Розроблення стабілізатора змінної напруги з мікроконтролерним управлінням

Ключові слова: плата Arduino Uno, мікроконтролер AVR ATmega328P, електронний силовий ключ MOSFET транзистор IRF840, символьний рідкокристалічний дисплейний модуль WH1602B-YGK-CTK, послідовний інтерфейс, мова програмування C, Arduino IDE

Анотація

Розроблено апаратне та програмне забезпечення стабілізатора змінної напруги з мікроконтролерним управлінням на платформі Arduino. Розроблено принципову електричну схему і модель стабілізатора змінної напруги з мікроконтролерним управлінням. Складено алгоритм його роботи і програмне забезпечення на мові C у середовищі Arduino IDE для вбудованих систем на платформі Arduino. Стабілізатор змінної напруги побудовано за модульним принципом, що дає змогу швидко його модернізувати. Пристрій має можливість налаштування максимальної та мінімальної напруги мережі для спрацювання захисту. Стабілізатор змінної напруги дає змогу підтримувати напругу живлення на навантаженні у допустимих межах за значних її відхилень, має можливість налаштування діапазону напруги мережі для роботи стабілізатора, потенціометрами ручного налаштування. У стабілізаторі використано електронні силові ключі на MOSFET транзисторах, перемикання яких синхронізовано з роботою мережі живлення, що зменшує електромагнітні завади. Силовий модуль та мікроконтролерний модуль управління гальванічно розв'язані. Перемикання силових ключів відбувається в моменти переходу синусоїдальної напруги мережі через нуль. Швидкість спрацювання захисту навантаження від перенапруги та регулювання (стабілізації) напруги на навантаженні становить менше 20 мс. Інформаційні повідомлення про стан мережі живлення та напруги на навантаженні виводяться на рідкокристалічний дисплей (РКД) та в послідовний порт для віддаленого моніторингу. Стан мережі можна контролювати за світлодіодними індикаторами. У разі відхилення мережі за допустимі межі, спрацьовує звукова та візуальна сигналізація, інформація передається також у послідовний порт. У разі перевантаження стабілізатора по струму спрацьовує автоматичний вимикач. Автономне живлення плати управління дає змогу передавати аварійні повідомлення зв відсутності напруги в мережі. Пристрій має ширші можливості, дешевший порівняно з наявними стабілізаторами з такими ж характеристиками.

Біографії авторів

А. І. Головатий, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

канд. техн. наук, доцент, кафедра систем автоматизованого проектування

В. М. Теслюк, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри автоматизованих систем управління

Н. С. Ріпак, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

канд. техн. наук, асистент, кафедра автоматизованих систем управління

Посилання

Apple Mahmud, Iftekhar Mahmud, A. R. M., Prama Debnath, & Imrat Rahman, S. M. (2019). Design and Implementation DSPIC & IGBT Based Static Automatic Voltage Regulator. IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSR-JEEE), 14(5), 65–71.
Dinesh, S., Narendranath, V., Sowndharya, K., & Tamilselvan, S. (2019). PIC Microcontroller Based AC Voltage Stabilizer Using Power Electronic Converters. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET), 6(3), 2193–2196.
Hoque, M. M. (2014). Design, implementation and performance study of programmable automatic voltage regulator. Journal of Electrical Systems, 10(4), 472–483.
Katalin, A. (2019). Voltage monitoring and supply controlling system. Procedia Manufacturing, 32, 380–384.
Microchip. (2003). PIC16F876A data sheet. 28/40/44-Pin enhanced flash microcontrollers. Chandler, Arizona, United States of America: Microchip Technology Incorporated.
Nang Kaythi Hlaing, & Lwin Lwin Oo. (2019). Microcontroller-based single-phase automatic voltage regulator. 3rd International Conference on Computer Science and Information Technology, 9-10 July 2019, Chengdu, China, 380–389.
Rasheduzzaman, M., Hoque, M. M., Das, N. K., & Chakrabarty, J. P. (2008). Design and implementation of an automatic voltage regulator (for ceiling fan) using temperature sensor. International Journal of Engineering, 5(1), 207–211.
Standler, R. B. (2002). Protection of electronic circuits from overvoltages. New York: Courier Corporation.
Tarchanidis, K. N., Lygouras, J. N., & Botsaris, P. (2013). Voltage Stabilzer Based on SPWM technique Using Microcontroller. Journal of Engineering Science and Technology Review, 6(1), 38–43.
Venkatesh, S., & Muthiah, K. (2011). Power fluctuations-usage of servovoltage stabilizers in industries. International Journal of Applied Engineering Research, 2(1), 283–289.
Yukita, K., Kobayashi, Y., Duy-Dinh, N., Matsumura, T., & Goto, Y. (2019). Suppression of PV output fluctuation using EV in an electric power system. IFAC-PapersOnLine, 52(4), 93–98.
Опубліковано
2022-02-24
Як цитувати
Головатий, А. І., Теслюк, В. М., & Ріпак, Н. С. (2022). Розроблення стабілізатора змінної напруги з мікроконтролерним управлінням. Науковий вісник НЛТУ України, 32(1), 79-84. https://doi.org/10.36930/40320112
Розділ
Інформаційні технології

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають