Inteligentny automat schodowy

Witam ponownie,
Wróciłem wreszcie z majowego weekendu i mogę lepiej skomentować wszystko (pisałem z telefonu i byłem poza moją pracownią więc nie mogłem nic skonfrontować).

nukedman , nie wiem o co Ci chodzi, poniżej jest schemat blokowy, wydaje mi się , że wg. wszelkich zasad:


Prostowanie jednopołówkowe jest możliwe , ale trzeba by zwiększyć pojemność kondensatora w zasilaczu aby dostarczyć więcej mocy. Przetwornica zwiększy napięcie ale nie doda mocy. Zwiększenie pojemności z kolei zwielokrotni problemy z lampami LED o czym pisałem przy okazji powielacza.
Jeśli chodzi o odległości na PCB to pomierzyłem jeszcze raz napięcia , napięcie sieci występuje w 2 miejscach:
- między nogami triaka, nie wiem jak zapewnić 3...4 mm skoro raster wynosi 2.54 mm , minimalna odległość między końcówkami to 1.1 mm, a triak jest na 600 V ?
- między masą i punktem "N" ale tu odległość jest ok 10 mm.
W pozostałych punktach napięcie nie przekracza 10 V.
Ta karkołomna stabilizacja D2 D4 ma swoje wytłumaczenie. Między VCC a napięciem sterującym powinna być dość duża różnica, dla skrócenia koniecznego czasu trzymania przycisku by wyzwolić cykl. Mogłem dać zenerkę 8.5 V rownolegle do C3, ale to by była trzecia wartość, dlatego wolałem zastosować 3.3+5.1 V i mam tylko 2 rodzaje zenerek.
Wyzwalanie tranzystora Q1 przez zenerkę, to jest prosty (prymitywny) komparator ale skuteczny. Co , miałem dać kolejną kość z komparatorem ? Zastosowanie komparatora z Attiny nie jest możliwe, przez przerwanie powerdown.
Ogólnie muszę powiedzieć , że układ działa prawidłowo i jest przeze mnie aktualnie testowany (kondensatory ceramiczne narazie dają radę).
Zuliczek - nie próbowałem jeszcze z wentylatorem, ale napewno to zrobię. Konieczna będzie drobna modyfikacja programu. Jak mi się to uda to opiszę tutaj.

koczis_ws wrote:

Prostowanie jednopołówkowe jest możliwe , ale trzeba by zwiększyć pojemność kondensatora w zasilaczu aby dostarczyć więcej mocy.

Wystarczy mniej jej marnować na np. transoptor.

koczis_ws wrote:

Jeśli chodzi o odległości na PCB to pomierzyłem jeszcze raz napięcia i okazało się że napięcie sieci występuje w 2 miejscach:
- między nogami triaka, nie wiem jak zapewnić 3...4 mm skoro raster wynosi 2.54 mm , minimalna odległość między końcówkami to 1.1 mm, a triak jest na 600 V ?

Creepage zwiększa się slotami w płytce. Pooglądaj sobie jakieś fabryczne płytki z triakami i innymi komponentami pracującymi na sieci.

koczis_ws wrote:

- między masą i punktem "N" ale tu odległość jest ok 10 mm.

A na tych nieszczęsnych ceramikach masz ile?

koczis_ws wrote:

Wyzwalanie tranzystora Q1 przez zenerkę, to jest prosty (prymitywny) komparator ale skuteczny. Co , miałem dać kolejną kość z komparatorem?

Nie potrzebujesz tam nawet tranzystora. Wystarczyłby dzielnik (lub rezystor z zenerką, jak potrzebujesz "precyzji"), resztę może załatwić próg wejścia mikrokontrolera.

koczis_ws wrote:

Ogólnie muszę powiedzieć , że układ działa prawidłowo i jest przeze mnie aktualnie testowany (kondensatory ceramiczne narazie dają radę).

To jest po prostu bardzo ryzykowna sprawa, być może nie tutaj bo i tak układ działa w szereg z obciążeniem. Inna rzecz, to to, że jak bez tego urządzenia zewrzesz oświetlenie to po prostu wywalisz bezpiecznik w instalacji. Z tym urządzeniem najpierw z dużym hukiem zedrzesz czapkę z triaka.

Kondensator ceramiczny wielowarstwowy, oprócz tego że ma trochę małe dystanse, jest skonstruowany z takich dwóch "grzebieni" jako elektrod (rysunki możesz znaleźć w necie). Te grzebienie są na tyle niedaleko od siebie, że łatwo o zwarcie spowodowane naprężeniami na PCB. Zwarcie jednego z "ząbków" tych "grzebieni" to zwarty kondensator, a więc i cały zasilacz. O takie naprężenia nie trudno, montaż na PCB, potem w ścianie robią swoje. Kondensator taki łatwo można też załatwić przepięciem. Specjalnie do takich celów zaprojektowane kondensatory są certyfikowane do użycia z wysokimi napięciami i mogą się same "uleczyć" przy przebiciu (tracąc ułamek pojemności). Poczytaj o tym jeśli interesują Cię szczegóły.

No dobra zmienię te nieszczęsne ceramiki na właściwe dla bezpieczeństwa, ale dodatkowo dodam bezpiecznik w zasilaniu, on powinien też pomóc przy ceramikach.

Dodano po 11 [godziny]:

[quote="nukedman"]...

koczis_ws wrote:

- między masą i punktem "N" ale tu odległość jest ok 10 mm.

nukedman wrote:

...
A na tych nieszczęsnych ceramikach masz ile?

Tyle ile ma długości kondensator czyli ok 3 mm i on jest na 500 V.
[quote="nukedman"]...

koczis_ws wrote:

Wyzwalanie tranzystora Q1 przez zenerkę, to jest prosty (prymitywny) komparator ale skuteczny. Co , miałem dać kolejną kość z komparatorem?

nukedman wrote:

...
Nie potrzebujesz tam nawet tranzystora. Wystarczyłby dzielnik (lub rezystor z zenerką, jak potrzebujesz "precyzji"), resztę może załatwić próg wejścia mikrokontrolera.

Uwierz mi, że ten układ nie powstał w jeden wieczór. Jest owocem wielu przemyśleń, obliczeń i prób. Jak byś dokładniej przeanalizował pracę układu i przeczytał to co napisałem wcześniej to byś zrozumiał po co jest ten tranzystor.
Procesor w powerdown ma wyłączone ADC i inne funkcje. Aby go wybudzić musimy podać stan niski na wejście PCINT0 albo RESET. Wynika z tego, że sygnał napięciowy przycisków musi być odwrócony i utworzony poza procesorem. Bez usypiania procesora układ działał niestabilnie, czyli czasami reagował prawidłowo na stan przycisków a czasami wykonywał reset.

Ciekawy model. Jednak mam pytanie do autora: Co by było, gdyby odwrócić logikę?
Mam na myśli stan zasilania układu tylko w momencie przyciśnięcia dowolnego włącznika światła... Po drugie: układ taki ładuje się szybko i na starcie pobudza dodatkowy układ klucza (z triakiem na mały prąd), ale służącego tylko do zasilenia układu (nie żarówek na wyjściu). Pozwalałoby to na dowolne następstwo zdarzeń, czyli włączenie żarówek na dowolny czas, przejście w tryb programowania czasu itp. Na koniec - powiedzmy, że po odmierzeniu czasu i zakończeniu "świecenia" czy programowania, układ wyłącza własne ładowanie (dodatkowy triaczek) i przechodzi do zupełnego odłączenia się od sieci...
Właśnie - cała ta zabawa po to, żeby w stanie wyłączenia całego układu nie było poboru prądu w ogóle, takie prawdziwe 0 uA

Myślałem też o czym takim ale po wstępnych pracach wyszło mi to trochę bardziej rozbudowane i porzuciłem ten pomysł. Problemem jest np. kod wywołany dowolnym przyciskiem i wplątanie tego do programu. Może warto by było do tego wrócić , pomyślę jak znajdę trochę czasu. Oczywiście takie całkowite 0 uA nie jest możliwe, bo choćby układ śledzący stan przycisków musi być czymś zasilany.
Może tak wprost tego nie napisałem, ale mój układ musi pobierać jak najmniej prądu w czasie czekania bo ten prąd płynąc przez żarówki może powodować niepożądane żarzenie włókna. Natomiast w czasie świecenia pobór prądu nie ma znaczenia bo i tak płynie równolegle z załączonym triakiem.
A teraz parę wyników pomiarów jakie wykonałem.
Pobór prądu w spoczynku 12 mA, powoduje to wystąpienia napięcia ok. 1 V na żarówce 40 W i brak żarzenia włókna. Na lampie LED 3 W występuje napięcie 43 V i lampa lekko świeci. Równoległy z lampą filtr 550 nF + 100 OM lub zwykła żarówka minimum 15 W gasi LED.
Sam układ sterujący (bez triaka) pobiera w spoczynku 7 mA, a w czasie świecenia 12 mA (te różnicowe 5 mA to zasilanie optotriaka).
A teraz ciekawostka. Wykonałem układ zasilacza jednopołówkowego tak promowanego przez 'nukedman'. Oto wyniki pomiarów.
Układ włączony w to samo miejsce o takich samych wartościach elementów i zasilający tylko samego siebie pobierał w spoczynku 25 mA co dawało na żarówce 40 W napięcie 94 V (trzeba pamiętać o nieliniowości rezystancji żarówek w funkcji temperatury). Oczywiście włókno żarzyło w sposób widoczny nawet przy świetle dziennym.
Wytłumaczenie jest proste. Mój zasilacz z tym "karkołomnym" połączeniem zenerek pobiera prawie tyle prądu ile potrzebuje, straty to tylko 5 mA. Zasilacz jednopołówkowy pobiera prąd zawsze, nawet gdy nie ma obciążenia bo kondensator musi być cały czas przeładowywany a tylko jedna połówka idzie dalej.
Jeszcze jedno odnośnie prostego wyzwalania triaka. Próbowałem to z zasilaczem jednopołówkowym. Działa , ale tylko wtedy gdy podaję sygnał na bramkę przyciskiem z VCC. Ale jak dam diodę szeregowo to załącza tylko jedną połówkę sinusoidy.
Niestety niezalecona wszędzie praca triaka Q1/Q4 okazała się fiaskiem, co było do przewidzenia. Najpewniejszą jest praca Q1/Q3 jaką daje optotriak. Można by kombinować Q2/Q3 ale to jest bardziej rozbudowane, zajmuje więcej miejsca na PCB i jest droższe niż MOC 3020. Pobór prądu przez MOC nie jest problemem ani dla zasilacza , ani dla ATTINY.

koczis_ws wrote:

Można by kombinować Q2/Q3 ale to jest bardziej rozbudowane, zajmuje więcej miejsca na PCB i jest droższe niż MOC 3020.

Dlaczego Kolega tak uważa?? Wydaje mi się że jedyna różnica polega na "zmianie koncepcji" zasilacza, który nie ma GND i "+", tylko GND i "-". Wówczas, sterujemy bramą triaka impulsami ujemnymi.
Wydaje mi się, że nawet Atmel miał jakiś dokument opisujący budowę takiego sterowania, natomiast teraz odkopałem dokument od ST o symbolu AN392 który opisuje taki sposób sterowania.
Co nie zmienia faktu, że może nie nadać się w tym zastosowaniu.

Zuliczek wrote:

koczis_ws wrote:

Można by kombinować Q2/Q3 ale to jest bardziej rozbudowane, zajmuje więcej miejsca na PCB i jest droższe niż MOC 3020.

Dlaczego Kolega tak uważa?? Wydaje mi się że jedyna różnica polega na "zmianie koncepcji" zasilacza, który nie ma GND i "+", tylko GND i "-". Wówczas, sterujemy bramą triaka impulsami ujemnymi.
Wydaje mi się, że nawet Atmel miał jakiś dokument opisujący budowę takiego sterowania, natomiast teraz odkopałem dokument od ST o symbolu AN392 który opisuje taki sposób sterowania.
Co nie zmienia faktu, że może nie nadać się w tym zastosowaniu.

Tylko, że to wymaga zasilacza jednopołówkowego a jego wady wykazałem w poprzednim poście.

Dodano po 12 [minuty]:

cpkpiotr wrote:

Ciekawy model. Jednak mam pytanie do autora: Co by było, gdyby odwrócić logikę?
Mam na myśli stan zasilania układu tylko w momencie przyciśnięcia dowolnego włącznika światła... Po drugie: układ taki ładuje się szybko i na starcie pobudza dodatkowy układ klucza (z triakiem na mały prąd), ale służącego tylko do zasilenia układu (nie żarówek na wyjściu). Pozwalałoby to na dowolne następstwo zdarzeń, czyli włączenie żarówek na dowolny czas, przejście w tryb programowania czasu itp. Na koniec - powiedzmy, że po odmierzeniu czasu i zakończeniu "świecenia" czy programowania, układ wyłącza własne ładowanie (dodatkowy triaczek) i przechodzi do zupełnego odłączenia się od sieci...
Właśnie - cała ta zabawa po to, żeby w stanie wyłączenia całego układu nie było poboru prądu w ogóle, takie prawdziwe 0 uA

Po przemyśleniu wydaje się to realne, tylko wymagane jest odwrócenie sygnału bo zwarcie styków przycisku odcina zasilanie a my musimy coś pobudzić i to coś musi pobierać prąd spoczynkowy. Najłatwiej taką ideę zrealizować w klasycznym automacie schodowym, który jest zasilany osobno ale to nie jest zgodne z moimi założeniami.

26.05.2017

Żywotność kondensatorów ceramicznych okazała się jednak niska. Po kilkunastu dniach ich pojemność spadła i z oświetlenia zrobił się stroboskop . Podobnie w drugim egzemplarzu, ale przebicia (zwarcia) nie było.
Wymieniłem na taki jak na zdjęciu i jest OK.

No i stała się rzecz dziwna ? Po ponad tygodniowej , normalnej pracy nagle przestał działać. Wczoraj wieczorem jeszcze było OK a dziś rano nie działa tzn. nie podtrzymuje świecenia po wciśnięciu przycisku. Wymontowałem go i podłączyłem do stanowiska testowego i rzeczywiście nie działa. Napięcie zasilania 5 V jest, czyli kondensator odpada, sprawdzam wyjście z Tiny i nie ma sygnału sterującego optotriakiem. Podłączyłem do komputera i zweryfikowałem kod, jest OK. Sprawdziłem zawartość EEPROM i jest OK. Wypiąłem i ponownie podłączyłem do stanowiska testowego i . . . działa normalnie. Nic nie robiłem poza tą weryfikacją programu.
Co to mogło być ???

Bogdan K wrote:

Inteligencja to bardzo ogólna zdolność umysłowa, która obejmuje m.in, umiejętność rozumowania, planowania, rozwiązywania problemów, myślenia abstrakcyjnego rozumienia złożonych kwestii, szybkiego uczenia się oraz uczenia się na podstawie osobistych doświadczeń. Kolego zaprezentowałeś ciekawe rozwiązanie automatu schodowego ale na pewno nie jest on inteligentny to że zaprezentowane urządzenie wykonuje parę czynności nie można o nim powiedzieć że jest Inteligentnym urządzeniem.

Kolego, powtarzasz się, może więcej lecytyny . Ta "metafora" o inteligencji została wyjaśniona w poście #5

koczis_ws wrote:

No i stała się rzecz dziwna ? Po ponad tygodniowej , normalnej pracy nagle przestał działać. Wczoraj wieczorem jeszcze było OK a dziś rano nie działa tzn. nie podtrzymuje świecenia po wciśnięciu przycisku. Wymontowałem go i podłączyłem do stanowiska testowego i rzeczywiście nie działa. Napięcie zasilania 5 V jest, czyli kondensator odpada, sprawdzam wyjście z Tiny i nie ma sygnału sterującego optotriakiem. Podłączyłem do komputera i zweryfikowałem kod, jest OK. Sprawdziłem zawartość EEPROM i jest OK. Wypiąłem i ponownie podłączyłem do stanowiska testowego i . . . działa normalnie. Nic nie robiłem poza tą weryfikacją programu.
Co to mogło być ???

Sytuacja się powtórzyła po kilku dniach. Zwykły reset uruchomił go ponownie, czyli wygląda na to , że się procesor zawiesza. Muszę dorobić Watch doga. Tylko nie wiem czy nie będę musiał zrezygnować z czegoś żeby zwolnić trochę pamięci do jego obsługi. Chyba, że zrobić jakiś auto reset sprzętowy. Jakieś pomysły?

Dodano po 12 [godziny] 11 [minuty]:


Ustawiłem Watchdoga, nawet poszło bez bólu . Testuję dalej.

Witam ponownie,
Po 5 miesiącach testowania układ działa prawidłowo. Ale musiałem trochę zmienić założenia i w związku z tym program.
Po pierwsze zrezygnowałem z programowania czasu przyciskami oświetlenia, Niestety ktoś się bawił i ciągle musiałem poprawiać. W zamian dorobiłem przycisk programowania na płytce. W końcu ten czas ustawia się raz i tak już zostaje.
Zmieniłem kod włączania "na stałe" z 3 do 5 kliknięć. Okazało się , że wielu ludzi ma już tak "w genach" że nie kliknie raz tylko cyka przyciskiem kilka razy (najczęściej 3 razy). To jest chyba nawyk ze starych , mechanicznych automatów, które nie włączały się od razu.
Zmieniłem sposób gaszenia światła z kodu 3 kliknięcia na min. 3 sekundowe przytrzymanie przycisku. Możliwe to się stało po włączeniu watchdoga, którego timer działa również w trybie powerdown. Po 3 sek następuje reset procesora i po puszczeniu wykonuje się pierwsza funkcja , czyli gaszenie światła z powiadomieniem (2 mignięcia i 15 sek. zwłoka).
Odnośnie kondensatora w zasilaczu, to najlepiej się sprawują wymontowane z "żarówek" LED. Są niezawodne. Inne , niby przystosowane do AC po pewnym czasie wywołują stroboskop. Po "odpoczynku" znowu jakiś czas pracują poprawnie i znowu nawalają. I tak w kółko.

Zuliczek wrote:

Jak widzą koledzy zastosowanie tego układu z wentylatorami łazienkowymi?? Konkretnie w układzie szeregowym, czyli aktualnie używanym przez Autora (wersja bez rozdzielonych N i N2)??
Zastanawia mnie, jak zachowa się wentylator przy opóźnieniu załączania i czy układ z tego co pozostanie się zasili (w tym przypadku, obciążenie jest indukcyjne, a jak wiemy prąd "wyprzedzi" napięcie).

Psia kość zapomniałem o tym. Teraz przeglądając wątek przypomniałem sobie.
Wykonałem więc test i tak. Sam wentylator (taki łazienkowy) podłączony do układu nie działał, nawet nie było zasilania na układzie, co zresztą było do przewidzenia przy obciążeniu indukcyjnym (klasyka). Ale po odfiltrowaniu działa perfekcyjnie. Jako filtr zastosowałem szeregowo połączony kondensator 0.55 uF (400 V , AC) i rezystor 100 OM , 0.5 W i połączone równolegle do wentylatora. Równie skutecznie pomaga równolegle połączona zwykła żarówka min. 25 W (mniejszej nie miałem). Z tym, że żarówka 25 W lekko żarzyła bo napięcie na niej wynosiło ok. 50 V. Przy sześćdziesiątce żarzenia nie było bo napięcie wynosiło ok.20 V.