我们经常遇到这样的情况,我们想通过按计算机程序上的一些按钮来接通电力负载。考虑一个例子,你坐在一个发电厂,你想要开关断路器远程。利用单片机可以实现对断路器的远程控制。我们将讨论如何制作使用微控制器的遥控断路器.
对于这种遥控断路器,我们将需要:
单片机
微控制器是集成电路这具有了解通过通信协议从PC接收的命令的智能。微控制器具有不同的通信协议,可与PC如串行,以太网和CAN(控制器区域网络)通信协议进行通信。
一个微控制器有许多外设,如GPIO(通用输入输出)引脚,ADC(模拟到数字转换器),定时器,UART(通用异步接收发射机)和以太网和更多的外设来与外部世界通信。
微控制器的数字输出是一个低电流信号。
当你把针设高的时候电压该引脚通常是+3.3V或+5V,它可以来源或下沉的安培大约是30mA。如果你在控制引领他们的需求很小。
如果我们想的话通过微控制器控制断路器那么我们就需要一个驱动程序,可以提供所需的引脚量当前的加载打开。您需要使用小电压和电流控制的微控制器和设备之间的组件。继电器和晶体管最常用于此目的。
晶体管
晶体管工作作为一个驱动器在这个应用程序,给所需的电流继电器,使其打开时,它是饱和模式。
电阻器
电阻用于限制LED、晶体管中的电流。
引领
发光二极管用于指示断路器是否打开或关闭。
继电器
继电器是一种开关,用于控制高功率电气负载(如断路器,电机和螺线管)。一个正常的开关不能处理高功率负载,这就是为什么继电器被用来控制高功率电气负载。
微控制器远程控制断路器的工作原理
当一个命令给微控制器打开负载,微控制器引脚设置为3.3V(在上述电路中)打开NPN型晶体管.当晶体管处于电流时从集电极流到晶体管的发射极,其致动继电器和继电器将交流电压连接到开关断路器的断路器。
LED用于指示断路器是ON还是OFF。当单片机引脚高时,LED是on (Circuit Breaker on),当单片机引脚低时,晶体管是OFF和no当前的流至继电器线圈,断路器断开,引领也要走。
保护二极管
当继电器断开时,会产生一个反向电动势,如果反向电动势的幅度大于晶体管的VCEO电压,则会损坏晶体管。为了保护晶体管以及微控制器的数字输出,使用了一个二极管,当继电器断开时传导。这也被称为自由二极管。
设计
假设单片机在引脚高时输出3.3V,在引脚低时输出0V。选择一个12v和360欧姆线圈电阻的继电器,然后电流由继电器获得打开
这是继电器的额定电流。
领导(向前电压= 1.2 V)需要大约20mA的电流电阻R引领
R引领取值范围为500 Ω。
RB可以选择4K给晶体管GUI(图形用户界面):GUI可以在高级语言(如c#)中开发,它使用UDP(用户数据报协议)与PC上的微控制器通信。下面是通过UDP协议控制单片机数字输出的GUI。