什么是微控制器?使用微控制器的遠程控制斷路器!
我們經(jīng)常遇到這樣的情況,我們想通過按下計算機程序上的一些按鈕來打開電力負載??紤]一個例子,您坐在發(fā)電廠中,想要遠程打開斷路器。使用微控制器可以實現(xiàn)遠程控制斷路器。我們將討論如何使用微控制器制作遙控斷路器。
一、微控制器
微控制器是一種IC,它具有理解通過通信協(xié)議從PC接收到的命令的智能。微控制器具有不同的通信協(xié)議來與PC通信,如串行、以太網(wǎng)和CAN(控制器局域網(wǎng))通信協(xié)議。微控制器有許多外設(shè),如GPIO(通用輸入輸出)引腳、ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)、定時器、UART(通用異步接收器發(fā)送器)和以太網(wǎng)以及更多與外部世界通信的外設(shè)。微控制器的數(shù)字輸出是低電流信號。
當您將引腳設(shè)置為高電平時,該引腳上的電壓通常為+3.3V或+5V,它可以提供或吸收的電流約為30mA。如果您控制的LED要求很小,這很好。如果我們想通過微控制器引腳控制斷路器,那么我們需要一個驅(qū)動器,該驅(qū)動器可以為負載提供所需的電流量以進行開啟。您需要在微控制器和用小電壓和電流控制的設(shè)備之間安裝一個組件。繼電器和晶體管最常用于此目的。
二、晶體管
晶體管在此應(yīng)用中用作驅(qū)動器,它為繼電器提供所需的電流,使其在飽和模式下打開。
三、電阻
電阻器用于限制LED、晶體管中的電流。
四、引領(lǐng)
發(fā)光二極管用于指示斷路器是打開還是關(guān)閉。
五、繼電器
繼電器是一種用于控制大功率電氣負載(如斷路器、電機和電磁閥)的開關(guān)。普通開關(guān)無法處理高功率負載,這就是為什么使用繼電器來控制高功率電氣負載的原因。
微控制器遙控斷路器的工作原理:
當向微控制器發(fā)出打開負載的命令時,微控制器引腳設(shè)置為3.3V(在上述電路中),從而打開NPN晶體管。當晶體管導通時,電流從晶體管的集電極流向發(fā)射極,從而驅(qū)動繼電器,繼電器將交流電壓連接到斷路器,從而打開斷路器。
LED用于指示斷路器是打開還是關(guān)閉。當微控制器引腳為高電平時,LED亮起(斷路器開啟),當微控制器引腳為低電平時,晶體管處于關(guān)閉狀態(tài),沒有電流流過繼電器線圈,斷路器關(guān)閉,LED也關(guān)閉。
保護二極管:
當繼電器關(guān)閉時,會產(chǎn)生反電動勢,如果反電動勢的幅度大于晶體管的VCEO電壓,則會損壞晶體管。為了保護晶體管以及微控制器的數(shù)字輸出,使用了一個二極管,該二極管在繼電器關(guān)閉時導通。這也稱為續(xù)流二極管。
設(shè)計:
假定的微控制器在引腳為高電平時提供3.3V,在引腳為低電平時提供0V。選擇12 V和360歐姆線圈電阻的繼電器,然后繼電器接受的電流打開
這是繼電器的額定電流。
LED(正向電壓=1.2 V)需要大約20mA電流然后電阻R LED
R LED值可選擇為500Ω。
?乙可以被選擇為4K,得到更多的基極電流的晶體管的GUI(圖形用戶界面):一個GUI可在高級語言開發(fā)(例如C#),它使用UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議),以與微控制器在PC通信。下面是通過UDP協(xié)議控制微控制器數(shù)字輸出的GUI。