варп

Проект Блока Управления Стеклокерамической Варочной Поверхностью.

12 сообщений в этой теме

варп    12

Предисловие.

Те, кто сталкивался с ремонтом блоков управления конфорками стеклокерамической варочной поверхности, знают, насколько это сложное и неблагодарное занятие. Хотя сам принцип работы этих блоков вполне понятен, но часто их ремонт просто невозможен из-за особенностей их конструкции (многослойная печатная плата, к примеру), отсутствия принципиальных схем и комплектующих, отсутствие возможности перепрограммирования микроконтроллера и т.д. и т.п. А стоимость нового блока управления, зачастую, превышает половину стоимости новой плиты….И как быть, с этим «чемоданом без ручки»?

Это был важный стимул напрячь мозг…, но для меня не главный, как многие уже догадываются… Гораздо любопытней было понять, есть ли возможность реализовать наипростейшим способом ОСНОВНУЮ функцию блока управления – регулирование мощности?

Сразу оговорюсь, что для этих целей применение микроконтроллера наиболее желательно…, и я надеюсь, что при развитии этой Темы, к ней подключаться люди, умеющие писать программы для микроконтроллера, и в итоге на свет появится простой и доступный в повторении блок управления, обладающий всеми необходимыми ему функциями, которые реализовывать в блоке управления без микроконтроллера просто нерентабельно и трудоёмко. Но это дело недалёкого будущего…, а пока, будем радоваться тому, что уже есть.

Суть.

Напомню, что речь идёт о первых прототипах, с присущими им недостатками…, однако, вполне рабочими, которыми уже худо-бедно можно практически пользоваться…

Не скажу, что схема получилась совсем простой, но проще пока не получается…Уместил её на плате размером 78мм на 40мм.

Вот схема, для самых любопытных…

О принципе работы, оптическом датчике, особенностях конструкции и настройки расскажу позже…

post-182053-0-89637700-1424801644_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Быстрый заказ печатных плат

Полный цикл производства PCB по низким ценам!

  • x
    мм
Заказать Получить купон на $5.00
Сёха    34

...расскажу позже…

А чего тянуть то!?? Интригу нагнетаете????

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
СЕРСАР    61

варп Вы откуда? У себя могу попробовать свести с нужными людьми, а главное с людьми с небольшой зарплатой, но с большими знаниями в данной области...

Изменено пользователем СЕРСАР

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
варп    12

...расскажу позже…

А чего тянуть то!?? Интригу нагнетаете????

...Сёха, Вы попробуйте не четыре слова написать, а хотя бы сорок четыре...Почувствуете разницу...Я что должен ночи напролёт тут писать?

------------

СЕРСАР, подтягивайте полезных людей сюда...Чем больше мозгов - тем лучше... ;)

-------------

post-182053-0-24486700-1424828780.jpg

Изменено пользователем варп
  • Не одобряю 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Сёха    34

Сёха, Вы попробуйте не четыре слова написать, а хотя бы сорок четыре...Почувствуете разницу...

Я бы написал, да говорить не о чем! Вы проект свой опишите, после обсудим! А пока...

О принципе работы, оптическом датчике, особенностях конструкции и настройки расскажу позже…

Я что должен ночи напролёт тут писать?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
варп    12

Несколько слов о принципе работы модуля.

Ключевые узлы собственно регулятора мощности состоят из :

- генератора импульсов сброса, собранном на логическом элементе триггера Шмидта (и R19,R20...).Его задача - формировать короткие (1-2сек) положительные импульсы через каждые 53сек (в моём примере..., но период импульсов может быть произвольным...);

- времязадающего конденсатора С5;

- ключа на транзисторе Т4, который служит для разряда ёмкости С5 по команде генератора импульсов сброса;

- порогового устройства с порогом 2,5 Вольта (TL431);

- резисторов R12-R16,опредиляющих время заряда конденсатора С5 до порогового напряжения 2,5 Вольта.

Про регистр позже поговорим, пока скажу лишь - главная его функция - запомнить выбранный Вами уровень мощности.

Далее, удобнее рассмотреть конкретную ситуацию. При подаче питания, выходы QA-QH - обнуляются. При этом, заряда ёмкости С5 не происходит, реле К1 - выключено. С приходом одного импульса с оптического датчика на вход СLK регистра, на выходе QA регистра появится +5 Вольт. Конденсатор С5 начнёт заряжаться напряжением с выхода QA регистра через резистор R12. Номиналы элементов R12,C5 выбраны такими, чтобы напряжение на конденсаторе С5 достигло 2,5 Вольт (порога включения TL431) за 47 секунд. В момент, когда напряжение на управляющем электроде TL431 достигнет 2,5 Вольта, последняя войдёт в насыщение и включит реле К1. Но включенным реле останется не долго – через (53сек – 47сек)=6сек конденсатор С5 будет разряжен очередным импульсом сброса, реле выключится, процесс зарядки С5 начнётся заново. Таким образом, за период каждые 53 секунды, реле будет включено 6/53=…..11% времени.

Прикосновение к оптическому датчику приводит к появлению ещё одного импульса на входе CLK регистра. При этом +5 Вольт появится и на выходе QB. Конденсатор С5 при этом будет заряжаться быстрее, так возрастёт зарядный ток…( через эквивалентное сопротивление R12||R13. В итоге, реле включиться раньше, и будет включенным дольше по отношению к периоду 53 секунды. И так далее….

При поступлении шести импульсов на вход регистра, +5 Вольт появится на выходе QF, и, минуя конденсатор С5, поступит непосредственно на управляющий вход (через D8) TL431, реле включится и останется включенным постоянно. Это режим – 100% мощности.

Если ещё раз коснуться оптического датчика, то регистр будет обнулён и реле будет всегда выключено.

Использовать TL431 не только в качестве компаратора, но и ключа для включения реле, в данном случае, вполне допустимо – используемые в модуле реле от вышедших из строя заводских модулей, потребляют ток всего лишь в 25 мА , что в разы ниже максимального тока для TL431.

_______________

....Подробности про оптический датчик - позже...

Изменено пользователем варп

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
варп    12

Про оптический датчик.

Оптический датчик служит для управления модулем. Прикосновение к месту на стеклокерамической поверхности, где расположен оптический датчик, приводит к автоматическому циклическому перебору уровней мощности ( 0-1-2-3-4-5-6-0-1-2-3-4-5-6...). При нулевой мощности погашены все светодиоды, а при максимальной мощности светятся все светодиоды. В качестве индикаторных светодиодов отлично подошли обычные белые светодиоды от светодиодной ленты. При мизерном токе (меньше 1мА), они отлично видны под стеклокерамической поверхностью, и даю приятный

желто-оранжевый свет. Светодиод, соответствующий максимальной мощности, желательно установить красного цвета. Это повысит удобство эксплуатации модулем.

Пользоваться модулем сможет любой человек, умеющий считать до шести... :)

Собственно сам оптический датчик состоит из инфракрасного светодиода и инфракрасного фототранзистора. К настройке и конструкции датчика надо отнестись серьёзно. Сразу хочу предупредить, что сделать его надёжным из "абы чего" - вряд ли получиться. В идеале - крайне желательно использовать штатные светодиод, фототранзистор и пластиковую "нахлобучку" на них от заводского неисправного модуля. Благо их там 6-10 пар. Пластиковая "нахлобучка" играет очень важную роль - она устраняет боковую засветку и пропускает лучи, идущие только перпендикулярно поверхности. Без неё, оптический датчик вообще не будет работать при размещении его под стеклокерамическую поверхность...( из-за паразитной засветки, он будет думать, что Вы уже прислонили палец..., и бесконечно выдавать ложные команды...).

Сам штатный фототранзистор воспринимает ну очень инфракрасный спектр, и на обычный белый свет от любых источников, не реагирует никак.

Особенности работы датчика удобнее понимать по рисунку ниже.....

post-182053-0-46704400-1424932296_thumb.jpg

Светодиод оптического датчика HL1 включается ключом Т1, которым управляет генератор импульсов. Скваженность импульсов около 1/10. Генератор импульсов используется по двум причинам…:

- это позволяет реализовать автоматический перебор уровней мощности ;

- даёт возможность снизить средний потребляемый ток HL1, обеспечив высокую чувствительность оптического датчика ( за счёт большего импульсного тока HL1).

Изменено пользователем варп

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
варп    12

Чувствительность оптического датчика можно изменять подбором резисторов R5 ( диапазон 220-330 Ком ) и R6 ( диапазон 2-3 Мом). Уменьшение R5 – снижает чувствительность.

Светодиод HL2, который изначально планировалось использовать как обычный индикатор наличия питания, способен выполнять гораздо более важную функцию.Его необходимо расположить на печатной плате рядом с оптическим датчиком. При этом, его свечение обозначает место расположения оптического датчика.

Транзисторы Т1,Т2 - обнуляю регистр при его заполнении и при подаче питания.

------------------

post-182053-0-92782200-1425026603_thumb.jpg

Изменено пользователем варп

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
варп    12

Чтобы проверить работоспособность модуля в реальных условиях, вставил два одинаковых модуля в свою домашнюю двухконфорочную поверхность.

post-182053-0-25560100-1425705041.jpg

Те, кто планирует реально использовать этот модуль, обязательно прочтите буквы ниже – я дам пару простых рекомендаций по повышению безопасности его использования.

Сначала о плюсах.

С собственно регулированием мощности, вообще нет никаких проблем. Сразу стало понятно, что нет необходимости точно подбирать %-ты уровней.

Индикация настолько изумительна и наглядна, что я прекратил все попытки что-то улучшить – нужды нет.

Управление одним оптическим датчиком, тоже не вызывает проблем. Не нужно стремиться делать скорость перебора большей чем 1или 2 импульса в секунду. Сам автоматический перебор не раздражает, а скорее, забавляет. Легко можно, одним прикосновением, добавить один уровень.

Инструктаж женского пола, по управлению модулем, занял менее 10 секунд.

Небольшие косяки, которые вылезли при первых включениях.

- импульсная помеха, возникающая при включении реле одного из модулей, иногда вызывала изменение уровня в соседнем блоке. Лечится это просто – резистор R6 лучше вообще убрать, а на его место поставить конденсатор 100-1000 pF.

- чувствительность оптического датчика одного из модулей при предварительной настройке сделал большей чем нужно. Это привело к тому, что при длительном нагреве конфорки расположенной ближе к модулям, из-за повышения температуры в отсеке с модулями, один из модулей начал сам перебирать уровни. Пришлось уменьшить номинал резистора R5 до 270 Ком (стоял 330 Ком). Кроме этого, желательно располагать модули как можно дальше от конфорок. В заводском блоке, оптические датчики расположены на самом крае…, видимо – не спроста.

- надо осознавать, что во время работы плиты не желательно протирать тряпкой места расположения оптических датчиков. Это с большой вероятностью приведёт к изменению уровней мощности. Бороться с этим в данном случае я не стал…, просто надо это иметь ввиду.

--------------

Есть ещё одна очень ВАЖНАЯ рекомендация.

Всем владельцам подобных плит (даже со штатными модулями), я настоятельно рекомендую отключать плиты от сети 220 Вольт отдельным выключателем на ночь, и когда Вы уходите из дома. Это исключит вероятность самопроизвольного включения плиты или выход модуля из строя из-за повышения напряжения в сети.

Это особенно актуально для описанного в теме модуля…- в нём не предусмотрено отдельных мер по предотвращению самопроизвольного включения. Это сделано умышленно. Причина проста – какие бы меры защиты именно в схеме Вы бы не делали, риск самопроизвольного включения будет всегда…Есть ли смысл усложнять схему?

Есть несколько более надёжных способов обезопасить себя:

  1. В моём случае – все кухонные приборы ( включая стеклокерамическую плиту) запитаны через кухонный таймер…( несколько лет назад, я сделал его из панели управления микроволновой печи). То есть – питание на кухонные приборы подаётся с таймера только на время приготовления пищи. Всё остальное время – они обесточены.
  2. Поставить отдельный выключатель на стеклокерамическую плиту. Это достаточно просто, и абсолютно надёжно.
  3. Если блок питания модуля сделан из маленького сетевого трансформатора, то можно отключать питание модуля со стороны 14-ти вольт небольшим выключателем, расположив его в удобном месте. Это не очень хлопотно, но тоже абсолютно надёжно.

------------------------

Проявился ещё один неприятный момент - сегодня утром жарил блины. В процессе постоянно приходится приподнимать раскалённую сковородку над плитой. А так как сами оптические датчики - инфракрасные, читай - тепловые..., и они "видят" эту горячую сковородку...

Да уж ..., с этим сильно не поборишься...

Есть в природе отличные емкостные датчики, надо будет их опробовать....

Изменено пользователем варп

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
варп    12

Довёл я таки эту затею до логического конца. Очень важны, как всегда, оказались детали.

При использовании инфракрасных оптических сенсоров, необходимо соблюсти простые правила (независимо от схемотехники модуля):

- оптические сенсоры необходимо конструктивно располагать как можно дальше от конфорок;

- со стороны модулей управления должна располагаться конфорка МЕНЬШЕЙ мощности;

- модуль управления должен быть расположен со стороны наименьшей активности ;

- способ крепления модуля управления должен обеспечивать единообразное и плотное прилегание оптического сенсора к нижней части стеклокерамической поверхности ( штатные подпружиненные стойки – идеальный вариант). Это значительно облегчит финальную подстройку чувствительности датчиков, и последующую стабильную их работу.

Вот так теперь расположены платы модулей управления в моей плите – модули развёрнуты таким образом, чтобы оптические датчики оказались ближе к краю плиты.

Большая и меньшая конфорки поменяны местами.

Со стороны модулей расположен бок холодильника, поэтому переноса горячих сковородок над модулем не происходит.

post-182053-0-45204200-1425891527_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
варп    12

Планы сделать простейший внешний модуль управления были изначально, но я отложил их «на потом»…Время этого «потом», пришло…

До того, как нарисовал схему, казалось, что внешний блок управления, это очень большой компромисс. Но после, стало очевидно, что у него есть серьёзные достоинства, которые способны свести на «нет» все его недостатки…

Главное достоинство – его простота. Его сможет повторить даже самый начинающий…

Разместить небольшую красивую коробочку с симпатичными ручками на потенциометрах где-нибудь поблизости от плиты – не проблема…Кстати, подобный блок можно приспособить и для управления обычными чугунными конфорками, взамен штатных (не дешёвых, тоже, штатных переключателей…). Подвести 3-4 провода от модуля к реле – тоже, вообще не проблема. Модуль, расположенный в отдалении от нагревательных приборов будет работать «вечно».

Про схему, особо рассказывать нечего…, скажу лишь, что генератор на триггере Шмидта, генерирует управляющие импульсы с периодом около минуты. А потенциометр R2, позволяет плавно регулировать их скважность, практически от нуля до 100%. Конденсатор С4 призван устранить кратковременное срабатывание реле в крайних положения потенциометра R2.

Схему не паял, но уверен – там не должно быть проблем…

post-182053-0-73036000-1427001786_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
В 25.02.2015 в 04:23, варп сказал:

...Сёха, Вы попробуйте не четыре слова написать, а хотя бы сорок четыре...Почувствуете разницу...Я что должен ночи напролёт тут писать?

------------

СЕРСАР, подтягивайте полезных людей сюда...Чем больше мозгов - тем лучше... ;)

-------------

post-182053-0-24486700-1424828780.jpg

 

Здравствуйте, можно печатку в lay

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас


  • Сообщения

    • @artem612 Это проблема не ступенчатых РГ, а проблема конкретной программы управления известного изделия. Решается она учетом автором в программе настройки минимальной громкости.      Еще один простой вариант: - пересчитать номиналы резисторов  РГ на не строго логарифмический шаг, а более линейный.  -  пересчитать номиналы резисторов  РГ на нужный диапазон с подбором шага, например  шаг 0.5db  от -64db до 0db. Благо информации о расчете резисторов РГ Никитина в инете полно :). Правда в этом варианте, как и в вашем,  индикатор уже не будет показывать реальное ослабление,  символы "db" можно не впаивать ;). 
    • Ручная, кстати, при должной сноровке и ( особенно ) желании,  мотала с космической скоростью. А вот на гражданке, там уже фирменная моталка была с электроприводом. Там стабильно, но не быстро.   Кинопроектор  типа КН - 17. У меня такой в армии был. Условно переносной.  Там лампа накалка на 300 Ватт, высокая.
    •  на что такой ответ? ) он не по теме, если не можешь ответить по теме то не отвечай
    • Полез туда, где не разбираешься. Рано тебе в контроллеры лезть, ты азов электроники не знаешь. Прошивку один фиг не сможешь написать, так зачем туда лезть? Положи на полку, в будущем, как знания наберутся, вернешься к ней.
    • @DJ_ANDREY Распилить поперек пополам? Хотя куда я со своими 8-ю публикациями.....      
    • Хорошо) Без проблем - выложу. Не шифруюсь)))))) Просто файл не лезет штатно, приходится архивить, и то не всегда проходит фильтр, так было как то... А для общего представления проще заскринить схему, или, согласен, можно и средствами симы -отправить только схему, на которой показаний приборов - нет. Вряд ли оно будет нагляднее) Ну в будущем постараюсь покорректнее, чо)) Просто например Финну - достаточно КМК, беглого взгляда, а мне его мнение было насущно и важным. Ладно, понятно што вы правы))))
    • Да не за что. Схемы ваши, но смотреть нам... Чтобы что-то показать вам и т.п. - надо иметь файл сима. А вы не выкладываете. Чтобы не делать скрин - сохраняйте схему как фрагмент. Правда, на ней не будет окошек приборов.