Síťové napětí je přes pojistky F1, F2 přivedeno na kontakty dvou relé, z nichž jedno slouží pro spínání zátěže (K1) a druhé slouží k připnutí napájení k řídící elektronice (K2). Relé K2 je přemostěno tlačítkem Tl1. Za kontaktem relé K2 jsou zapojeny kondenzátory C1, C2 pro snížení síťového napětí na potřebnou úroveň. Rezistor R1 slouží k vybití těchto kondenzátorů po odpojení napájení, rezistor R2 tlumí proudový náraz způsobený nabitím kondenzátoru při připojení napájení (stisk tlačítka Tl1). Můstkový usměrňovač D1 usměrní napětí a po stabilizaci zenerovou diodou D2 je připraveno napájecí napětí 12V pro cívky relé a piezosirénku. Pro mikrokontrolér IO2 je třeba ještě stabilizované napětí 5V, které získáváme pomocí IO1 78L05 v klasickém zapojení. K mikrokontroléru je připojena LED D5, tlačítko Tl2 a přes posilovací tranzistory T1 – T3 piezosirénka a cívky relé K1, K2. Diody D3 a D4 chrání tranzistory před napěťovými špičkami, které se mohou indukovat na cívkách relé.

 

Popis funkce

Po připojení zařízení k síti jsou pod napětím pouze pojistky a kontakty relé, zátěž i řídící elektronika je odpojena. Po stisku tlačítka Tl1, které přemosťuje kontakt relé K2 je připojeno síťové napětí ke kondenzátorům C1, C2 a celému obvodu zdroje a napájecí napětí je přivedeno na mikrokontrolér, který okamžitě sepne relé K2 čímž si zajistí napájení i po uvolnění tlačítka Tl1. Zároveň tento start potvrdí pípnutím piezosirénky a pomalým blikáním LED D5. Nyní program bliká LED D5 asi 1 minutu a čeká na stisk tlačítka Tl2. Pokud není stisknuto, po 1 minutě krátce pípne a rozepne kontakt relé K2, čímž vypne celé zařízení. Pokud ale do 1 minuty stiskneme tlačítko Tl2, stisk je opět potvrzen pípnutím a mikrokontrolér sepne i kontakt relé K1, čímž připojí zátěž. LED D5 svítí trvale. Nyní mikrokontrolér měří dobu cca 10min a po této době 3x pípne a rozbliká rychle LED D5, čímž upozorňuje obsluhu, že je třeba stisknout do 1 minuty tlačítko Tl2, jinak dojde k odpojení zátěže. Pokud obsluha nestiskne tlačítko Tl2 do 1 minuty, zátěž je odpojena (potvrzeno dlouhým pípnutím a změnou rychlého blikání LED D5 na pomalé blikání) a mikrokontrolér čeká 1 minutu na stisk Tl2 (situace jako na začátku), kterým můžeme zátěž znovu připojit. Pokud tak neučiníme do 1 minuty rozpojí se kontakt relé K2 a celé zařízení se vypne. Krátkým stiskem tlačítka Tl2 kdykoli v průběhu cyklu dojde k nastavení doby čekání na maximální počáteční hodnotu (cca 10min + 1min), je tedy jedno, kdy stiskneme Tl2, nemusíme čekat až na rychlé blikání LED D5 a 3 pípnutí piezosirénky. Vždy po krátkém stisku Tl2 se začne počítat čas od začátku. Zároveň je možno kdykoliv odpojit zátěž a vypnout celé zařízení dlouhým stiskem Tl2. Dlouhý stisk a vypnutí celého zařízení signalizuje dlouhé pípnutí. Stavy zařízení, indikované diodou LED D5, jsou přehledně vypsány v tabulce. V případě, že by bylo třeba změnit čekací časy, lze tak učinit změnou v programu pro mikrokontrolér (k dispozici je zdrojový kód *.asm, *.hex soubor pro přímé programování mikrokontroléru a soubor projektu *.mcp pro MPLAB IDE v 6.xx) v sekci downloads pod článkem, součástí těchto archivů jsou i programy pro jiné časy (0,5 a 5 h). Program je velmi jednoduchý a díky komentářům by případné změny neměly být problémem ani pro úplné začátečníky v oblasti programování PIC. Nastavení konfigurace programování (power on reset – on, watchdog – on, zbytek off) je provedeno přímo ve zdrojovém kódu a programátor se nastaví automaticky (Použití obvodu watchdog vylučuje možnost, že by vlivem „zaseknutí“ programu mohla být zátěž trvale připojena).

 

Mechanická konstrukce

Zařízení je umístěno na jednostranné desce plošných spojů. Celek doporučuji umístit do krabičky Scame 686.205 o rozměrech 120x80x50 mm. Tyto krabičky jsou běžně k dostání v obchodech s elektroinstalačním materiálem. Na víku jsou umístěna tlačítka Tl1, Tl2 a LED D5. Zde je třeba upozornit, že jelikož je zařízení galvanicky spojeno se sítí musíme použít tlačítka dimenzovaná na síťové napětí (např. předepsaná PB303A od GM), stejně tak vodiče, které připojují tlačítka musí být dimenzovány na toto napětí. Tlačítka a LED jsou do desky připojeny pomocí konektorů X3, X4, X5 typu PSHxx. Z boků krabičky vychází kabely dvěma průchodkami. Jeden vodič slouží pro připojení zařízení do sítě a druhý k připojení zátěže. Celek je tedy jakýmsi průchozím dílem mezi zátěží a zásuvkou. Vodiče jsou s deskou propojeny konektory faston. Ochranu proti vytžení tvoří průchodky ve stěnách krabičky. Na vodiči k připojení do sítě je instalována síťová vidlice a na vodiči pro připojení zátěže je síťová zásuvka. Vidlice i zásuvka musí být v provedení pro pohyblivé přívody a musí mít ochranu proti vytržení. Ve směru k zásuvce je nejvýhodnější použít hotovou zalitou šňůru. Deska plošných spojů je v krabičce připevněna pomocí distančních sloupků se závitem, které jsou ke dnu krabičky přilepeny.

 

Stavba a oživení

Stavbu je třeba začít úpravou DPS převrtáním upevňovacích otvorů a otvorů pro součástky se silnějšími přívody. Pokud použijeme doporučenou krabičku je třeba nyní přilepit distanční sloupky ke dnu krabičky v potřebné rozteči, což zajistíme přišroubováním sloupků k desce a jejich přilepením ke dnu i s přišroubovanou deskou. Po zaschnutí lepidla desku opět odšroubujeme. Nyní zapájíme všechny součástky, mikrokontrolér zatím nevkládáme do patice. Ke konektorům X3, X4 a X5 připojíme tlačítka Tl1, Tl2 a LED D5. Zároveň vložíme pojistky do pojistkových držáků (pojistku F1 volíme podle odběru zátěže). Cesty na plošném spoji vedoucí od konektorů faston na vstupu přes relé K1 ke konektorům faston na výstupu pocínujeme případně nasílíme vodičem, pokud budeme používat zátěž s větším proudovým odběrem. Nyní je třeba vizuálně zkontrolovat plošný spoj, zda nevznikly cínové můstky mezi cestami. Zároveň doporučuji očistit plošný spoj od zbytků po pájení (např. přípravkem KONTAKT PCC). Nyní zkratujeme tlačítko Tl1 a při dodržení všech bezpečnostních zásad připojíme síťové napětí. Změříme napětí na zenerově diodě D2, které by se mělo pohybovat okolo 12V a také na pinech patice mikrokontroléru 1 a 8. Na pinu 1 musí být +5V proti pinu 8 (GND). Je li vše v pořádku, odpojíme napájení a do patice vložíme naprogramovaný mikrokontrolér. Nyní vyzkoušíme funkci zařízení podle popisu výše a před vestavěním plošného spoje do krabičky ho opatříme ochranným nástřikem (PLASTIK 70). Při připojování vodičů k desce nesmíme také zapomenout na správné připojení L, N a především propojení žlutozelených vodičů PE.

Upozornění: Zařízení je galvanicky spojeno se sítí. Dodržujte především při oživování veškeré bezpečnostní zásady. Začátečníci by k oživování zařízení měli přizvat zkušenější kolegy.

Seznam součástek

2x PFH02-02P
1x PFH02-03P
7x PFF02-01FG
1x DIL08PZ
1x KS-SH166
1x KS21SW WITH COVER
1x PB303A G
1x PB303A R
4x KDA6M3X10

Download a odkazy

Download zdrojových kódů programu - program.zip