УПРАВЛЕНИЕ НАГРУЗКОЙ 220В АС С ПОМОЩЬЮ КОМПЬЮТЕРА

Эта статья будет интересна тем, кто немного знаком с программированием или пытается познакомиться и умеет держать в руках паяльник. В доме найдется много бытовых приборов, управлять которыми можно дистанционно по заданной программе.

 Несмотря на, практически, безграничные возможности современных персональных компьютеров, используемых дома, они, зачастую, остаются "вещью в себе". А можно ли заставить компьютер управлять какими-либо бытовыми устройствами? Можно! И сделать это может каждый, кто знает, с какой стороны держать рукой паяльник. В этой статье мы расскажем, как самостоятельно изготовить устройство, которое сможет управлять бытовыми приборами, питающимися от сети 220 вольт, будь то просто лампочка или электрический чайник.

 Подключать разнообразные устройства можно или внутри компьютера к различным шинам (например, ISA или PCI) или к внешним портам ввода-вывода. Чтобы свести риск выхода из строя дорогостоящих частей компьютера и упростить сам процесс подключения, остановимся на варианте внешних портов. Практически в каждом компьютере есть несколько последовательных портов COM и, обычно, один параллельный порт принтера LPT. Наиболее интересный в этом плане параллельный порт LPT, который проще в подключении и программировании.

 Остановимся на выборе схемы управления. Для коммутации переменного тока можно использовать электромеханические реле, но у них есть свои недостатки. Во-первых, при включении, реле потребляют значительный ток и для них нужен дополнительный источник питания. Во-вторых, сами механические контакты при переключении издают достаточно громкий звук и со временем могут подгореть. Да и электромагнитные реле не позволяют плавно регулировать мощность нагрузки. Наиболее удобно для управления использовать симистор (симметричный тиристор). В отличие от механических реле симисторы, являясь полупроводниковым прибором, не имеют механических контактов, работают бесшумно и могут коммутировать достаточно большой ток.

 На рисунке 1 представлена принципиальная схема устройства, управляющего маломощной нагрузкой, основанная на таком способе. Основа ее – оптосимистор DA1, сотоящий из светоизлучающего диода, симистора и схемы контроля перехода фазы через нуль (ZC).  Использование оптопары позволяет полностью развязать потенциалы компьютера и нагрузки. Такое включение предотвратит выход из строя дорогостоящего компьютера при неправильном включении или неисправности в устройстве. Схема контроля перехода фазы через нуль позволяет упростить управление симистором. Дело в том, что в нормальном состоянии симистор закрыт и ток через него не течет. Для того, чтобы его открыть, нужно подать на управляющий электрод импульс тока. Закрывается симистор в момент, когда ток через него становится равным нулю, то есть при изменении знака переменного напряжения. Чтобы мощность в нагрузке была максимальной, необходимо подавать открывающий импульс сразу после начала очередного полупериода, всего два импульса за период. Временные диаграммы работы симистора можно увидеть на рисунке 2. Меняя задержку от перехода фазы через нуль до начала подачи открывающего импульса на управляющий электрод, можно изменять мощность в нагрузке.