Futófény vezérlés 230V-os izzókhoz, mikrokontrollerrel
Az itt bemutatásra kerülő áramkör egy futófény vezérlő egység, mely kimenetei hálózatról működő 230V-os izzók kapcsolásához lettek kialakítva. Működése teljesen automatizált, többféle futási mintát tartalmaz, melyeket egy egyszerű kezelőfelületen lehet beállítani.
A vezérlő működése
Maga a vezérlő központi része egy PIC18F242 mikrokontroller. A mikrovezérlőhöz kapcsolódik egy soros-párhuzamos átalakító regiszterlánc, 4 nyomógomb, egy LCD kijelző és néhány kimeneti, bemeneti egység.
30 féle futási minta került beprogramozásra, melyek közül a nyomógombok segítségével választhatjuk ki a megfelelőt. Minden minta 3 sebességben képes működni. A futófény csak két esetben működik. Egyszer mikor a beállítást elvégezzük, ilyenkor azért, hogy a kiválasztott mintát lehetőségünk legyen megnézni, másik esetben pedig akkor, mikor a bemenetre indítójel érkezik. Indítójel érkezését követően a fények 10 percig működnek, majd kialszanak és a vezérlés visszaáll figyelőállapotba.
Az indítójel egy infrasorompótól származik, ami például egy autóbeálló kapujánál lehet felszerelve, de indíthatja bármilyen más kapcsolókontakt, távirányító is. A programot egy egyszerű záró kontaktus indítja. A kimenetek 2×10-es szervezésben lettek kialakítva, összesen 20 izzót lehet vele kapcsolgatni. Mivel a mikrovezérlő nem rendelkezik ennyi kimeneti prottal, valamint további egységek is kapcsolódnak még hozzá, ezért a 20 kimenet állapota sorosan távozik a mikrovezérlőből egy regiszterekből felépített láncba. Mikor a regisztereket feltölti a mikrovezérlő adattal, aktiválja a párhuzamos kimeneteket, melyek optocsatolón keresztül kapcsolják az izzókat.
Az izzók kapcsolását kezdetben relékkel terveztem megoldani, de hamar rájöttem, hogy ez teljesen értelmetlen, drága és problémás megoldás. Ráadásul a gyors kapcsolgatások következtében hamar elhasználódnának az érintkezők, illetve a rövid kapcsolásoknál a reakcióidő is érzékelhetően lassúbb. A vezérlőjelet relé helyett optotriak fogadja. Ha érvényes jel érkezik a kapcsolóáramkör bemenetére, az optotriak begyujt. Ez önmagában nem biztosít elegendő teljesítményt egy izzó kapcsolására, így a ténylegesen átfolyó áramot egy TIC206-os nagyobb teljesítményű triak kapcsolja. Ennek akkora a teljesítménye, hogy egy 60W-os izzóval megterhelve a kimenetet még csak nem is langyosodik a hűtőfelülete, mivel a gyárilag tervezett teljesítménynek csak a töredékét kell kapcsolni, így hűtőbordára sincs szükség.
A megfigyelő állapot egy gombnyomással kikapcsolható, így a futófényt bármikor ki lehet iktani. Ezzel párhuzamosan bekapcsol egy relé, ami a kikapcsolt állapotban egyéb más vezérlésnek adhat kontaktot, vagy kapcsolhat esetleg direkt feszültséget az izzókra. Amikor be van kapcsolva a megfigyelő állapot, akkor csak a futás, illetve a beállítás alkalmával kapcsolnak a kimenetek. A kimenetek állapotát egy 20 darabból álló LED csoport jelzi vissza közvetlenül a vezérlőmodulon. Ez egyfajta előnézeti kijelző, ahol a futás állapota, illetve a beállított futási minta látható.
Három féle sebességérték állítható be, mely minden programra hatással van. Túl gyors futási mintának nemsok értelme van, mivel a vezérlés izzók kapcsolásához lett kialakítva, az izzók bekapcsolása és kikapcsolása pedig időt vesz igénybe. (izzószál felmelegedés, kikapcsoláskor lehűlés)
A működést az alábbi videón lehet megtekinteni:
Felépítés és biztonság
Az elektronika helykihasználtság miatt emeletes elrendezésben lett kialakítva. A fenti panelen a gyengeáramú egységek és a vezérlőáramkör működik, a lenti panelen pedig a 230V feszültséget kapcsoló triakos áramkörök lettek elhelyezve. Ennek érintésvédelmi okai is vannak, ugyanis a vezérlőn gombok vannak, ezek körül matatva az áramkör többi része szabadon hozzáférhető, könnyen megérinthető, ám itt maximum 12V feszültség, de javarészt csak 5V van. A lenti részek 100%-ig galvanikusan le vannak választva relével, optocsatolókkal. A nagyfesz. rész áramkörileg és elhelyezési szempontok alapján is teljesen el van szigetelve a vezérléstől. A vezérlés külső adapterről kapja a tápfeszültséget. A két panel között 30mm távolság van, valamint egy vastag szigetelő lap, így a kezelés teljesen biztonságos nyitott doboz esetén. A dobozba szerelt modul nagyfeszültségű részei fizikailag más úton is hozzáférhetetlenek a becsatlakozások kivételével. A panelra vastag lakkréteg került, ezzel is növelve a szigetelés biztonságát és az ellenállóságot a környezeti hatásokkal szemben. (pára, egyéb szennyeződések)
A teljesen kész áramkörről készítettem néhány fotót.
