تنظیم کننده ولتاژ بدون بای پس. تنظیم کننده شنت فعال چرا به یک تنظیم کننده ولتاژ شنت نیاز دارید؟
امروزه مبدل های پالسی AC-DC جایگاه پیشرو در میان آنالوگ ها دارند. محبوب ترین توپولوژی برای تبدیل پالس توپولوژی فلای بک است. یکی دیگر از دلایل محبوبیت آن، روش نسبتاً ساده و ارزان برای ساخت منبع تغذیه چند کاناله است که با افزودن سیم پیچ های ثانویه اضافی به ترانسفورماتور به دست می آید.
به طور معمول، بازخورد از خروجی گرفته می شود که به دقیق ترین تحمل خروجی نیاز دارد. سپس این خروجی نسبت ولتاژ را برای سایر سیم پیچ های ثانویه تعیین می کند. با این حال، به دلیل اثر نشتی اندوکتانس، همیشه نمی توان به دقت لازم در تنظیم پارامترهای خروجی برای کانال های مختلف، به ویژه در مورد بار کوچک (یا اصلاً بدون بار) روی کانال اصلی و بار کامل کانال های ثانویه
برای تثبیت خروجی کانال های ثانویه می توان از پست رگولاتور و پیش لودر استفاده کرد. اما استفاده از آنها باعث افزایش هزینه نهایی و کاهش اثربخشی محصول می شود که باعث می شود از جذابیت آنها برای مصرف کنندگان کمتر شود. این مشکل به‌ویژه به دلیل روند سخت‌تر شدن استانداردها برای منابع تغذیه که بدون بار یا در حالت آماده به کار کار می‌کنند، حادتر است.
راه حل ارائه شده در تصویر 1 "Active Shunt Regulator" نامیده می شود و به شما امکان می دهد تا پارامترهای مطابق با استانداردهای ورودی را با حفظ بودجه قابل قبول برای دستگاه نهایی بدست آورید.
شکل 1. تنظیم کننده شنت فعال برای توپولوژی فلای بک چند کاناله
این طرح به شرح زیر عمل می کند. در حالی که خروجی ها در محدوده تنظیم هستند، تقسیم کننده ولتاژ R14 و R13 توسط ترانزیستور Q5 روشن می شود که Q4 و Q1 را خاموش می کند. هنگامی که جریان از طریق Q5 در این حالت عملیاتی عبور می کند، یک پیش بارگذاری جزئی در خروجی 5 ولت وجود دارد.
اختلاف ولتاژ اسمی بین خروجی 5 ولت و خروجی 3.7 ولت است وقتی بار روی خروجی 3.3 ولت شروع به افزایش مصرف جریان بدون افزایش متناظر در جریان خروجی 5 ولت می کند، ولتاژ خروجی 5 ولت افزایش می یابد. نسبت به خروجی 3.3 ولت B. لحظه ای که اختلاف ولتاژهای اسمی از 100 میلی ولت بیشتر شود، Q5 بسته می شود، این امر باعث باز شدن Q4 و Q1 می شود که به نوبه خود به جریان خروجی 5 ولت اجازه می دهد تا بار را در خروجی 3.3 ولت تغذیه کند. تفاوت در رانش ولتاژ
جریان عبوری از Q1 با اختلاف ولتاژ حاصل بین کانال های اصلی و ثانویه تعیین می شود و به شما این امکان را می دهد که نسبت ولتاژ اصلی را بدون توجه به بار، حتی زمانی که خروجی 3.3 است، حفظ کنید. 100٪ بارگذاری شده، 5 ولت بدون بار کار می کند. سازگاری Q5 و Q4 باعث حذف تغییر دما در پارامترها می شود، زیرا تغییر در VB-E یک ترانزیستور با تغییر در دیگری جبران می شود. دیودهای D8 و D9 مورد نیاز نیستند، اما اتلاف انرژی را در Q1 کاهش می دهند و نیاز به هیت سینک را از بین می برند.
از آنجایی که مدار فقط به تفاوت های نسبی بین دو ولتاژ پاسخ می دهد، در بار کامل و بار سبک تا حد زیادی غیر فعال است. از آنجایی که شنت از خروجی 5 ولت به خروجی 3.3 ولت متصل می شود، اتلاف توان اکتیو در مدار در مقایسه با رگولاتور شنت که به زمین متصل است، 66 درصد کاهش می یابد. در نتیجه، راندمان در بار کامل بالا باقی می ماند و مصرف برق در کل محدوده بار کم می ماند.
رگلاتورهای رله می توانند شنتینگ یا غیر شنت شونده باشند.
1) ساده ترین و ارزان ترین RR ها شنت RR ها هستند. اصل عملکرد آنها به این صورت است: هنگامی که دامنه ولتاژ تنظیم شده فراتر رود، فازهای ژنراتور به یکدیگر متصل می شوند (کوتاه می شوند) تا یک اتصال کوتاه ایجاد شود. به عبارتی ما ماشین می‌رانیم و مدام دریچه گاز را کامل نگه می‌داریم و نه با رها کردن گاز، بلکه با فشردن ترمز سرعت را تنظیم می‌کنیم. پوچ است نه؟ و این دقیقاً نحوه عملکرد رله-رگولاتور شنت است. طبیعتاً چنین بلوکی قابل اعتماد نیست. افزایش تولید گرما از خود واحد، سیم‌ها و کانکتورها اغلب منجر به ذوب، اتصال کوتاه و خرابی کل مدار می‌شود، از ژنراتور-رله-رگولاتور گرفته تا باتری و جعبه فیوز. برای چنین بلوکی، هرچه بار مصرف کنندگان بیشتر باشد، بهتر است. از آنجایی که در این مورد مدارهای شنت کمتر وارد عمل می شوند. و بالعکس، بدون مصرف کننده های متصل، تمام توان ژنراتور در مدار شنت تلف می شود که منجر به خرابی سریع واحد می شود. در زمانی که توان ژنراتور بسیار بیشتر از توان کل مصرف کنندگان است، مدارهای شنت دائما در حال کار هستند. در خروجی چنین رله تنظیم کننده، ولتاژ شکل دندانه اره ای دارد (مانند شکل) و آنطور که باید ثابت نیست. این ولتاژ باتری را بسیار کندتر شارژ می کند و حتی با افزایش دور موتور، نور نیز کم می شود. من فکر می کنم بسیاری از مردم این تصویر را مشاهده کرده اند - این یک تنظیم کننده رله شنت است. از مزایای چنین بلوکی می توان به هزینه کم و سهولت ساخت آن اشاره کرد. در اکثریت قریب به اتفاق مدارهای الکترونیکی این بلوک ها در اطراف انجمن ها سرگردان هستند. کارخانه ها اغلب چنین واحدهایی را روی ماشین های برفی با تجهیزات الکتریکی ترکیبی نصب می کنند، زمانی که دستگاه به طور همزمان دارای ولتاژ مستقیم و متناوب برای مصرف کنندگان مختلف باشد.
2) خب، نوع دوم RR شنت نیست. من مدار این بلوک ها را شرح نمی دهم، به سادگی می گویم که اصل تنظیم مبتنی بر خاموش کردن ولتاژ خروجی از RR در هنگام تجاوز از دامنه تنظیم شده است. وقتی ولتاژ به حالت عادی برمی گردد (کاهش می یابد)، روشن می شود و به همین ترتیب هزاران و حتی ده ها هزار بار در ثانیه. به این ترتیب، پایداری ولتاژ بالا به دست می آید که شکل آن به یک خط افقی یکنواخت تمایل دارد (شکل را ببینید). ژنراتور دقیقاً به همان میزانی که مصرف کنندگان نیاز دارند مصرف می کند. تولید گرما به طور قابل توجهی کمتر است، به این معنی که قابلیت اطمینان چنین واحدی بالاتر است. مزایای چنین بلوکی آشکار است.
در این مقاله روش‌های انتقال داده از طریق سیم‌های برق دستگاه بحث می‌شود. توجه ویژه ای به مشکلاتی می شود که باید توسط توسعه دهنده چنین وسایل ارتباطی حل شوند. نمونه هایی از اجرای قطعات گیرنده و فرستنده برای خطوط ارتباطی از طریق سیم های برق DC و همچنین اجرای یک کانال ارتباطی از طریق سیم های برق AC 220 ولت با فرکانس 50 هرتز آورده شده است. الگوریتم های معمولی برای عملکرد یک میکروکنترلر کنترل توضیح داده شده است.
کمی تاریخچه
ایده انتقال سیگنال های کنترل از طریق سیم های برق جدید نیست. در دهه 30 قرن گذشته، آزمایش های جسورانه ای برای انتقال چنین سیگنال هایی از طریق سیم های شبکه برق شهر انجام شد. نتایج به‌دست‌آمده چندان چشمگیر نبود، اما نباید فراموش کنیم که در آن روزها فناوری لامپ حاکم بود و پایه عنصر چندان متنوع نبود. علاوه بر تمام مشکلات فنی، موارد سازمانی اضافه شد: هیچ استاندارد واحدی وجود نداشت - هر توسعه دهنده همه چیز را برای خودش انجام داد: فرکانس ها و مدولاسیون های مختلف استفاده شد. همه اینها مانع از توسعه این صنعت ارتباطات شد.
اصل عملکرد دستگاه های فرستنده و گیرنده
اصل کار چنین دستگاه هایی انتقال سیگنال های فرکانس بالا از طریق سیم های برق DC یا AC است. در خطوط برق AC، سیگنال ها اغلب در لحظه ای که جریان AC از صفر عبور می کند، یعنی زمانی که ولتاژ برق وجود ندارد یا حداقل است، منتقل می شود. واقعیت این است که سطح تداخل در این لحظه حداقل است. در این حالت، سیگنالی که ما نیاز داریم به گونه‌ای که بین یک سری تداخل ارسال می‌شود.
انتقال سیگنال با فرکانس بالا از طریق شبکه جریان متناوب
ترانسفورماتور اغلب برای انتقال سیگنال با فرکانس بالا به شبکه برق استفاده می شود. قسمت دریافت کننده معمولاً از یک ترانسفورماتور ارتباطی و یک مدار تشکیل شده است که سیگنال های فرکانس بالا لازم بر روی آن جدا می شوند.
روش انتقال سیگنال های فرکانس بالا به شبکه جریان متناوب
در مدارهای برق DC، از روش مشابهی برای انتقال سیگنال های فرکانس بالا استفاده می شود، اما اصل تولید چنین سیگنالی متفاوت است: یک سوئیچ قدرتمند (ترانزیستور) با انتقال آن به طور خلاصه شبکه را دور می زند. کاهش جزئی در ولتاژ شبکه وجود دارد (شکل 3).
روشی برای تولید سیگنال های فرکانس بالا در شبکه های DC
یک آشکارساز حساس در سمت گیرنده نصب شده است که این افت ولتاژ را در خط تشخیص می دهد. سپس، این سیگنال‌ها به ورودی تقویت‌کننده با عملکرد AGC عرضه می‌شوند، پس از آن سیگنال‌های دریافتی به یک بلوک منطقی منتقل می‌شوند، که می‌تواند روی ریزمدارهای ادغام مقیاس کوچک یا روی یک میکروکنترلر جهانی یا یک میکرو مدار تخصصی پیاده‌سازی شود. شامل تمامی اجزای فوق می باشد. اخیراً میکروکنترلرها به دلیل قیمت پایین و قابلیت های بسیار زیاد برای چنین کارهایی به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند. علاوه بر این، استفاده از دستگاه های قابل برنامه ریزی به شما امکان می دهد با بارگذاری یک برنامه جدید در آنها، هدف چنین دستگاه هایی را تغییر دهید - این بسیار ساده تر و ارزان تر از ساخت یک دستگاه الکترونیکی جدید با ده ها ریز مدار است.
بلوک دیاگرام یک مودم مدرن PLC
مزایا و معایب این نوع ارتباط
مزیت این نوع ارتباط اشتراک گذاری یک خط برق سیمی موجود است. یعنی نیازی به نصب خط ارتباطی نیست و تقریباً در هر اتاقی یک پریز وجود دارد.
از معایب آن می توان به پیچیدگی فنی دستگاه و سرعت کم هنگام انتقال داده در فواصل بیش از 100-300 متر اشاره کرد.
همچنین فراموش نکنید که این کانال ارتباطی فقط بین آن دسته از دستگاه هایی که به همان فاز شبکه و فقط در یک پست ترانسفورماتور متصل هستند سازماندهی می شود - سیگنال های فرکانس بالا نمی توانند از سیم پیچ های ترانسفورماتور پست الکتریکی عبور کنند.
در اصل، آخرین محدودیت تا حدی با استفاده از تکرار کننده های غیرفعال یا فعال سیگنال های فرکانس بالا حذف می شود. آنها هم برای انتقال سیگنال به فاز دیگر و هم برای انتقال سیگنال به خط یک ترانسفورماتور دیگر استفاده می شوند.
مشکلات فنی اجرای یک کانال ارتباطی
سازماندهی یک کانال ارتباطی قابل اعتماد بر روی یک شبکه برق یک کار غیر ضروری است. واقعیت این است که پارامترهای شبکه ثابت نیستند، بسته به زمان روز تغییر می کنند: تعداد دستگاه های متصل به شبکه، نوع و قدرت آنها تغییر می کند. یکی دیگر از ویژگی های منفی شبکه های الکتریکی کشورهای اتحاد جماهیر شوروی سابق "هژمونی" است - پست های ترانسفورماتور قدرتمند که کل محله ها را تغذیه می کند! بر این اساس صدها مشترک به یک فاز ترانسفورماتور متصل هستند و هر کدام از آنها تعداد زیادی دستگاه مختلف در آپارتمان خود دارند. این دو دستگاه دارای منبع تغذیه ترانسفورماتور و دستگاه های دارای منبع تغذیه سوئیچینگ هستند. دومی اغلب با تخلفات از نظر تابش الکترومغناطیسی - تداخل اجرا می شود که سطح بسیار بالایی از تداخل را در شبکه برق ساختمان و به طور خاص شهر ایجاد می کند.
در بسیاری از کشورها از دستگاه های ترانسفورماتور فشرده برای تامین برق ساختمان ها استفاده می شود. یکی از این ترانسفورماتورها از 3 تا 7 آپارتمان یا خانه قدرت می دهد. در نتیجه، کیفیت برق عرضه شده به مشترکان به طور قابل توجهی بالاتر از شبکه های برق ما است. همچنین مقاومت بین سیم فاز و نول بیشتر است. همه این عوامل به ما این امکان را می دهند که شرایط بهتری برای انتقال داده ها در یک آپارتمان یا ساختمان نسبت به شرایط خود داشته باشیم.
تعداد زیادی از دستگاه های متصل به شبکه منجر به مقاومت کم بین سیم فاز و صفر می شود که می تواند 1-3 اهم باشد و گاهی اوقات حتی کمتر. موافق باشید که "نوسان کردن" چنین بار با مقاومت کم بسیار دشوار است. علاوه بر این، فراموش نکنید که شبکه ها از نظر مساحت بسیار بزرگ هستند، بنابراین ظرفیت و اندوکتانس زیادی دارند. همه این عوامل اصل ساخت چنین کانال ارتباطی را تعیین می کند: خروجی قدرتمند فرستنده و حساسیت بالای گیرنده. به همین دلیل است که از سیگنال های فرکانس بالا استفاده می شود: شبکه مقاومت بیشتری برای فرکانس های بالا دارد.
مشکل کمتری نیست، وضعیت نامناسب شبکه های برق، چه به طور کلی و چه در داخل ساختمان ها. مورد دوم اغلب با تخلف انجام می شود و حتی حداقل نیاز نقض می شود: خط اصلی با سیم ضخیم تر از خطوط عرضه خروجی به اتاق ها ساخته شده است. برقکارها پارامتری را به عنوان "مقاومت حلقه فاز صفر" می شناسند. معنای آن به یک رابطه ساده می رسد: هر چه به پست برق نزدیکتر باشد، سیم ها باید ضخیم تر باشند، یعنی سطح مقطع هادی ها باید بزرگتر باشد.
اگر سطح مقطع سیم ها به اشتباه انتخاب شود، تخمگذار خط اصلی "همانطور که اتفاق می افتد" انجام می شود، سپس مقاومت خط سیگنال های فرکانس بالا را کاهش می دهد. این وضعیت را می توان با بهبود حساسیت گیرنده یا با افزایش قدرت فرستنده اصلاح کرد. اولی و دومی هر دو مشکل دارند. اولاً، تداخل در خط ارتباطی وجود دارد، بنابراین افزایش حساسیت گیرنده به سطح تداخل، قابلیت اطمینان دریافت سیگنال را افزایش نمی دهد. افزایش قدرت فرستنده ممکن است با دستگاه‌های دیگر تداخل داشته باشد، بنابراین نوشدارویی نیست.
استانداردهای رایج X10 استاندارد
معروف ترین استاندارد برای انتقال دستورات از طریق شبکه برق X10 است. این استاندارد مدت ها پیش، در سال 1975 توسط شرکت اسکاتلندی Pico Electronics توسعه یافت. داده ها با استفاده از یک انفجار پالس با فرکانس 120 کیلوهرتز و مدت زمان 1 میلی ثانیه منتقل می شوند. آنها با لحظه عبور جریان متناوب از صفر هماهنگ می شوند. یک بیت از اطلاعات در هر عبور از صفر منتقل می شود. گیرنده 200 میکرو ثانیه منتظر چنین سیگنالی است. وجود یک پالس فلاش در پنجره به معنای "یک" منطقی است، عدم وجود آن به معنای "صفر" منطقی است. بیت ها دو بار ارسال می شوند: بار اول به صورت مستقیم، بار دوم معکوس. به طور معمول، ماژول ها به عنوان دستگاه های جداگانه پیاده سازی می شوند، اما اکنون آنها به طور فزاینده ای نه بر اساس اجزای مختلف، بلکه با استفاده از یک میکروکنترلر پیاده سازی می شوند. این امر اندازه گیرنده را کاهش می دهد و به سخت افزار هوشمند اجازه می دهد حتی در سوکت لامپ یا زنگ در تعبیه شود.
همانطور که قبلا ذکر شد، یک سیگنال فرکانس بالا نمی تواند فراتر از پست ترانسفورماتور و فاز منتشر شود. بنابراین برای دریافت ارتباط در فاز دیگر از تکرار کننده های به اصطلاح فعال استفاده می شود. اما باید در نظر داشت که گیرنده فقط در زمان های خاصی به سیگنال گوش می دهد. بنابراین، آنها از گیرنده های "هوشمند" با پارامترهای تغییر یافته استفاده می کنند
این استاندارد ارتباطی هم مزایا و هم معایب دارد. اولاً او مدتها پیش آن را توسعه داد، در آن زمان هیچ میکروکنترلری وجود نداشت و تمام مدارها آنالوگ بودند و از اجزای متعددی استفاده می کردند. بنابراین، پروتکل ارتباطی بسیار کم سرعت است: بیش از یک بیت در یک دوره شبکه منتقل نمی شود. واقعیت این است که بیت دو بار منتقل می شود: در نیمه چرخه اول به صورت مستقیم و در نیمه چرخه دوم - برعکس. ثانیاً برخی از دستورات به صورت گروهی ارسال می شوند. این امر زمان ارتباط را بیشتر افزایش می دهد.
یکی دیگر از معایب قابل توجه این پروتکل عدم تایید دریافت فرمان توسط دستگاه است. یعنی با ارسال یک فرمان نمی توانیم از تحویل تضمینی آن به گیرنده مطمئن باشیم. این نیز باعث گسترش این استاندارد نمی شود.
تجربه شخصی اختراع دوباره چرخ
با آزمایش در شرایط واقعی دستگاه های آماده متعددی که امکان انتقال دستورات را از طریق شبکه برق فراهم می کنند، به یک نتیجه ناامید کننده رسیدم: در خانه، با بودجه محدود، بدون دستگاه های تخصصی و (چه چیزی برای پنهان کردن وجود دارد؟) دانش، این کار را انجام خواهد داد. نمی توان چیزی مبتکرانه اختراع کرد. اما هیچ چیز و هیچ چیز شما را از ساختن یک کاردستی زیبا در شرایط خاص خود باز نمی دارد. این همچنین به معنای دامنه کاربرد چنین محصولی، فواصلی که دستورات باید از طریق آنها منتقل شوند و همچنین عملکرد چنین دستگاهی است.
بیایید برخی از تشریفات را در قالب نوعی مشخصات فنی برای پروژه خود تکمیل کنیم:
- دستگاه باید داده ها را از طریق سیم های شبکه برق انتقال دهد.
- داده ها باید در طول "مکث" فعلی منتقل شوند، یعنی زمانی که ولتاژ شبکه حداقل است.
- قابلیت اطمینان کانال ارتباطی هم از نظر سخت افزاری (سطح سیگنال بهینه در نقطه دریافت) و هم در نرم افزار تضمین می شود (داده ها با چک جمع برای تشخیص آسیب به داده های دریافتی منتقل می شوند، دستورات چندین بار ارسال می شوند، این واقعیت است که دستگاه گیرنده دریافت فرمان با ارسال یک سیگنال مربوطه به دستگاه میزبان تأیید می شود).
- ما پروتکل های تبادل داده بین دستگاه های موجود در شبکه و نوع مدولاسیون را تا حد مورد نیاز ساده می کنیم. فرض کنید یک بیت داده به مدت 1 میلی ثانیه ارسال می شود. یک واحد به صورت انفجاری از پالس های این مدت منتقل می شود و با نبود آن یک صفر منتقل می شود.
- در شبکه، همه دستگاه‌ها به سیگنال‌ها گوش می‌دهند، اما فقط دستگاهی که چنین دستوری به آن خطاب می‌شود، فرمان دریافتی را اجرا می‌کند. یعنی هر دستگاه آدرس - شماره جداگانه خود را دارد.
مدار خود قسمت اجرایی چنین دستگاه هایی ممکن است متفاوت باشد. ما علاقه مند به مدار قطعات گیرنده و فرستنده هستیم.
شکل یک نمودار از یک دستگاه واقعی را نشان می دهد که دستورات را از طریق یک شبکه برق منتقل می کند. قسمت اجرایی دستگاه، روشنایی لامپ را کنترل می کند، یعنی یک دیمر است.
بیایید نگاهی دقیق تر به نمودار بیندازیم. ترانسفورماتور T1 و پل دیودی D1-D4 برق دستگاه را تامین می کند. گره R8\R11، دیود D6 و ترانزیستور Q1 فرمت سیگنال را ارائه می دهند که نشان دهنده حداقل ولتاژ در شبکه قدرت (فرکانس 100 هرتز) است. دکمه های S1-S3 برای کنترل محلی عملکرد دیمر استفاده می شود: آنها روشنایی لامپ را تغییر می دهند، به شما امکان می دهند این پارامتر را به عنوان پیش فرض ذخیره کنید، همچنین زمان افزایش و سقوط لامپ را ذخیره کنید. LED حالت های عملکرد کم نور و دریافت سیگنال ها را نشان می دهد. LED های باقیمانده روشنایی لامپ و زمان تغییر روشنایی را نشان می دهند.
مقاومت های R11 و R12 یک تقسیم کننده ولتاژ را تشکیل می دهند و برای تنظیم "حساسیت" قسمت گیرنده دستگاه استفاده می شوند. با تغییر نسبت مقاومت این مقاومت ها، می توانید بر پاسخ دستگاه به تداخل و سیگنال مفید تأثیر بگذارید.
ترانسفورماتور ارتباطی T2 برای جداسازی گالوانیکی قطعات گیرنده و فرستنده دستگاه استفاده می شود و همچنین سیگنال های فرکانس بالا را به شبکه برق ساختمان منتقل می کند.
قسمت انتقال دهنده از ترانزیستور Q2 و یکی از سیم پیچ های ترانسفورماتور T2 ساخته شده است. به دیود زنر D5 توجه کنید - این است که از اتصال ترانزیستور در برابر خرابی در هنگام تداخل کوتاه مدت ولتاژ بالا در شبکه محافظت می کند.
قسمت دریافت کننده تا حدودی پیچیده تر است: یکی از سیم پیچ های ترانسفورماتور T2 به همراه مدار نوسانی موازی L1\C2 یک مدار پیچیده از مسیر دریافت را تشکیل می دهند. دیودهای D8 و D9 ورودی میکروکنترلر را از محدودیت ولتاژ محافظت می کنند. به لطف این دیودها، ولتاژ نمی تواند از مقدار ولتاژ تغذیه (در مورد ما 5 ولت) تجاوز کند و نمی تواند زیر منفی 0.3-0.5 ولت منفی شود.
فرآیند دریافت سیگنال به شرح زیر انجام می شود. دکمه های نظرسنجی و کار با نمایشگر هیچ ویژگی خاصی ندارند. بنابراین، من کار آنها را شرح نمی دهم.
زیربرنامه دریافت کننده منتظر سیگنال عبور از صفر است. با وقوع این رویداد، روش نظرسنجی مقایسه کننده آنالوگ راه اندازی می شود که حدود 250 میکروثانیه طول می کشد. اگر هیچ سیگنالی دریافت نشد، زیربرنامه از همان ابتدا کار خود را شروع می کند.
هنگامی که هر سیگنالی دریافت می شود (مقایسه کننده یک سیگنال منطقی در خروجی خود صادر کرده است)، روش تجزیه و تحلیل سیگنال دریافتی راه اندازی می شود: برای مدت زمان معینی، مقایسه کننده برای وجود سیگنال طولانی نظرسنجی می شود. اگر سیگنال دریافتی مدت زمان لازم را داشته باشد، سیگنال دریافتی قابل اعتماد در نظر گرفته می شود. پس از این، روند دریافت تعداد بیت های مورد نیاز از داده های ارسال شده توسط دستگاه راه دور شروع می شود.
پس از دریافت تمام داده ها، آن ها تجزیه و تحلیل می شوند تا ببینند آیا با جمع کنترل پذیرفته شده در همان بسته مطابقت دارد یا خیر. اگر داده ها به طور قابل اعتماد دریافت شوند، فرمان معتبر شناخته شده و اجرا می شود. در غیر این صورت داده های دریافتی نادیده گرفته شده و برنامه مجددا اجرا می شود.
فرآیند انتقال سیگنال به شبکه نیز به طور کامل توسط میکروکنترلر انجام می شود. اگر نیاز به انتقال داده باشد، زیربرنامه منتظر شرایط شروع می شود: دریافت سیگنال عبور از صفر فعلی. پس از دریافت این سیگنال، مکث 80-100 میکروثانیه حفظ می شود و پس از آن بسته ای از پالس ها با فرکانس و مدت زمان مورد نیاز به شبکه برق منتقل می شود. سیگنال های فرکانس بالا از طریق ظرفیت کوچک خازن ولتاژ بالا C1 بدون تلفات وارد شبکه می شوند. انفجارهای فرکانس مورد نیاز با استفاده از یک ژنراتور PWM سخت افزاری موجود در این میکروکنترلر ایجاد می شود. همانطور که آزمایش ها نشان داده اند، بهینه ترین فرکانس انتقال سیگنال در محدوده 90-120 کیلوهرتز قرار دارد. استفاده از این فرکانس ها بدون نیاز به ثبت در مراجع نظارتی مربوطه در روسیه و اروپا مجاز است. (استاندارد CENELEC)
و اکنون پاسخ متداول ترین سوال: محدوده ارتباطی بین چنین دستگاه هایی چقدر است؟ پاسخ ساده است: محدوده ارتباطی تحت تأثیر عوامل بسیاری است: کیفیت خطوط برق، وجود "پیچ و خم" و جعبه های نصب، نوع بار و قدرت آن ...
از تمرین: در یک شهر کوچک، در یک خط برق که 30-50 خانه شخصی را تامین می کند، در صبح و در طول روز (زمانی که وسایل برقی کمتری استفاده می شود)، محدوده ارتباطی بسیار بالاتر از یک شهر بزرگ با صد است. آپارتمان در همان فاز
من همچنین به دومین سوال رایج پاسخ خواهم داد: چگونه محدوده ارتباطی را افزایش دهیم؟ برای این کار می توانید قدرت سیگنال ارسالی به شبکه برق را افزایش دهید و همچنین قسمت دریافت کننده دستگاه را بهبود ببخشید.
تقویت کننده قدرت را می توان با استفاده از ریزمدار معمولی TDA2030 یا TDA2003 ساخت (اگرچه پارامترهای اعلام شده توسط سازنده متفاوت است، اما به خوبی کار می کنند).
تغییر بخش دریافت کننده دشوارتر است:
- یک تقویت کننده ورودی و AGC اضافه کنید.
- فیلترهای باند باریک را در ورودی دستگاه اضافه کنید. ساده ترین راه حل این است: یک مدار سریال تنظیم شده به فرکانس مورد نیاز.
ژنراتور یک ماشین الکتریکی است که انرژی چرخشی مکانیکی را به انرژی جریان متناوب تبدیل می کند. جریان متناوب تولید شده توسط سیم پیچ های ژنراتور توسط دیودها اصلاح می شود و باتری های قایق را شارژ می کند. تنظیم کننده ولتاژ یک ولتاژ ثابت را در خروجی ژنراتور حفظ می کند و برای شارژ سه مرحله ای یک رگولاتور خارجی یا شنت نصب شده است. بدون آن، شارژ سریع باتری های تخلیه عمیق از ژنراتور موتور قایق غیرممکن است.
ساده ترین ژنراتور
ساده ترین ژنراتور یک میله فلزی است که سیمی به دور آن پیچیده شده است. اگر آهنربای دائمی در زیر میله حرکت داده شود، میله در جهات مختلف مغناطیسی می شود و میدان مغناطیسی متناوب ایجاد شده در سیم باعث ایجاد پالس های جریان با قطبیت متناوب می شود.
جریان ایجاد شده در هادی به طور مستقیم با قدرت میدان مغناطیسی، سرعت حرکت آهنربا و تعداد چرخش سیم در اطراف میله متناسب است.
اگر حرکت انتقالی آهنربا با یک حرکت چرخشی جایگزین شود و سیم پیچ هایی که جریان در آنها ایجاد می شود به صورت دایره ای قرار گیرند، ژنراتور ظاهر معمول خود را به خود می گیرد. با این حال، تنظیم جریان در چنین ژنراتوری تنها با سرعت موتور امکان پذیر خواهد بود و این بسیار ناخوشایند است. 
تنظیم کننده ولتاژ در موتور قایق چگونه کار می کند؟
یک ژنراتور واقعی با تغییر قدرت آهنربا کنترل می شود. برای انجام این کار، به جای یک آهنربا دائمی، از یک آهنربای الکتریکی استفاده می شود که در هسته آهنی آن یک میدان مغناطیسی متمرکز شده است که توسط جریان عبوری از سیم پیچ ایجاد می شود. شدت میدان مغناطیسی متناسب با جریان در سیم پیچ تحریک است، بنابراین تغییر جریان در سیم پیچ باعث افزایش یا کاهش قدرت ژنراتور می شود. دستگاهی که جریان تحریک و توان ژنراتور را کنترل می کند، تنظیم کننده ولتاژ نامیده می شود. 
رگولاتورهای الکترومکانیکی اولین دستگاه از این نوع هستند. جریان تحریک از طریق اهرم رله می گذرد که نسبت به نقطه F می چرخد و نقاط "اشتعال" و "زمین" را می بندد. "اشتعال" از طریق کلید احتراق موتور به قطب مثبت باتری متصل می شود. فنر تنظیم اهرم رله را در مقابل کنتاکت جرقه نگه می دارد.
اگر ولتاژ باتری کم باشد، جریان تحریک حداکثر است و ژنراتور حداکثر جریان را تولید می کند. هنگامی که ولتاژ باتری به مقدار تنظیم شده (بین 13.8 تا 14.2 ولت) افزایش می یابد، جریانی که از احتراق به زمین از طریق سیم پیچ رله می گذرد، افزایش می یابد، رله کار می کند، اهرم را به پایین فشار می دهد و کنتاکت را باز می کند. جریان تحریک به صفر می رسد، خروجی از ژنراتور به صفر می رسد، ولتاژ باتری کاهش می یابد و رله تماس احتراق را می بندد. این روند دوباره شروع می شود.
هر چه ولتاژ باتری بیشتر باشد، کنتاکت بیشتر در موقعیت پایین باقی می ماند. خروجی ژنراتور صدها بار در ثانیه بین ماکزیمم و صفر سوئیچ می‌کند و ولتاژ متوسط را ثابت نگه می‌دارد در حالی که جریان به سمت صفر می‌رود (به اضافه جریان کشیده شده توسط بار متصل). ولتاژ شارژ باتری در رگولاتور الکترومکانیکی توسط کشش فنر تنظیم می شود.
اصل کار یک تنظیم کننده ولتاژ الکترونیکی مشابه است. اگر ولتاژ باتری کم باشد، ولتاژ پایه ترانزیستور 1 کم است و خاموش می شود. در این حالت ترانزیستور 1 به عنوان یک مقاومت بالا بین پایه ترانزیستور 2 و زمین عمل می کند، بنابراین ولتاژ در پایه ترانزیستور 2 بالا است و روشن می شود. ترانزیستور 3 جریان کلکتور-امیتر ترانزیستور 2 را 20 برابر یا بیشتر تقویت می کند و باعث ایجاد جریان زیاد در سیم پیچ تحریک و حداکثر جریان خروجی ژنراتور می شود.
پس از افزایش ولتاژ باتری، ترانزیستور 1 روشن می شود. مقاومت بین پایه ترانزیستور 2 و زمین کاهش می یابد و ترانزیستورهای 2 و 3 خاموش می شوند و جریان جریان در سیم پیچ تحریک قطع می شود. بدون جریان تحریک، ژنراتور تولید جریان را متوقف می کند.
ترانزیستورها صدها بار در ثانیه روشن و خاموش می شوند. متوسط جریان تحریک و جریان خروجی ژنراتور به مدت زمانی که سیستم در حالت روشن و خاموش است بستگی دارد.
چرا به یک تنظیم کننده ولتاژ شنت نیاز دارید؟
رگولاتورهای استاندارد ولتاژ ژنراتور قایق، رگولاتورهای سبک خودرویی هستند که در شرایط زیر به خوبی کار می کنند:
- باتری یک باتری استارت با صفحات نازک است
- باتری تقریباً همیشه به طور کامل شارژ می شود
- اختلاف دما بین رگولاتور و باتری کم است
- افت ولتاژ بین باتری و ژنراتور کمتر از 0.1 ولت است
در خودروها، هنگام راه اندازی موتور، باتری 5-10٪ تخلیه می شود، پس از آن، حتی در حالت بیکار، قدرت ژنراتور برای تغذیه همه مصرف کنندگان و شارژ مجدد باتری کافی است. از آنجایی که باتری استارت به طور قابل توجهی تخلیه نمی شود، شارژ آن زمان زیادی نمی برد و مرحله دوم شارژ مورد نیاز برای باتری های کششی غیر ضروری می شود.
رگولاتورهای ولتاژ موتور خروجی شارژرهایی با حداکثر محدودیت جریان و ولتاژ 13.8 - 14.2 ولت هستند. اما ولتاژ 13.8 ولت بالاتر از ولتاژ توصیه شده مرحله شارژ تعمیر و نگهداری برای باتری های با دشارژ عمیق است و ولتاژ 14.2 کمتر از ولتاژ مرحله اشباع است.
یک ژنراتور با رگولاتور استاندارد هرگز یک باتری با دشارژ عمیق را به طور کامل شارژ نمی کند، بلکه تنها در صورت اتصال طولانی مدت به باتری، آن را بیش از حد شارژ می کند و به آن آسیب می رساند.
آنچه که تنظیم کننده های ولتاژ خارجی می توانند انجام دهند
تنظیم کننده ولتاژ ضد آب ساخت Sterling Power. حداکثر جریان ژنراتور 120 A است. تنظیم کننده ولتاژ برای هر موتور بیرونی - هوندا، سوزوکی، یاماها و دیگران مناسب است. یک تنظیم کننده ولتاژ موتور قایق هوشمند، شارژ باتری های قایق کششی را کنترل می کند. در سه مرحله شارژ می شود که به آن مرحله اشباع، جذب و شارژ نگهداری می گویند.
نمودارهای ولتاژ و جریان در طول سه مرحله شارژ باتری با تخلیه عمیق. شارژ مجدد زمانی اتفاق می افتد که ولتاژ باتری به زیر 12.8 ولت کاهش یابد در مرحله اشباع، هنگام شارژ با جریان مستقیم، باتری به سرعت 75-80٪ از ظرفیت اسمی خود را به دست می آورد و ولتاژ در پایانه های آن به 14.4-14.8 ولت (بسته به نوع) افزایش می یابد. در این لحظه تنظیم کننده به مرحله جذب سوئیچ می کند. در این مرحله شارژ کندتر اتفاق می افتد و جریان شارژ به تدریج کاهش می یابد تا با وضعیت فعلی باتری مطابقت داشته باشد. پس از کاهش جریان به 1-2٪ ظرفیت، شارژ کامل می شود و رگولاتور به حالت شارژ تعمیر و نگهداری سوئیچ می کند که در طی آن ولتاژ باتری را کنترل می کند و در صورت کاهش ولتاژ به زیر 13 ولت دوباره شارژ می شود.
- برای جلوگیری از آسیب رساندن به باتری در هنگام شارژ، رگولاتورهای ولتاژ خارجی مجهز به سنسورهای حرارتی داخلی هستند. اگر دمای باتری به 50 درجه برسد، شارژ متوقف می شود.
- باتری‌های انواع و اندازه‌های مختلف به منحنی‌های شارژ متفاوت و مقادیر ولتاژ و جریان متفاوتی نیاز دارند، بنابراین رگولاتورهای هوشمند حالت‌های از پیش تعیین شده برای شارژ باتری‌های اسید مایع، AGM و ژل دارند.
- یک تنظیم کننده ولتاژ خارجی به موازات رگولاتور استاندارد روی موتور قایق نصب شده است که در صورت از کار افتادن رگولاتور هوشمند وارد عمل می شود.
معایب رگولاتورهای شنت
اگرچه تنظیم کننده های هوشمند برای انواع ژنراتورها و باتری های قایق مناسب هستند، نصب ممکن است برای کسانی که دانش الکتریکی قبلی ندارند دشوار به نظر برسد. در برخی موارد، برای اتصال رگولاتور، باید نوع ژنراتور مورد استفاده را تعیین کرده و آن را از موتور خارج کنید. علاوه بر این، نصب رگولاتورهای ولتاژ بای پس روی موتورهای قایق جدید توصیه نمی شود تا ضمانت آنها نقض نشود.
شارژر دینام برق عالی تا 120 آمپر (12 ولت) امکان شارژ عمیق باتری و چندین اتصال باتری را تا پنج برابر سریعتر می دهد. مشکلات نصب و مشکلات گارانتی را می توان در صورت استفاده از دستگاه هایی که توسط ژنراتور موتور قایق تغذیه می شوند، اجتناب کرد. آنها همچنین باتری ها را در سه مرحله شارژ می کنند، با ژنراتورهای تا 400 A کار می کنند و ولتاژهای 12، 24 یا 36 ولت تولید می کنند. مدل های قدرتمند دارای دیودهای تقسیم داخلی برای اتصال چندین باتری هستند.
شارژر ضد آب Sterling Power BBW 1212. جریان شارژ تا 25 آمپر. با موتور ژنراتور قایق تغذیه می شود. به باتری استارت متصل می شود و تنها پس از شارژ کامل شروع به کار می کند سوال بپرس،
و مشاوره در مورد موتورهای الکتریکی قایق، باتری یا شارژرهای قایق یا قایق بادبانی دریافت کنید
