Фазовый регулятор мощности на симисторе BTA-16

Пользуюсь этим регулятором мощности уже пол года. Надёжный и удобный. С большим светодиодным индикатором. Показывает мощность в процентах. Шаг регулировки 1 процент. С памятью мощности для рабочего режима колонны. Управление: три кнопки, первая переключает на полную мощность, она-же на рабочую. Вторая и третья для уменьшения/увеличения значений. Запись в память - долгое удержание первой кнопки. При включении устанавливается мощность из памяти. Наладки не требует. Единственное, это нужно проверить регулятор с лампой накаливания 60-100 ватт. Если при каких-то значениях мощности будет нестабильное свечение лампы, то необходимо поменять местами выводы одной из обмоток согласующего трансформатора. Симистор с изолированным корпусом, т.е. можно прикручивать его без прокладки (только с пастой) на радиатор. Регулятор эксплуатировался с ТЭНом 1,5 кВт, но симистор позволяет нагружать до 3,5 кВт, но это предел! Сетевой фильтр я не ставил, потому-что не наблюдал никаких помех на другие устройства в моём доме. На счёт замены некоторых деталей, можно обсудить. А вобщем-то всё можно спокойно купить в чип и дипе.
Выкладываю схему, прошивку и пару фоток.

Здравствуйте.

Заинтересовался вашим регулятором мощности. Но не смог открыть файл REGPOW_A.ROM находящийся в архиве REGPOW_A.zip.
Каким приложением (программой) его окрыть?

Файл .ROM это двоичный формат. Его нужно загрузить в программатор, с помощью которого Вы будете "шить" микропроцессор.

Спасибо, дошло ;-)

Nikita2109, ты, пожалуй, загнул. Сразу видно фаната использования процессоров!
Я - сантехник и дилетант в вопросах электроники и программирования, поэтому собрал регулятор на двух детальках и присобачил вольтметр для индикации. Ведь мне не надо точно знать количество процентов...
Но это кому как проще, удобней или интересней.
Процессоры для меня - закрытая книга, поэтому чаще пользуюсь программированием на VB тоже на уровне дилетанта.
Недавно сваял прогу на VB, которая считывеет с монитора показания двух термометров (их выдаёт программа ТемпКипер), обрабатывает эти данные, и, выдавая DTMF-сигналы, управляет клапаном на узле отбора. Знаю, что извращение, но.... как сумел. Да и работает отлично. А до этого извратился с автоматической отправкой изображения с монитора на е-мэйл. Сидел на работе и наблюдал за ходом процесса. В нужные моменты звонил домой и давал жене указания. Думал уже приспособить автоответчик и дистанционно управлять тональным DTMF- набором, но вовремя остановился. Это было бы уже слишком.
Все извращения оттого, что не могу запустить на бейсике считывание информации с датчиков температуры - что то не клеится с драйверами. А планы наполеоновские.

Игорь, никакого извращения нет с использованием микропрцессоров. Для таких простых задач (при некоторых наработках) очень легко написать программу на ассемблере за вечер. Ты говоришь, что не нужно такой точности регулировки, не соглашусь. При работе колонны на гране захлёбывания как-раз до 1 процента нужно. А ты предлагаешь простейший фазовый регулятор, но с ВОЛЬТМЕТРОМ для индикации! По сложности вольтметр не уступит моему регулятору! Да и индикация в нём хуже! И если не секрет, что ты меряешь им? БОльший изврат, наверное, наблюдать с работы за процессом, когда жена дома, может легче её научить работе на установке?
Я же выложил схему для повторения любому радиолюбителю. Программа уже написана, опробована, работает. А процессор - это обычная микросхема, только надо найти на чём зашить её, и всё!

Не вдаваясь в подробности твоей схемы рискну предположить, что ты считаешь количество полупериодов или периодов, отданных в нагрузку. Это не мощность, т.к. напряжение гуляет. Можно его стабилизировать, но зачем? Ты изменяешь мощность, ориентируясь на показания цифровой шкалы, а я - на показания стрелочного вольтметра. Ошибка одна. Без обратной связи всё это - извращение.
Нужно точно поставить задачу, определить, что именно есть критерием для изменения подводимой мощности. Я пошел по пути, изложенном в справочнике Креля, и необходимость в регуляторе отпала. Теперь я им регулирую мощность паяльника.
Путём многократных экспериментов я определил, что необходимая мощность при ректификации у меня лежит в пределах от 800 до 1200 ватт. Такая мощность позволяет на разных этапах ректификации поддерживать относительно стабильное давление в кубе, а следовательно и поток пара-флегмы в колонне. У меня три ТЭНа по 2 кВт. Включив их последовательно, я имею 660 ватт, а закорачивая два из них, получаю 2 кВт. Реле, замыкающее два ТЭНа, управляется датчиком-реле давления от стиральной машины. Гистерезис датчика компенсируется достаточным свободным объемом в кубе (конденсатор ) и большим гидравлическим сопротивлением колонны (резистор ) , так что пульсации потока пара, попадающего в дефлегматор, незначительны.
Есть мысль поставить интегральный датчик давления, как в твоей схеме. Тогда, разработав и откатав алгоритм, можно применить твой вариант управления.
Только цена датчика кусается. Была мысль на ось манометра напялить потенциометр, но вращающего момента явно не хватит. Присматривался к автомобильным датчикам давления масла, но там не тот диапазон.
Nikita, я совсем не противник применения микропроцессора, но наверное сперва стоит откатать алгоритмы управления на компе, поставить точку, а потом уже зашивать процессор.

Кстати, не прибегая к микропроцессорам и прогаммированию, я полностью автоматизировал процесс перегонки браги. Принцип проще простого. Резисторный делитель из пяти резисторов, один из которых - терморезистор, засунутый в куб. Три триггера Шмидта на 561 логике, три транзисторных ключа и три реле.
Певый триггер-ключ-реле срабатывает при температуре закипания браги. Так как брага у меня всегда одинакова, она закипает в узком интервале температур. Это реле уменьшает мощность нагрева с "разгонной" до рабочей.
Второй триггер-ключ-реле переводит трубку продукта из одной ёмкости в другую при температуре в кубе, соответствующей низкоградусным хвостам, пригодным для повторной перегонки (эта функция до конца не доведена - играюсь с исполнительным механизмом).
Третий триггер стабатывает при достижении температуры в кубе 98-99 градусов, когда спирта там уже нет. Этот тригер обесточивает реле, которое подаёт переменное напряжение на трансформатор питания 12 вольт. На этом процесс полностью прекращается - полностью отключается электропитание и вода.
Система безопасности тоже проста, но эффективна. Напряжение на блок питания прекращает подаваться в случае, если температура капающего продукта превысит 40градусов. - это или "сумасшествие" ТЭНов, или прекращение подачи воды, или обрыв охлаждающих шлангов. Есть задумка втулить туда еще сигнализатор загазованности, метановый GS-133 неплохо реагируеи на пары спирта, но руки пока не дошли.
Итак, вся схема реализована на шести инверторах в одном корпусе, трёх реле и рассыпухе ценой в копейки.
Не спорю, это можно слепить и на процессоре, но зачем?
Хотя опять же, что кому удобней.
А манометр... Давно хочу сделать портативный цифровой измеритель давления для диапазона до 500-600 мм.в.ст, но не нахожу недорогих датчиков. Дешевле 80-100 долларов не попадались.

В регуляторе я не считаю периоды-полупериоды. Здесь чисто фазовый метод, правда, программа привязана к частоте сети, но частота 50 Гц это единственный параметр, который на станциях держут очень чётко. В двух словах о работе программы: идёт синхронизация программы через внешнее прерывание от каждого полупериода сетевой синусоиды. В зависимости от выбранного значения мощности программный таймер загружается значениями из таблицы. По завершении счёта включается симистор и остаётся включенным до конца полупериода сетевого напряжения. Точность при таком способе действительно составляет один процент. Напряжение в Москве не "гуляет", под такой нагрузкой (1,5 кВт) присаживается на 3 процента, если у тебя садится на больше (5 процентов ещё терпимо), делай новую проводку от щитка медным проводом трёшкой и проблемы с подсаживанием напряжения должны уйти. Если оно "гуляет" на подстанции, сочувствую, в этом случае ставь стабилизатор хотябы для того, чтобы не вылетела дорогая сложная бытовая техника.
Думал сделать обратную связь по датчику давления, да как-то лень мне заниматься не очень необходимыми вещами, ведь всё равно установка должна быть под человечиским присмотром. И это правильно! Электроника - вещь в принципе ненадёжная и присутствие человека при работающей установке ОБЯЗАТЕЛЬНО! Я заменил ЛАТР на этот компактный и удобный регулятор и остался доволен, а давление поддерживаю ручками, ничего, не сложно.
Я так понял, ты хочешь полностью автоматизировать установку, чтобы она работала без присмотра, вот эта позиция в корне неправильная. Я считаю, что установка в принципе огне-взрывоопасна и полагаться на электронику я бы не стал.
И получается так, что около установки всё равно надо сидеть, а всякие "примочки" неоправдано ведут к удорожанию и обрастанию установки лишними проводами и шнурами.

Смотри, ты латр крутил ручками, потом применил процессор, и что изменилось? ты теми же ручками давишь кнопки.
Когда у меня в кубе 40 литров 50%-ного сырца, а ожидаемый выход - 2 ведра спирта, длительность процесса превышает сутки. Не усидишь. Волей-неволей приходится что-то перекладывать на автоматику. Кроме того, мне проще управлять процессом сидя за компом и, например, отправляя сообщения в этот форум. А в это время температурный график у меня в отдельном окошке. И пороги температуры управляют отбором. Да, я рядом. Но не занят. Вот показывает твой датчик давление, а что толку, если в твоей системе мозг - процессор, а ты - его руки. Нет, это не наш путь.
Nikita2109, тебе бы в пару хорошего постановщика задачиЮ, вы бы вдвоём горы бы свернули. А так ты по командам одного процессора управляешь своими руками работой другого процессора, опасаясь лишних проводов. Но сам в это время выполняешь функцию этого самого провода.
Да,электроника вещь ненадежная. А человек надежней? Разве электроника курит, бегает в туалет, отвлекается на телефонные звонки, аську? Да, человек необходим, но не как исполнительный механизм, а как супервайзер процесса. Да и в случае неприятности я предпочитаю, чтобы простая как "трусы по рубль-девяносто" автоматика отрубила воду, электроэнергию и сообщила мне. Кстати, по своей работе я занимаюсь автоматизацией и "обезлюживанием" газовых котельных, и близко связан с обеспечением безопасности. Поверь, степень опасности происходящих там процессов не ниже, чем при ректификации двух ведер спирта.

Добрый день, Игорь! Очень убедительно пишешь об автоматизации процесса. Конечно, если получать спирт в таких объёмах, долго около установки не усидишь. Я надеюсь она у тебя не в жилом помещении? Я отбираю спирта 3,5 литра за "смену" и делаю это примерно раз в месяц. Наверное, по-этому у меня не "встал вопрос ребром" об автоматизации процесса. Лично для меня чтобы что-то придумать и воплатить в жинь нужна острая необходимость в этом. Я же сейчас занимаюсь другим, усовершенствую конструкцию угольного фильтра, пока не знаю что получится. А данную тему я создал лишь для того, чтобы предложить для повторения хорошо зарекомендовавшую себя схему, возможно, кому-то она понравится и будет полезной.

Вот три варианта схемы и фотографии устройства изнутри. Размер радиаторов 50х40х30.

2 Nikita2109

ИМХО уж ели процессор использовать, то деталей можно было в 2 раза меньше применить.

Я так понял, что не понравился узел выделения синхроимпульсов, да? Узел сделан грамотно. Существует много людей, которые "на двух деталях" хотят собрать надёжные устройства, я же уважаю "правильные" схемы. Если тебе показалось что-то лишнее, обоснуй, предложи свой вариант, тогда поговорим. Короче, не надо быть голословным. Критику без аргументов не принимаю.

Никита, разве была критика? ИМХО на то и ИМХО.
А вообще интересно становися на форуме. Altair - сторонник примочек к компьютеру,
Nikita2109 - заядлый внедрятель процессоров.

Выскажу своё имхо. Не критику. На этапе, пока не до конца ясен алгоритм работы прибора, на этапе экспериментов, проб и ошибок, нужен набор датчиков и исполнительных устройств, подключенных к портам компьютера, и гибкая программа, позволяющая изменять влияние показаний датчиков на состояние исполнительных устройств. В процессе экспериментов алгоритм отточится, и применение системного блока станет излишним. Вот тут приходит момент, когда применение микропроцессора более предпочтительно.
У нас на форуме подбирается неплохая команда.  Уверен, что совместными усилиями мы без особых проблем сможем и алгоритм управления придумать, и реализовать его в более или менее сложной программе или приборе.

С удовольствием покритикую!!! :-)
Бо в спорах истина рождается.

Выделение синхроимпульсов мне больше нравится как сделано здесь
http://ra9mgk.narod.ru/projekt/dimmer/sch1.gif
Потому что деталей меньше, не нужна дополнительная обмотка на трансе и схема "дубовее" - к всяческим помехам ващще никак нечувствительна и не требует наладки.

Управление симистором через трансформатор субъективно мне тож не нравится - транс - это моточная деталь, мало того что сердечник и проволоку найти надо, так еще и изготовить трудоемко. Предпочитаю оптрон МОС3023.

Если уже и применять проц - то выводить наружу интерфейс связи с компом. Это очень нужная в нашем деле деталь.

По поводу проца ничего не скажу, лучший проц тот с которым работать умеешь.
Хотя если использовать AVR то две микросхемы можно исключить - EEPROM и Brown-Out детектор.

Меж тем в целом - хорошая, грамотная схема разработанная специалистом примерно с 20 летним стажем.

З.Ы. А исходник то где?

Добрый вечер, Altair. Посмотрел я схему, на каторую ты дал ссылку. Ну и что? Ты хочешь, чтобы я объяснил как там этот узел работает и почему для моего варианта не подайдёт? Начну с того, что в моей схеме надо, чтобы синхроимпульс появлялся как можно быстрее с началом полуволны (в программе ещё уходит время на обработку прерывания, с этой потерей времени приходится мириться). В той схеме такого в принципе быть не может. После моста идёт выпрямленное напряжение сети, т.е. пульсации 310 вольт в максимуме. При 310 вольтах через 80 кОм ограничительных сопротивлений может пройти ток 3,9 ма. При 10 вольтах, к примеру, ток будет 0,1 ма (по моему, при таком токе оптрон не переключится). При каком токе через светодиод оптрона выходной транзистор откроется ни кому не известно (тем более эта точка будет плавать от температуры, это даже не точка, а участок плавного открывания транзистора). Сам оптрон при токе через светодиод 2 ма даёт задержку включения выхода до 10 мкс (это тоже отрицательно). Кстати, ты советуешь поставить оптрон на управление симистором, там тоже будет дополнительная задержка (опять отрицаловка). Сомнительный элемент в схеме, это симметричный стабилитрон кс170а, я понимаю, что он нужен для того, чтобы защитить светодиод от обратного напряжения, но для 4N35 оно должно быть не более 6 вольт, а стабилитрон - на 7 вольт, я бы поставил диод встречно-параллельно светодиоду (не грамотно выбран элемент). На счёт "дубовости", совершенно одинаково, и у меня стоит супервизор питания, и у него, остальное не принципиально. Дорогой Altair, в предыдущих сообщениях я имел в виду совсем другое, не ссылки на сомнительные чужие схемы, а на проверенные тобой конкретные варианты устройств, проверенные временем, чтобы люди смогли их повторить "втупую". Или так, тебе не понравился узел, находишь или придумываешь другой, монтируешь, проверяешь, рассказываешь. А то ведь на словах мы все могём. И чуть не забыл про согласующий транс, если его с 50 витками двойного МГТФа "изготовить трудоёмко", тогда за такие "сложнейшие" устройства может вообще не браться? Пока!

Никита, разве была критика? ИМХО на то и ИМХО.
А вообще интересно становися на форуме. Altair - сторонник примочек к компьютеру,
Nikita2109 - заядлый внедрятель процессоров.

Выскажу своё имхо. Не критику. На этапе, пока не до конца ясен алгоритм работы прибора, на этапе экспериментов, проб и ошибок, нужен набор датчиков и исполнительных устройств, подключенных к портам компьютера, и гибкая программа, позволяющая изменять влияние показаний датчиков на состояние исполнительных устройств. В процессе экспериментов алгоритм отточится, и применение системного блока станет излишним. Вот тут приходит момент, когда применение микропроцессора более предпочтительно.
У нас на форуме подбирается неплохая команда.  Уверен, что совместными усилиями мы без особых проблем сможем и алгоритм управления придумать, и реализовать его в более или менее сложной программе или приборе.
Игорь, 01 Янв. 02, 14:19

Добрый день, Игорь. В постановке и определении задачи тебе нет равных. Только я не думаю, чтобы понять алгоритм работы рект. установки обязательно надо подключать все датчики к компьютеру. Я вот ещё не определился с давлением в колонне, да ещё и с насадкой. Пробовал сначала битое стекло, нормально было, только сопротивление было слишком большое, решил попробовать более крупное - разницы не увидел (наверное потому что бутылочное стекло тонкое и осколки ложились пластами). Купил фторопластовую трубку 6х1, нарезал кольца Рашига. Не помыв, засунул в колонну. Результат был приемлемый, только сопротивление было немного маленьким, добавлял мощность, а дефлегматор уже не справлялся. Купил трубку 4х1. Сделал кольца. Не помыв кольца, сунул в колонну. Результатом остался очень доволен, да и спирт был на редкость хорош. Но повторное использование колец (после ректификации я их помыл в горячем мыльном растворе и прополоскал хорошенько)дало отрицательный результат, изменилась обычная закономерность роста и стабилизации давление на столько, что ни в какие рамки не лезло! И мне пришлось попробовать опять кольца из трубки 6х1. И с ними - тоже самое! С этими кольцами в первый раз я никак не мог выйти на захлёбывание, а тут захлёб начинался при низкой мощности. Наверное изменилась смачиваемость фторопласта, больше ничего в голову не лезет. Сейчас склоняюсь к спирально-призматической насадке из проволоки из нерж. aisi 321 ( или 304), она дешевле нихрома. Ещё не совсем понял, нужно ли поддерживать давление на определённом значении либо изначально выбрать такую мощность ТЭНа, при которой колонна не захлёбывается, но при этом давление в процессе ректификации может сильно меняться. Видишь, я эту проблему ещё не ришил, а ты говоришь датчики. А ты ведь сам можешь подсоединить все датчики и творить. Информацию об электронном датчике давления я предоставил на форуме, выход у него аналоговый, с помощью любого АЦП смими с него данные. С остальными датчиками ещё проще. А выявить алгоритм у тебя лучше получится, чем у кого-либо, я так думаю.

Nikita2109, беда вот в чем. Задумка такова - подключить 1-wire линию через адаптер к ком-порту, получать по ней информацию от нескольких датчиков, и по этой де линии управлять несколькими ключами или чип-потенциометрами. Другой вариант - ввод информации по ком-порту, управление исполнительными механизмами - по ЛПТ. В конце концов 1-wire - не самоцель. Мне главное, чтобы изменения алгоритма управления выполнялись бы не изменением схемы устройства, а изменением строчек исходника. От какого порта получать информацию, и в какой отправлять команды не имеет никакого значения. Пока эта задумка не будет реализована, эксперименты многотрудны и малоинформативны.
Дальше задумок я как ни бьюсь - ничего не выходит. Не могу нормально установить дрова 1-wire, поэтому далласовские (максимовские) исходники не работают, то есть полноценно использовать 1-wire я не могу. Та же беда и с использованием ЛПТ - что-то не клеится с IO.dll

От отчаяния я уже подумываю о том, чтобы запустить комп просто под ДОСом и иметь прямой доступ к портам. Тяжеловато это всё сантехнику, которому уже под полтиник...

По поводу "нужно ли поддерживать давление". Изначально выбрать мощность сложно. Это как баллистика. Как полет неуправлеемого снаряда. Мизерная погрешность при старте даёт большое отклонение от цели. Ну представь себе, я устанавливаю мощность 620 ватт, ставлю отбор 500 мл/час, в течение получаса давление твердо стоит на 250 мм.в.ст. Вроде всё хорошо. Прекращаю следить за манометром, через 30 минут давление уже 400 мм, колонна начинает захлебываться, в ней слишком много флегмы. Снижаю мощность до 600 ватт, через 10 минут давление 200, это значит, что в колонне мало флегмы. Нет, за давлением и за температурой нужно следить постоянно и постоянно вводить коррекцию мощности (или отбора?) по значениям его изменения. А вот как именно изменять и есть задача, которую предстоит решить.

Эх, жаль, что тема пожухла... Вот было бы здорово соединить  http://www.svoimi-ru-kami.narod.ru/MeterPress/Meterpress.htm
с  http://www.svoimi-ru-kami.narod.ru/RegPower/RegPower.htm
Да ещё задавать давление как в ручную, так и с компа. Неплохая вещица могла бы получиться!