi ushbu aloqa sohasining rivojlanishiga to'sqinlik qildi.
Qabul qiluvchi va uzatuvchi qurilmalarning ishlash printsipi
Bunday qurilmalarning ishlash printsipi yuqori chastotali signallarni doimiy yoki AC quvvat simlari orqali uzatishdir. AC elektr uzatish liniyalarida signallar ko'pincha o'zgaruvchan tok nolga teng bo'lgan paytda, ya'ni quvvat kuchlanishi yo'q yoki minimal bo'lganda uzatiladi. Gap shundaki, hozirgi vaqtda shovqin darajasi minimal. Bunday holda, bizga kerak bo'lgan signal bir qator shovqinlar orasida uzatiladi.
O'zgaruvchan tok tarmog'i orqali yuqori chastotali signalni uzatish
Transformator ko'pincha yuqori chastotali signalni elektr tarmog'iga o'tkazish uchun ishlatiladi. Qabul qiluvchi qism odatda aloqa transformatoridan va kerakli yuqori chastotali signallar ajratilgan sxemadan iborat.
Yuqori chastotali signallarni o'zgaruvchan tok tarmog'iga o'tkazish usuli
DC quvvat davrlarida yuqori chastotali signallarni uzatishning shunga o'xshash usuli qo'llaniladi, ammo bunday signalni yaratish printsipi boshqacha: kuchli kalit (tranzistor) uning o'tishi bilan tarmoqni qisqa vaqt ichida chetlab o'tadi. Tarmoq kuchlanishida biroz pasayish kuzatiladi (3-rasm).
DC tarmoqlarida yuqori chastotali signallarni ishlab chiqarish usuli
Qabul qiluvchi tomonda sezgir detektor o'rnatilgan bo'lib, u chiziqdagi bu kuchlanish pasayishlarini aniqlaydi. Keyinchalik, bu signallar AGC funktsiyasiga ega kuchaytirgichning kirishiga beriladi, shundan so'ng qabul qilingan signallar mantiqiy blokga uzatiladi, ular kichik o'lchamli integratsiya mikrosxemalarida yoki universal mikrokontrollerda yoki maxsus mikrosxemada amalga oshirilishi mumkin. yuqoridagi barcha komponentlarni o'z ichiga oladi. So'nggi paytlarda mikrokontrollerlar past narx va katta imkoniyatlar tufayli bunday vazifalar uchun tobora ko'proq foydalanilmoqda. Bundan tashqari, dasturlashtiriladigan qurilmalardan foydalanish bunday qurilmalarning maqsadini ularga yangi dasturni yuklash orqali o'zgartirish imkonini beradi - bu o'nlab mikrosxemalar bilan yangi elektron qurilma yasashdan ko'ra ancha sodda va arzonroqdir...
Zamonaviy PLC modemining blok diagrammasi
Ushbu turdagi aloqaning afzalliklari va kamchiliklari
Ushbu turdagi aloqaning afzalligi mavjud simli elektr uzatish liniyasini birgalikda ishlatishdir. Ya'ni, aloqa liniyasini o'rnatishning hojati yo'q va deyarli har qanday xonada chiqish joyi mavjud.
Kamchiliklarga qurilmaning texnik murakkabligi ham, 100-300 metrdan ortiq masofalarga ma'lumotlarni uzatishda past tezlik kiradi.
Shuni ham unutmangki, ushbu aloqa kanali faqat tarmoqning bir xil fazasiga ulangan qurilmalar o'rtasida va faqat bitta transformator podstansiyasida tashkil etilishi mumkin - yuqori chastotali signallar elektr podstansiyasining transformator sariqlari orqali o'tolmaydi.
Printsipial jihatdan oxirgi cheklov yuqori chastotali signallarning passiv yoki faol takrorlagichlaridan foydalanish orqali qisman olib tashlanadi. Ular signallarni boshqa fazaga uzatish uchun ham, signallarni boshqa transformator liniyasiga uzatish uchun ham ishlatiladi.
Aloqa kanalini amalga oshirishning texnik qiyinchiliklari
Elektr tarmog'i orqali ishonchli aloqa kanalini tashkil qilish - bu ahamiyatsiz vazifadir. Gap shundaki, tarmoq parametrlari doimiy emas, ular kunning vaqtiga qarab o'zgaradi: tarmoqqa ulangan qurilmalar soni, ularning turi va quvvat o'zgarishi. Sobiq SSSR mamlakatlari elektr tarmoqlarining yana bir salbiy xususiyati bu "gegemonlik" - butun mahallalarni quvvat bilan ta'minlaydigan kuchli transformator podstansiyalari! Shunga ko'ra, yuzlab abonentlar transformatorning bir fazasiga ulangan va ularning har biri o'z kvartirasida juda ko'p turli xil qurilmalarga ega. Bu ikkala transformator quvvat manbalari va kommutatsiya quvvat manbalari bo'lgan qurilmalar. Ikkinchisi ko'pincha elektromagnit nurlanish nuqtai nazaridan buzilishlar bilan amalga oshiriladi - shovqin, bu binoning va ayniqsa, shaharning elektr tarmog'ida juda yuqori darajadagi shovqinlarni keltirib chiqaradi.
Ko'pgina mamlakatlarda binolarni quvvatlantirish uchun ixcham transformator qurilmalari qo'llaniladi. Bunday transformatorlardan biri 3 dan 7 tagacha kvartira yoki uyni quvvatlantiradi. Binobarin, abonentlarga yetkazib berilayotgan elektr energiyasi sifati bizning elektr tarmoqlarimizga qaraganda ancha yuqori. Bundan tashqari, fazali sim va neytral o'rtasidagi qarshilik yuqoriroq. Bu omillarning barchasi bizga kvartira yoki bino bo'ylab ma'lumotlarni uzatish uchun bizning sharoitimizga qaraganda yaxshiroq sharoitlar yaratishga imkon beradi.
Tarmoqqa ulangan ko'p sonli qurilmalar fazali sim va nol o'rtasida past qarshilikka olib keladi, u 1-3 ohm, ba'zan esa kamroq bo'lishi mumkin; Bunday past qarshilikli yukni "chayqash" juda qiyin ekanligiga rozi bo'ling. Bunga qo'shimcha ravishda, tarmoqlarning maydoni juda katta ekanligini unutmang, shuning uchun ular katta sig'im va indüktansa ega. Bu omillarning barchasi bunday aloqa kanalini qurish printsipini aniqlaydi: transmitterning kuchli chiqishi va qabul qiluvchining yuqori sezgirligi. Shuning uchun yuqori chastotali signallardan foydalaniladi: tarmoq yuqori chastotalar uchun ko'proq qarshilikka ega.
Umuman olganda ham, binolar ichida ham elektr tarmoqlarining yomon ahvoli ham muammodir. Ikkinchisi ko'pincha buzilishlar bilan amalga oshiriladi va hatto minimal talab ham buziladi: asosiy chiziq xonalarga chiqadigan ta'minot liniyalariga qaraganda qalinroq sim bilan amalga oshiriladi. Elektrchilar "faza-nol pastadir qarshiligi" kabi parametrni bilishadi. Uning ma'nosi oddiy munosabatlarga to'g'ri keladi: elektr podstansiyasiga qanchalik yaqin bo'lsa, simlar qanchalik qalin bo'lishi kerak, ya'ni o'tkazgichlarning kesimi kattaroq bo'lishi kerak.
Agar simlarning kesimi noto'g'ri tanlangan bo'lsa, asosiy chiziqni yotqizish "bu sodir bo'lganidek" amalga oshiriladi, keyin chiziq qarshiligi yuqori chastotali signallarni susaytiradi. Vaziyatni qabul qiluvchining sezgirligini oshirish yoki uzatuvchi kuchini oshirish orqali tuzatish mumkin. Birinchisi ham, ikkinchisi ham muammoli. Birinchidan, aloqa liniyasida shovqin mavjud, shuning uchun qabul qiluvchining shovqin darajasiga sezgirligini oshirish signalni qabul qilish ishonchliligini oshirmaydi. Transmitter quvvatini oshirish boshqa qurilmalarga xalaqit berishi mumkin, shuning uchun ham bu panatseya emas.
Umumiy standartlar. Standart X10
Elektr tarmog'i orqali buyruqlarni uzatishning eng mashhur standarti X10 hisoblanadi. Ushbu standart uzoq vaqt oldin, 1975 yilda Pico Electronics Shotlandiya kompaniyasi tomonidan ishlab chiqilgan. Ma'lumotlar chastotasi 120 kHz va davomiyligi 1 ms bo'lgan impulslar portlashi yordamida uzatiladi. Ular o'zgaruvchan tok noldan o'tgan moment bilan sinxronlashtiriladi. Nol kesishmasiga bir bit ma'lumot uzatiladi. Qabul qilgich bunday signalni 200 mks kutadi. Oynada flesh pulsning mavjudligi mantiqiy "bir", uning yo'qligi mantiqiy "nol" degan ma'noni anglatadi. Bitlar ikki marta uzatiladi: birinchi marta to'g'ridan-to'g'ri shaklda, ikkinchi marta teskari. Odatda, modullar alohida qurilmalar sifatida amalga oshiriladi, ammo endi ular turli komponentlar asosida emas, balki mikrokontroller yordamida tobora ko'proq amalga oshirilmoqda. Bu qabul qilgichning o'lchamini kamaytiradi, bu esa aqlli uskunani hatto lampochkaning rozetkasiga yoki eshik qo'ng'irog'iga o'rnatishga imkon beradi.
Yuqorida aytib o'tilganidek, yuqori chastotali signal transformator podstansiyasi va fazadan tashqariga tarqala olmaydi. Shuning uchun aloqani boshqa fazada qabul qilish uchun faol repetitorlar ishlatiladi. Ammo shuni hisobga olish kerakki, qabul qiluvchi signalni faqat ma'lum vaqtlarda tinglaydi. Shuning uchun ular parametrlari o'zgartirilgan yoki "aqlli" qabul qiluvchilardan foydalanadilar
Ushbu aloqa standartining ijobiy va salbiy tomonlari mavjud. Birinchidan, u uni uzoq vaqt oldin ishlab chiqqan, o'sha paytda mikrokontrollerlar yo'q edi va barcha sxemalar ko'plab komponentlardan foydalangan holda analog edi. Shuning uchun aloqa protokoli juda past tezlikda: bir tarmoq davrida bir bitdan ortiq uzatilmaydi. Gap shundaki, bit ikki marta uzatiladi: birinchi yarim tsiklda u to'g'ridan-to'g'ri shaklda, ikkinchi yarim tsiklda esa teskari shaklda uzatiladi. Ikkinchidan, ba'zi buyruqlar guruhlarga yuboriladi. Bu aloqa vaqtini yanada oshiradi.
Ushbu protokolning yana bir muhim kamchiligi - bu qurilma tomonidan qabul qilingan buyruqni tasdiqlashning yo'qligi. Ya'ni, buyruq yuborganimizdan so'ng, biz uning oluvchiga kafolatlangan yetkazib berilishiga ishonch hosil qila olmaymiz. Bu ham ushbu standartning tarqalishiga yordam bermaydi.
O'z tajribasi. G'ildirakni qayta ixtiro qilish
Elektr tarmog'i orqali buyruqlarni uzatishga imkon beruvchi ko'plab tayyor qurilmalarni real sharoitda sinab ko'rib, men umidsizlikka uchragan xulosaga keldim: uyda, cheklangan byudjet bilan, maxsus qurilmalarsiz va (yashirish uchun nima bor?) bilimsiz, u shunday bo'ladi. zukko narsa ixtiro qilish mumkin emas. Lekin hech narsa va hech narsa sizga o'zingizning maxsus sharoitingizda o'zingiz uchun chiroyli hunarmandchilik qilishingizga to'sqinlik qilmaydi. Bu shuningdek, bunday mahsulotni qo'llash doirasini, buyruqlar uzatilishi kerak bo'lgan masofalarni, shuningdek, bunday qurilmaning funksionalligini anglatadi.
Keling, loyihamiz uchun qandaydir texnik spetsifikatsiya shaklida ba'zi rasmiyatchiliklarni bajaraylik:
- qurilma elektr tarmog'i simlari orqali ma'lumotlarni uzatishi kerak;
- ma'lumotlar joriy "pauzalar" vaqtida, ya'ni tarmoq kuchlanishi minimal bo'lganda uzatilishi kerak;
- aloqa kanalining ishonchliligi apparatda ham (qabul qilish punktida signalning optimal darajasi) ham, dasturiy ta'minotda ham ta'minlanadi (ma'lumotlar qabul qilingan ma'lumotlarning shikastlanishini aniqlash uchun nazorat summasi bilan uzatiladi, buyruqlar bir necha marta uzatiladi, qabul qilish fakti qabul qiluvchi qurilmaning buyrug'i xost qurilmasiga mos keladigan signalni yuborish orqali tasdiqlanadi);
- Biz tarmoqdagi qurilmalar o'rtasida ma'lumot almashish protokollarini ham, modulyatsiya turini ham kerakli darajada soddalashtiramiz. Faraz qilaylik, ma'lumotlarning bir biti 1 millisekundda uzatiladi. Birlik ushbu davomiylik impulslarining portlashi shaklida uzatiladi va u yo'q bo'lganda nol uzatiladi;
- tarmoqda barcha qurilmalar signallarni tinglaydi, lekin faqat bunday buyruq yuborilgan qurilma qabul qilingan buyruqni bajaradi. Ya'ni, har bir qurilma o'z shaxsiy manziliga ega - raqam.
Bunday qurilmalarning ijro etuvchi qismining sxemasi o'zi boshqacha bo'lishi mumkin. Bizni qabul qiluvchi va uzatuvchi qismlarning sxemasi qiziqtiradi.
Rasmda elektr tarmog'i orqali buyruqlarni uzatuvchi haqiqiy qurilmaning diagrammasi ko'rsatilgan. Qurilmaning ijro etuvchi qismi chiroqning yorqinligini nazorat qiladi, ya'ni u dimmerdir.
Keling, diagrammani batafsil ko'rib chiqaylik. Transformator T1 va diodli ko'prik D1-D4 qurilmani quvvat bilan ta'minlaydi. R8\R11 tugunlari, D6 diodi va tranzistor Q1 elektr tarmog'idagi minimal kuchlanishni (chastota 100 Gts) ko'rsatuvchi signalni formatlashni ta'minlaydi. S1-S3 tugmalari dimmerning ishlashini mahalliy nazorat qilish uchun ishlatiladi: ular chiroqning yorqinligini o'zgartiradi, bu parametrni sukut bo'yicha saqlashga imkon beradi, shuningdek, chiroqning ko'tarilish va tushish vaqtini. LED dimmer ish rejimlarini va signallarning qabul qilinishini ko'rsatadi. Qolgan LEDlar chiroqning yorqinligini va yorug'likning o'zgarishi vaqtini ko'rsatadi.
R11 va R12 rezistorlari kuchlanish bo'luvchisini tashkil qiladi va qurilmaning qabul qiluvchi qismining "sezuvchanligini" o'rnatish uchun ishlatiladi. Ushbu rezistorlarning qarshilik nisbatlarini o'zgartirib, siz qurilmaning shovqinga ham, foydali signalga ham javob berishiga ta'sir qilishingiz mumkin.
T2 aloqa transformatori qurilmaning qabul qiluvchi va uzatuvchi qismlarini galvanik izolyatsiya qilish uchun ishlatiladi, shuningdek, binoning elektr tarmog'iga yuqori chastotali signallarni uzatadi.
Uzatuvchi qism Q2 tranzistoridan va T2 transformatorining o'rashlaridan biri hisoblanadi. D5 zener diodasiga e'tibor bering - bu tarmoqdagi qisqa muddatli yuqori kuchlanishli shovqin paytida tranzistorlar birikmasini buzilishdan himoya qiladi.
Qabul qiluvchi qism biroz murakkabroq: transformator T2 o'rashlaridan biri L1\C2 parallel tebranish zanjiri bilan birgalikda qabul qilish yo'lining murakkab sxemasini tashkil qiladi. D8 va D9 diodlari mikrokontrollerning kirishini kuchlanish chegarasidan himoya qiladi. Ushbu diodlar tufayli kuchlanish besleme zo'riqishida (bizning holatda 5 volt) qiymatidan oshmasligi va minus 0,3-0,5 voltdan past bo'lishi mumkin emas.
Signallarni qabul qilish jarayoni quyidagicha amalga oshiriladi. So'rov tugmalari va displey bilan ishlash hech qanday maxsus xususiyatlarga ega emas. Shuning uchun men ularning ishlarini tasvirlamayman.
Qabul qiluvchi pastki dastur joriy nol o'tish signalini kutadi. Ushbu hodisa ro'y bergandan so'ng, taxminan 250 mikrosekund davom etadigan analog taqqoslash so'rovi jarayoni boshlanadi. Agar signallar olinmagan bo'lsa, u holda pastki dastur o'z ishini boshidan boshlaydi.
Har qanday signal qabul qilinganda (taqqoslashchi o'z chiqishida mantiqiy signalni chiqardi), qabul qilingan signalni tahlil qilish tartibi ishga tushiriladi: ma'lum vaqt davomida taqqoslash uzoq signal mavjudligi uchun so'rov qilinadi. Qabul qilingan signal kerakli davomiylikka ega bo'lsa, qabul qilingan signal ishonchli hisoblanadi. Shundan so'ng, masofaviy qurilma tomonidan uzatiladigan ma'lumotlarning kerakli miqdordagi bitlarini olish tartibi boshlanadi.
Barcha ma'lumotlarni olgandan so'ng, u xuddi shu posilkada qabul qilingan nazorat summasiga mos keladimi yoki yo'qligini tekshirish uchun tahlil qilinadi. Agar ma'lumotlar ishonchli qabul qilinsa, u holda buyruq haqiqiy deb tan olinadi va bajariladi. Aks holda, olingan ma'lumotlar e'tiborga olinmaydi va dastur yana bajariladi.
Signallarni tarmoqqa uzatish jarayoni ham to'liq mikrokontroller tomonidan amalga oshiriladi. Agar ma'lumotlarni uzatish zarur bo'lsa, pastki dastur boshlang'ich holatini kutadi: joriy nol o'tish signalini qabul qilish. Ushbu signalni olgandan so'ng, 80-100 mikrosekundlik pauza saqlanadi, shundan so'ng kerakli chastota va davomiylikdagi impulslar paketi elektr tarmog'iga uzatiladi. Yuqori chastotali signallar C1 yuqori voltli kondansatkichning kichik sig'imi orqali tarmoqqa deyarli yo'qotishlarsiz o'tadi. Kerakli chastotali portlashlar ushbu mikrokontrolörda mavjud bo'lgan apparat PWM generatori yordamida yaratiladi. Tajribalar ko'rsatganidek, signalni uzatishning eng maqbul chastotasi 90-120 kHz oralig'ida joylashgan. Ushbu chastotalar Rossiyada ham, Evropada ham tegishli nazorat organlarida ro'yxatdan o'tmasdan foydalanishga ruxsat etiladi. (CENELEC standarti)
Va endi eng tez-tez so'raladigan savolga javob: bunday qurilmalar o'rtasidagi aloqa diapazoni qanday? Javob oddiy: aloqa diapazoni ko'plab omillarga ta'sir qiladi: elektr uzatish liniyalarining sifati, "burilishlar" va o'rnatish qutilarining mavjudligi, yuk turi va uning kuchi...
Amaliyotdan: kichik shaharda, 30-50 ta xususiy uyni ta'minlaydigan elektr uzatish liniyasida, ertalab va kunduzi (kamroq elektr jihozlari ishlatilsa), aloqa diapazoni yuzta katta shaharga qaraganda ancha yuqori. bir xil bosqichdagi kvartiralar.
Men ikkinchi umumiy savolga ham javob beraman: aloqa doirasini qanday oshirish mumkin? Buning uchun siz elektr tarmog'iga uzatiladigan signalning kuchini oshirishingiz, shuningdek, qurilmaning qabul qiluvchi qismini yaxshilashingiz mumkin.
Quvvat kuchaytirgichi umumiy TDA2030 yoki TDA2003 mikrosxemasi yordamida amalga oshirilishi mumkin (ishlab chiqaruvchi tomonidan e'lon qilingan parametrlar boshqacha bo'lsa-da, ular yaxshi ishlaydi).
Qabul qiluvchi qismni o'zgartirish qiyinroq:
- kirish kuchaytirgichi va AGC qo'shing;
- qurilmaning kirish qismida tor tarmoqli filtrlarni qo'shing. Eng oddiy yechim bu: kerakli chastotaga sozlangan ketma-ket sxema.
Generator - mexanik aylanish energiyasini o'zgaruvchan tok energiyasiga aylantiradigan elektr mashinasi. Jeneratör sariqlari tomonidan ishlab chiqarilgan o'zgaruvchan tok diodlar tomonidan to'g'rilanadi va qayiq batareyalarini zaryad qiladi. Voltaj regulyatori generatordan chiqishda doimiy kuchlanishni ushlab turadi va uch bosqichli zaryadlash uchun tashqi yoki shunt regulyatori o'rnatiladi. Busiz, qayiq motor generatoridan chuqur zaryadsizlangan batareyalarni tez zaryadlash mumkin emas.
Eng oddiy generator
Eng oddiy generator - uning atrofida sim bilan o'ralgan metall novda. Agar doimiy magnit novda ostiga o'tkazilsa, novda turli yo'nalishlarda magnitlanadi va simda paydo bo'ladigan o'zgaruvchan magnit maydon o'zgaruvchan qutbli oqim impulslarini keltirib chiqaradi.
Supero'tkazuvchilarda paydo bo'ladigan oqim magnit maydonning kuchiga, magnitning harakat tezligiga va novda atrofidagi simlarning aylanish soniga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Agar magnitning translatsiya harakati aylanma bilan almashtirilsa va oqim paydo bo'ladigan bobinlar aylana ichiga joylashtirilsa, generator odatdagi ko'rinishga ega bo'ladi. Biroq, bunday generatorda oqimni faqat vosita tezligi bilan tartibga solish mumkin bo'ladi va bu juda noqulay. 
Voltaj regulyatori qayiq motorida qanday ishlaydi?
Haqiqiy generator magnitning kuchini o'zgartirish orqali boshqariladi. Buning uchun doimiy elektromagnit o'rniga elektromagnit ishlatiladi, uning temir yadrosida magnit maydon to'plangan bo'lib, bobin orqali o'tadigan oqim tomonidan yaratilgan. Magnit maydonning kuchi qo'zg'atuvchi bobindagi oqimga mutanosibdir, shuning uchun bobindagi oqimning o'zgarishi generatorning kuchini oshiradi yoki kamaytiradi. Jeneratorning qo'zg'alish oqimi va quvvatini boshqaradigan qurilma kuchlanish regulyatori deb ataladi. 
Elektromexanik regulyatorlar bu turdagi birinchi qurilmalardir. Qo'zg'alish oqimi F nuqtasiga nisbatan aylanadigan va "Ateşleme" va "Tuproq" nuqtalarini yopadigan o'rni tutqichi orqali oqadi. "Ateşleme" dvigatelni yoqish tugmasi orqali batareyaning musbat terminaliga ulanadi. Sozlash kamoni o'rni dastagini Ateşleme kontaktiga qarshi ushlab turadi.
Batareya zo'riqishida past bo'lsa, qo'zg'alish oqimi maksimal bo'ladi va generator maksimal oqim hosil qiladi. Batareyaning kuchlanishi belgilangan qiymatga (13,8 dan 14,2 voltgacha) ko'tarilganda, o'rni bobini orqali o't o'chirishdan erga oqadigan oqim kuchayadi, o'rni ishlaydi, qo'lni pastga suradi va kontaktni ochadi. Qo'zg'alish oqimi nolga tushadi, generatordan chiqish nolga tushadi, batareyaning kuchlanishi pasayadi va o'rni kontaktni yopadi. Jarayon yana qaytadan boshlanadi.
Batareyadagi kuchlanish qanchalik baland bo'lsa, kontakt shunchalik uzoqroq bo'ladi. Jeneratorning chiqishi soniyada yuzlab marta maksimal va nol o'rtasida o'zgarib turadi, oqim nolga moyil bo'lganda o'rtacha kuchlanishni doimiy ushlab turadi (qo'shimcha ravishda ulangan yuk tomonidan tortilgan oqim). Elektromexanik regulyatordagi batareyani zaryadlash kuchlanishi bahor kuchlanishi bilan o'rnatiladi.
Elektron voltaj regulyatorining ishlash printsipi shunga o'xshash. Agar batareyadagi kuchlanish past bo'lsa, u holda tranzistor 1 bazasidagi kuchlanish past bo'ladi va u o'chiriladi. Bu holatda tranzistor 1 tranzistor 2 asosi va tuproq o'rtasida yuqori qarshilik vazifasini bajaradi, shuning uchun tranzistor 2 bazasida kuchlanish yuqori va u yoqiladi. Transistor 3 tranzistor 2 ning kollektor-emitter oqimini yigirma marta yoki undan ko'proq kuchaytiradi, bu esa qo'zg'alish bobinida yuqori oqim va generatorning maksimal chiqish oqimini keltirib chiqaradi.
Batareya zo'riqishida ko'tarilgach, tranzistor 1 yoqiladi. Transistor 2 asosi va tuproq o'rtasidagi qarshilik pasayadi va tranzistorlar 2 va 3 o'chadi, qo'zg'alish bobinidagi oqim oqimini to'xtatadi. Qo'zg'alish oqimi bo'lmasa, generator oqim ishlab chiqarishni to'xtatadi.
Transistorlar soniyada yuzlab marta yoqiladi va o'chadi. O'rtacha qo'zg'alish oqimi va generatorning chiqish oqimi tizimning qancha vaqt yoqilgan va o'chirilgan holatiga bog'liq.
Nima uchun sizga shunt kuchlanish regulyatori kerak?
Standart tashqi generator voltaj regulyatorlari avtomobil uslubidagi regulyatorlar bo'lib, ular quyidagi sharoitlarda yaxshi ishlaydi:
- batareya yupqa plitalari bo'lgan boshlang'ich batareyadir
- Batareya deyarli har doim to'liq zaryadlangan
- Regulyator va batareya o'rtasidagi harorat farqi kichik
- Batareya va generator o'rtasidagi kuchlanish pasayishi 0,1 voltdan kam
Avtomobillarda dvigatelni ishga tushirishda akkumulyator batareyasi 5-10% zaryadsizlanadi, shundan so'ng bo'sh turganda ham generator quvvati barcha iste'molchilarni quvvatlantirish va batareyani qayta zaryadlash uchun etarli. Boshlang'ich batareyasi sezilarli darajada zaryadsizlanganligi sababli, uni zaryad qilish ko'p vaqt talab qilmaydi va tortishish batareyalari uchun zarur bo'lgan ikkinchi zaryadlash bosqichi keraksiz bo'ladi.
Tashqi dvigatel kuchlanish regulyatorlari maksimal oqim chegarasi va 13,8 - 14,2 volt kuchlanishli zaryadlovchi qurilmalardir. Ammo 13,8 voltli kuchlanish chuqur zaryadsizlangan batareyalar uchun texnik zaryadlash bosqichining tavsiya etilgan kuchlanishidan yuqori va 14,2 kuchlanish to'yinganlik bosqichining kuchlanishidan past.
Standart regulyatorga ega generator hech qachon chuqur zaryadsizlangan akkumulyatorni to'liq zaryad qilmaydi, faqat batareyaga uzoq vaqt ulangan bo'lsa, uni ortiqcha zaryad qiladi va shikastlaydi.
Tashqi voltaj regulyatorlari nima qila oladi
Sterling Power tomonidan ishlab chiqarilgan suv o'tkazmaydigan kuchlanish regulyatori. Maksimal generator oqimi 120 A. Voltaj regulyatori har qanday tashqi motorlar uchun mos keladi - Honda, Suzuki, Yamaha va boshqalar. Aqlli qayiq motorining kuchlanish regulyatori tortish qayiq batareyalarining zaryadlanishini nazorat qiladi. U uch bosqichda zaryadlanadi, ular to'yinganlik, yutilish va texnik zaryadlash bosqichi deb ataladi.
Chuqur zaryadsizlangan batareyani zaryad qilishning uch bosqichida kuchlanish va oqim grafiklari. Zaryadlash batareyaning kuchlanishi 12,8 voltdan pastga tushganda sodir bo'ladi To'yinganlik bosqichida, to'g'ridan-to'g'ri oqim bilan zaryad olayotganda, batareya tezda nominal quvvatining 75-80% ni oladi va uning terminallaridagi kuchlanish 14,4-14,8 voltgacha (turiga qarab) ko'tariladi. Ayni paytda regulyator assimilyatsiya bosqichiga o'tadi. Ushbu bosqichda zaryadlash sekinroq sodir bo'ladi va zaryadlash oqimi batareyaning joriy holatiga mos kelishi uchun asta-sekin kamayadi. Oqim quvvatining 1-2% gacha tushgandan so'ng, zaryadlash tugallanadi va regulyator texnik zaryadlash rejimiga o'tadi, bu vaqt davomida batareyadagi kuchlanishni nazorat qiladi va kuchlanish 13 voltdan pastga tushsa, qayta zaryadlanadi.
- Zaryadlash vaqtida batareyaga zarar yetkazmaslik uchun tashqi voltaj regulyatorlari o'rnatilgan termal sensorlar bilan jihozlangan. Batareya harorati 50 darajaga ko'tarilsa, zaryadlash to'xtaydi.
- Har xil turdagi va o'lchamdagi batareyalar har xil zaryadlash egri chiziqlari va turli kuchlanish va oqim qiymatlarini talab qiladi, shuning uchun aqlli regulyatorlar suyuq kislota, AGM va jel batareyalarini zaryad qilish uchun oldindan o'rnatilgan rejimlarga ega.
- Tashqi kuchlanish regulyatori standartga parallel ravishda tashqi dvigatelga o'rnatilgan bo'lib, u aqlli regulyator ishlamay qolganda ishga tushadi.
Shunt regulyatorlarining kamchiliklari
Aqlli regulyatorlar barcha turdagi qayiq generatorlari va batareyalari uchun mos bo'lsa-da, avvalgi elektr bilimi bo'lmaganlar uchun o'rnatish qiyin bo'lib tuyulishi mumkin. Ba'zi hollarda regulyatorni ulash uchun siz ishlatiladigan generator turini aniqlashingiz va uni dvigateldan olib tashlashingiz kerak bo'ladi. Bunga qo'shimcha ravishda, ularning kafolatlarini buzmaslik uchun yangi tashqi dvigatellarga shunt kuchlanish regulyatorlarini o'rnatish tavsiya etilmaydi.
120 amper (12 volt)gacha bo'lgan sterling quvvatli alternator zaryadlovchi qurilmasi batareyani chuqur zaryadlash va bir nechta batareya ulanishlarini besh baravar tezroq qilish imkonini beradi. Agar siz qayiq motori generatori bilan ishlaydigan bortdan foydalansangiz, o'rnatishdagi qiyinchiliklar va kafolat muammolaridan qochishingiz mumkin. Shuningdek, ular akkumulyatorlarni uch bosqichda zaryad qiladilar, 400 A gacha bo'lgan generatorlar bilan ishlaydi va 12, 24 yoki 36 volt kuchlanish ishlab chiqaradi. Kuchli modellarda bir nechta batareyalarni ulash uchun o'rnatilgan split diodlar mavjud.
Suv o'tkazmaydigan zaryadlovchi Sterling Power BBW 1212. 25 ampergacha zaryadlash oqimi. Qayiq motor generatori tomonidan quvvatlanadi. Starter akkumulyatoriga ulanadi va u to'liq zaryadlangandan keyingina ishlay boshlaydi Savol bering,
va qayiq yoki yaxta uchun tashqi elektr motorlar, batareyalar yoki zaryadlovchi qurilmalar bo'yicha maslahat oling
