Плавное управление сетевым напряжением. Arduino, Espruino.

Эта тема - компиляция решений, с сайта Insrtructables раз, два и уважаемого Пушного Звера.
Что заставило действовать? Железную часть можно чуть упростить, а вот код управления - требовал пересмотра, поскольку delay() в функции прерывания - это не комильфо.
Не устраивало и применение функций из библиотеки Timer1.

Работает так:

Соединения Ардуино Про Мини: D3 - вход от детектора нуля, А1 - выход для управления триаком.
Код такой:

Код (C++):

// Arduino Pro Mini - Atmega328P https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/Arduino-Pro-Mini-schematic.pdf
// INT1 - PD3. Нога для подключения детектора перехода
// A1 - PC1. А1 - управление триаком.

#include <avr/interrupt.h>
volatile unsigned int myPWM = 161;  //Сейчас выключено.  Включено максимально - 159
// volatile uint8_t sreg;                // Переменная для запоминания регистра SREG

ISR(TIMER1_COMPA_vect ){            // Отработка прерывания Timer1 по сравнению с регистром OC1A
    PORTC |= ( 1 << PC1 );            // Установка A1 в 1
}

ISR(INT1_vect) {
    PORTC &= ~( 1 << PC1 );            // Сброс A1 в 0
    // sreg = SREG;                    // Запомнили  состояние общего флага прерываний
    // cli();            
    TCNT1 = myPWM;
    // SREG = sreg;
}

void setup() {

    // Port C - инициализация. PC1 - нога A1 Arduino
    // Bit6=In Bit5=In Bit4=In Bit3=In Bit2=In Bit1=Out Bit0=In
    DDRC=(0<<DDC6) | (0<<DDC5) | (0<<DDC4) | (0<<DDC3) | (0<<DDC2) | (1<<DDC1) | (0<<DDC0);

    // Timer/Counter 1 инициализация
    // Clock source: System Clock
    // Clock value: 16,000 kHz
    // Mode: Normal top=0xFFFF
    // OC1A output: Disconnected
    // OC1B output: Disconnected
    // Noise Canceler: Off
    // Input Capture on Falling Edge
    // Timer Period: 4,1943 s
    // Timer1 Overflow Interrupt: Off
    // Input Capture Interrupt: Off
    // Compare A Match Interrupt: On
    // Compare B Match Interrupt: Off
    TCCR1A=(0<<COM1A1) | (0<<COM1A0) | (0<<COM1B1) | (0<<COM1B0) | (0<<WGM11) | (0<<WGM10);
    TCCR1B=(0<<ICNC1) | (0<<ICES1) | (0<<WGM13) | (0<<WGM12) | (1<<CS12) | (0<<CS11) | (1<<CS10);
    TCNT1H=0x00;
    TCNT1L=0x00;
    ICR1H=0x00;
    ICR1L=0x00;
    OCR1AH=0x00;
    OCR1AL=0xA0;
    OCR1BH=0x00;
    OCR1BL=0x00;

    // Timer/Counter 1 Interrupt(s) initialization
    TIMSK1=(0<<ICIE1) | (0<<OCIE1B) | (1<<OCIE1A) | (0<<TOIE1);
    // External Interrupt(s) initialization
    // INT0: Off
    // INT1: On
    // INT1 Mode: Rising Edge
    // Interrupt on any change on pins PCINT0-7: Off
    // Interrupt on any change on pins PCINT8-14: Off
    // Interrupt on any change on pins PCINT16-23: Off
    EICRA=(1<<ISC11) | (1<<ISC10) | (0<<ISC01) | (0<<ISC00);
    EIMSK=(1<<INT1) | (0<<INT0);
    EIFR=(1<<INTF1) | (0<<INTF0);
    PCICR=(0<<PCIE2) | (0<<PCIE1) | (0<<PCIE0);

    Serial.begin(9600);

    // Разрешаем прерывания
    sei();
}

void loop() {

    /*  Для тестирования максимального значения myPWM
    for(myPWM = 155; myPWM <165; myPWM ++) {
        Serial.print("PWM: ");
        Serial.println(myPWM);
        delay(1000);
    }
    */

    /* Играем светом */
    for(myPWM = 5; myPWM <60; myPWM ++) {
        delay(50);
    }

    for(myPWM = 59; myPWM >4; myPWM --) {
        delay(50);
    }
    /**/
}
 

Пояснения и схема - в следующем посте. Хотя можно воспользоваться железом Пушного Звера. Практически то же самое.

 

Схема, которая работает:


Схема, которая должна работать. Пока у меня такого реле нет - не проверял, но, надеюсь, в ближайшую неделю проверю.

То есть, схема может быть сведена к тердотельному реле, оптрону и двум резисторам.

 

Как это работает. На видео осциллограф показывает состояние двух источников.
Желтый - выход детектора нуля, отдельные всплески напряжения, где на растущем фронте срабатывает прерывание INT1 и

• сбрасывает ногу А1в ноль. А1 - голубая линия: видно как она переходит в 0.
  
• устанавливает Timer1 в некоторое состояние, которое берется из переменной myPWM.

Таймер_Один неспеша считает, и досчитывает до переполнения за 4 секунды. Таймер установлен в прерывание по совпадению с регистром OCR1A. Если ничего не делать со счетным регистром таймера, то один раз в 4 секунды произойдет прерывание, оно выставит единицу на А1, которая будет сброшена в ноль детектором нуля.
Однако, детектор нуля еще и пишет в счетный регистр цифру от 0 до 159 (из переменной myPWM), где 159 - максимальная яркость. Как только таймер досчитает до 160 (OCR1AL=0xA0 ) произойдет прерывание и перебросит ногу А1 в 1.
Вот как это выглядит в динамике. Значение myPWM меняется от 0 до 159, соответственно в разное время А1 выставляется в единицу. Сбрасывается всегда на растущем фронте детектора нуля. Пока голубая линия (Нога А1) находится в состоянии 1 - лампочка включена.

Еще почитать здесь: http://geektimes.ru/post/257416/

 

А зачем всё это делать, для чего ?

 

Действительно, сейчас ценность плавного управления 220 вольт снижается. Раньше так можно было управлять каждой лампочкой, а сейчас энергосберегайки и лед лампочки этого не позволяют. Цена диммируемых лед ламп запредельная.
Применить это сейчас можно при управлении:

• ТЭНами (электронагревателями);
• лампочками накаливания, что еще остались кое-где.

В частности, сейчас делаю проект автоматизации старого инкубатора, в нем идет нагрев яиц лампами накаливания. Старый прибор в нем работает в релейном режиме, что приводит к постоянному выходу лампочек из строя, а доставать их сейчас все сложнее и сложнее. Хочу сделать PID управление, или то же релейное, но включать и выключать лампочки плавно, что увеличит их ресурс. Кроме того, у старого прибора разброс включения-выключения - 2,5 градуса. И с этим надо разобраться.

 

вот опять, увидели лампу накаливания, и все думают что для лампы.
нужно для управления нагревателями.

 

сейчас и лед, и сберегайки делают диммируемые. Так что не снижается ценность.

 

нагреватели управляются пропуском целых полупериодов, это если по науке и правильно. Никому помехи от включения киловаттной нагрузки на максимуме синусоиды не нужны.

 

Ок. Не знал. Можно будет поразмышлять над этим. Интересно.

 

Цены...

 

я уже год led лампочки заказываю из Китая , и это при том что я разработчик (на договоре) в одной фирме- производителе лед и сберегаек. Получается дешевле. Как китайцы умудряются делать лампочки 3 вт по 0.5 $ и 12 Вт по 1.2 $ (включая пересылку в том и том случае) я не знаю, но покупаю.

да, кстати, очень интересная тема. Есть специальные оптроны, открывающие симисторы строго в нуле, и есть алгоритм Брезенхема, легко реализуемый в целой однобайтной арифметике без знака.

 

Есть твердотельные реле, открывающиеся только в нуле, что сильно упрощает задачу. В частности: http://www.chipdip.ru/product/s202t02/ См: http://lib.chipdip.ru/056/DOC000056017.pdf

 

симистор 12 А (BTA12xx) стоит 20 руб. , а тут 2А реле - 430 руб.

 

Два соображения.
Чип и Дип не образец для цен, я его привожу как источник информации.
При разовых отдельных разработках цена особого значения не имеет. Только когда речь идет о серии.

 

Библиотека вам для ардуино.

 

Насколько управляющий вход твердотелки (1,2-1,4в) будет толерантен к напряжению логической единицы pro mini?

 

Надо читать даташит. Насколько мне помнится, управляющий вход твердотельного реле требует правильный ток, и не меньше указанного напряжения. По сути, управляющий вход твердотельного реле есть светодиод.

 

Специально зарегистрировался. Зачем было изобретать велосипед? Вот давнюшний проверенный метод: http://cyber-place.ru/showthread.php?t=525
Он именно для дуньки и написан понятным дуньковским языком. Шим привычный для всех 256 шагов.

 

Что-то я не пойму как управлять этой штукой, объясните ничего не смыслящему в этом деле.

Что такое детектор нуля и куда подключается А1? Этой схемой можно управлять напряжением от 0-5 В? Т.е. мне надо изменять мощность ТЭНа 3 квт подавая управляющее напряжение в указанном диапазоне, можно здесь это применить?

 

Вам в "Закажу проекты".