Как стать автором
Обновить

Как мы контроллер управления элементами наружной рекламы делали (часть 1)

Время на прочтение5 мин
Количество просмотров5.4K
Всего голосов 20: ↑18 и ↓2+16
Комментарии29

Комментарии 29

коммутацию симистором не рассматривали?
Её отмели сразу из-за того, что очень длинные провода идут к рекламным конструкциям. Обычно около 50 м. Да и сам характер нагрузки очень разный. Изготовители рекламных конструкций используют различные типы источников питания и светящихся элементов. Поэтому и решили заложить реле. Кроме того, переключение происходит два раза в день, поэтому за ресурс мы не переживали.

Где то на хабре была статья про "правильную коммутацию", так там ставили симистор параллельно с реле. При замыкании — сначала щелкает симистор (с контролем перехода напруги через 0), затем реле, размыкание — в обратной последовательности.

Да, мы тоже как-то делали такие «гибридные» реле. Но там свои тонкости. Для симисторов или готовых твердотельных реле надо дополнительно снабберную цепь ставить. В общем опять приходим к тому, что не универсально получается. Нужно знать какая будет нагрузка. Поэтому самое дубовое это реле и контактор, взятые с запасом по току.
цитата из habr.com/ru/company/unwds/blog/390601
Причём при использовании современных симисторов, устойчивых к быстрым изменениям тока и напряжения (такие модели есть у всех основных производителей — NXP, ST, Onsemi, etc., наименования начинаются с «BTA»), снаббер не нужен вообще, ни в каком виде.
Реальность показывает, что ещё как нужен.
А откуда взялась табличка, по которой изменение cos(φ) с 0,6 до 0,4 уменьшает допустимый ток нагрузки более, чем на порядок? В даташите на реле таких данных нет.
В документации вот такое значение приведено:

В табличке мы его немного округлили.
Реально, мы сталкивались с тем, что у реле типа TRD-5VDC (и различных аналогов) контакты «залипали» при нагрузке даже в 150 Вт, когда этой нагрузкой были AC-DC преобразователи.
Забавно, что встроенный ККМ сильно дело не меняет.

Естественно не меняет, для сети он в момент старта что есть, что нет. Контакты заваривает именно при включении, т.к. конденсаторы в БП разряжены и развивается пусковой ток (inrush current). Он может быть 30-40 ампер легко, а в дешевых китайских поделках, которые забивают на пусковые цепи и больше…
Если коммутация произошла в момент достаточно большого мгновенного значения напряжения, то из-за дребезга контактов возникает дуга, которая оплавляет контакты, затем они смыкаются, остывают и свариваются.

На счёт пускового тока немного не соглашусь. Мы пробовали как-то ставить вот такой
модуль защиты контактов.
Он как раз для ёмкостных нагрузок предназначен. Так вот не особо он помогает. Реле типа TRD-5VDC залипают после сотни включений/выключений.
При этом, в случае коммутации нагрузок типа кондиционера, проблем нет никаких даже без всяких доп. модулей. После этого мы и занялись вопросом изучения косинуса фи :-)
А просто термистор не поможет?
Может помочь. Проблема в нашем случае в том, что точек установки устройств очень много, и они в разных городах. Нет возможности везде проверить условия. В нашем городе было три точки, мы их обследовали как смогли. В результате решили просто заложить реле с запасом, да ещё и контакторы на более мощную нагрузку. Некоторые устройства, кстати, работают уже непрерывно два года. Эту статьи я пишу уже исходя из некоторого опыта их эксплуатации.
Поможет, но остаётся небольшой процент там где плохой контакт и может пропадать частенько(искрить), там термистор ещё горячий когда — тоже всё плохо. Но при цене термистора в десяток рублей и простоте — везде их ставлю. Даже в дрель для плавного старта)
Ну формально это тогда не максимальный ток нагрузки, а рекомендуемый, если вы хотите гарантировано получить свыше миллиона срабатываний.
На выходе трансформатора стоит образцовый резистор, на котором мы измеряем падение напряжения.

Что то тут не так.
На трансформаторах напряжения не используются эталлонные резисторы и измерение падения напряжения.
Немного неверно мысль я сформулировал. На выходе стоит резисторный делитель. Его нагружаем трансформатором (у нас он выдаёт номинально 12В). А уже напряжение с делителя измеряем микроконтроллером. Реальная схема, правда, чуть посложнее, т.к. измеряем мы RMS. В следующей части статьи я приведу саму схему. Будет намного понятнее. Но суть в том, что мы делаем индивидуальную калибровку, поэтому абсолютное значение сопротивления резисторов нам не сильно важно (в определённых пределах).
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Ставить спец. микросхему для измерения параметров сети в данном случае это как из пушки по воробьям стрелять. Расчёт RMS делается в два десятка строчек кода на Си. Вся прошивка, включая стек TCP/IP и Web-интерфейс для настроек занимает около 40 кБ памяти микроконтроллера. Токовые трансформаторы можно покупать готовые, а можно намотать самому. Микротрансформатор для измерения напряжения также можно использовать любой (выходное напряжение большого значения не имеет). Всё это всегда доступно со складов поставщиков и стоит недорого.
По поводу переключения. Оно происходит дважды в день, поэтому усложнять схему без необходимости не стоит. Тут важнее надёжность, т.к. кабель выходит на улицу и там он может подвергаться внешним воздействиям. Линия питания для ЭНР в щитке защищена УЗО и обычными автоматами. Даже при жёстком КЗ ничего не выйдет из строя.

Насчет "Даже при жёстком КЗ ничего не выйдет из строя." я бы не был уверен. На 50 метрах кабеля автомат должен быть правильный очень, иначе он может отбить не сразу. А если ваш контроллер раньше автомата сообразит, что происходит перегрузка и попытается порвать ток КЗ маленькой релюшкой, то как минимум релюшку придется заменить.

Автомат с характеристикой C. При жестком КЗ он срабатывает за время не более 20 мс. Наше устройство усредняет показания за 200 мс, поэтому автомат при КЗ всегда сработает первым.

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Для этого и составляется чёткое ТЗ перед началом разработки. Исходя из этого выбирается элементная база. Но и оставшейся 30% программной памяти хватит на реализацию очень большого куска логики при необходимости. Это же микроконтроллер. Тут всё байтами измеряется.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

Во-первых, это 8-битный микроконтроллер. Во-вторых, реализация алгоритмов управления в подобных задачах вообще никак не зависит от битности.

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Код пишется на Си в любом случае. Поэтому битность процессора тут ни при чём. Да и себестоимость надо правильно считать. Она определяется не одним только микроконтроллером.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Дальше я расскажу какое в итоге получилось устройство и как мы организовывали обмен данными с нашим сервером.
Вот бы ещё увидеть, в какую сумму проект обошелся заказчику…
Один контроллер в серии обошёлся в 7500 руб. Разработка серверного ПО стоила примерно 5% от цены всей партии. Вся разработка заняла три месяца.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий