Устройство защиты от опасных напряжений в электросети SOKOL UZP-1F (ATmega8)

Основные возможности устройства:

• Изменение и индикация на двустрочном ЖК-дисплее действующего значения напряжения в диапазоне 0…300В.;
• Отключение фазного защитного реле для обесточивания нагрузки на соответствующей фазе через 3 мкс. (зависит от быстродействия применяемого реле) после обнаружения отклонения от заданных пределов на пике синусоиды;
• Раздельная установка верхнего и нижнего порогов напряжений в диапазоне 150…295 В.;
• Программная подстройка показаний (калибровка);
• Устанавливаемое посредством системного меню время автоматического включения нагрузки по «возвращении» напряжений в заданные пределы в диапазоне 10 сек…1 час;
• Задержка на включение нагрузки 5 сек. после подачи сетевого напряжения, в случае если напряжение находится в заданных пределах.
• Отключаемый прерывистый звуковой сигнал при выходе напряжении за установленные пределы;
• Возможность монтажа на DIN-рейку во вводном электрическом щитке и защита всего электрооборудования здания;
• Короткие звуковые сигналы подтверждения нажатия клавиш;
• Регулируемая в диапазоне 0,5…100% яркость подсветки ЖКИ дисплея;
• Отображение на дисплее оставшегося до включения нагрузки времени или слова «НОРМА», если нагрузка включена, а сетевое напряжение находится в заданных пределах;
• Удобное меню системных настроек, осуществляемых посредством четырёх клавиш.

Принципиальная электрическая схема в особых пояснениях не нуждается.

Отдельно следует упомянуть лишь о резисторах образующих делитель сетевого напряжения. Для повышения надёжности устройства верхнее плечо составлено из двух последовательно соединённых резисторов МЛТ-0,125 номиналом 510 кОм. А нижнее, для возможности грубой подстройки показаний вольтметра - из двух параллельно соединённых резисторов номиналами 15 кОм и 120 кОм.

В качестве ЖК-дисплея используется BC0802 или аналогичный 2-х строчный индикатор по 8 символов в строке. Трансформатор Т1 может быть любым малогабаритным с напряжением на вторичной обмотке около 12 В. и выходным током не менее 150 мА.

При выходе напряжения за заданные пользователем пределы устройство начнёт подавать прерывистый звуковой сигнал и на дисплее появится установленное значение времени автоматического включения, реле разомкнёт свои контакты и нагрузка обесточится. Звуковой сигнал можно отключить, войдя в соответствующее меню. По возвращении напряжения в установленные пользователем «ворота», прерывистый звуковой сигнал тут же отключится, и начнётся обратный отсчёт времени до включения защитного реле с соответствующей индикацией на ЖК-дисплее.

По окончании отсчёта, время на LCD будет заменено на слово «НОРМА», а защитное реле своими контактами подаст питание на нагрузку.

Измерение напряжения производится через 5 мс. после перехода через ноль.

При включении питания устройство защиты отобразит начальную заставку с указанием версии прошивки и трижды плавно мигнёт подсветкой в знак приветствия.

Навигация по меню предельно проста и интуитивно понятна. Нажатием кнопки SB1 – “Menu/Ok” осуществляется вход в системное меню и различные подменю, а так же сохранение настроек после выполнения регулировок. Кнопка SB2 – “Cancel/Reset” осуществляет перезагрузку устройства из основного режима работы и выход из меню или подменю без сохранения параметров. Кнопками SB3 – “-“ и SB4 – “+“ осуществляется переход, соответственно, к предыдущему или следующему подменю, а так же изменение параметров в сторону уменьшения или увеличения. Следует учесть, что в зависимости от длительности удержания кнопок SB3 и SB4, скорость изменения регулируемой величины имеет три различные градации. Если включён звуковой сигнал, то каждое нажатие клавиш сопровождается коротким «ПИКом» бипера.
При первом включении «SOKOL» самостоятельно запишет в ееprom микропроцессора значение настроек по умолчанию. Верхний и нижний пороги напряжений будут установлены равными соответственно 258 и 198 Вольт, время отключения нагрузок – 1 минута, звуковой сигнал – включён, яркость подсветки дисплея – 100%.

После включения питания на индикаторе сразу же отобразится действующее значение напряжения. Возможно, показания прибора будут отличаться от истинных значений, всё зависит от точности номиналов резисторов, образующих цепи делителей напряжений. Для исключения необходимости кропотливой «подгонки» резисторов, введена программная коррекция напряжений. Обновление показаний , для исключения «болтания» младшего разряда, производится один раз в секунду.

Настройку «SOKOLa» следует производить в следующем порядке: Сначала подключив образцовый вольтметр проверяют истинность показаний прибора. Если имеются значительные (более 5%) отклонения индицируемого напряжения от истинных значений, то подбором резистора R4 «подгоняют» показания. Следует учесть, что лучше пусть показания прибора будут немного занижены, чем завышены, так как при цифровой подстройке «софтовое» снижение показаний чревато соответствующим уменьшением верхнего предела измерений прибора. После губой подстройки входят в меню устройства и нажатием кнопок SB3 и SB4 добиваются точного соответствия показаний реальным значениям напряжений. Только после «подстройки» показаний и сохранения параметров нажатием кнопки SB1, можно приступать к настройке порогов срабатывания и других параметров.

Фузе биты микропроцессора AT Mega8 программируются исходя из следующих условий:

• WDT отключен;
• Включено тактирование от внутреннего генератора с частотой 8 МГц.;
• Включен детектор пониженного напряжения питания. Напряжение срабатывания установлено равным 4 В.

Положение остальных fuse-переключателей не принципиально для нормальной работы устройства.

ВНИМАНИЕ! Устройство имеет гальваническую связь с сетью переменного. Соблюдайте необходимые меры предосторожности при монтаже и настройке прибора. Автор не несёт ответственности за возможные последствия, включая травматизм, порчу оборудования, упущенную выгоду и т.п., связанные с использованием или невозможностью использования описанного в статье прибора.

В свободном доступе предоставляется демонстрационная версия прошивки. Отличия демонстрационной версии от полнофункциональной следующие:

- отсутствует начальная задержка на включение защитных реле (т.е. если напряжение в норме, реле включаются сразу же после первого цикла измерений),
- по окончании отсчёта времени отключения, повторное включение реле не производится (для включения реле необходимо после появления на дисплее слова «НОРМА» нажать кнопку SB2).

Скачать демонстрационную версию прошивки микропроцессора в формате hex (7 Кб). Загрузок: 233

Автор статьи: Филипович Алексей Игоревич E-mail: servissistemy (пёсик) narod.ru