Исполнительные элементы модуля Arcadia 1 и 2


Мы изучили основу любого модуля управления бытовой техники — блок питания. Это очень важный и первостепенный узел, который необходим для любого микроконтроллера, и чтобы лучше понять принципы давайте возьмем за пример модель монархического государства. В таком государстве есть царь/король(процессор) или управляющая элита (микроконтроллер) в которой весомую роль имеет монарх. Т.е. в составе микроконтроллера всегда есть процессор, который не взаимодействует с внешним миром, только с элементами своей микросхемы. Основной принцип существования государства это деньги и их регулярность, о чем мы говорили в прошлых двух уроках (блок питания).

запуск uln2003 на макетной доске.jpg


Каким бы великим не был правитель, без своих подданных (симистор, реле) и беспрекословного выполнения его команд он ничто. Вряд ли гитлер или наполеон был сильнее любого своего солдата или командира подразделения, но все они в него верили и беспрекословно выполняли команды. Правитель не может отдавать команды напрямую исполнителю, для этого существуют посредники, которые находятся между ними. Представим что наш царь очень стар и не может говорить громко, поэтому у него есть два вида приближенных лиц. Исполнители и Наблюдатели, одни исполняют волю царя усиливая малейший шёпот и желание, вторые наблюдают за исполнением, находят несогласных и мятежников, все записывают и шепчут на ухо правителя. Очень часто от рук наблюдателей и страдает царь, а в нашем случаем микроконтроллер.



работа реле.jpgПринцип работы реле на макетной плате


Рубильник 21 века — электромагнитное реле


Исполнительные элементы модуля управления стиральной машины состоят из реле и симисторов. Реле это элемент автоматического устройства (а стиральная машина у нас автоматическая), которое замыкает или размыкает цепь. Там где нагрузка достаточно высокая применяют именно реле, так как включать нагревательный элемент через симистор очень дорого и не надежно. Большинство реле в модулях управления питаются постоянным током от блока питания, т. е. для их включения используется напряжение с блока питания, а управляют они напряжением напрямую из сети. При этом напряжение питание реле не обязательно стабилизировать, так как из первого урока видно работу реле на 5-6 вольтах вместо положенным 12 вольт, но по расчетам конструктором при 12 вольтах прижим контактов будет самый оптимальный и они не будут подгорать, но очень часто эти расчеты дают сбой или же происходит механический износ и контакты реле все же подгорают, что создает проблемы в модуле.

Полупроводники вместо кучи реле и рубильников


Симистор это полупроводниковый элемент, который по принципу очень похож на реле, но в отличие от него имеет три контакта, а не пять, назовем их вход, выход и управление, хотя но уму это некорректно, но моя задача объяснить, а не блеснуть умом, что дело до профессора который говорит наверное очень умные и важные вещи, если его никто не понимает, а Вот шут может высмеять кого-то и показать со стороны так, что он поймет и задумается, поэтому я не боюсь быть шутом и называть TNY шимкой или не анод/катод, а вход/выход, делается это исключительно для увеличения числа тех кто понял и усвоил материал и я прошу у Вас прощение, если где-то написал или сказал неточность, возможно это сделано осознанно...

силнал до и после uln.jpgСигнал на включение реле двигателя до и после ULN2003


Промежуточные усилители сигнала


Для работы реле на большинстве плат требуется напряжение 12 или 24 вольта, а микроконтроллер может обеспечить только 3.3 или 5 вольт, как же быть в этом случае?
Для усиления сигнала контроллера используются транзисторные ключи или сборки таких ключей в одном корпусе, как например широко известная микросхема ULN2003.

https://alexragulin.ru/img/lesson/11/11a2d8cc9cae1a54b9fbe6d96bd107d420210328111230.jpg

Схема управления периферией с помощью реле 1



Так же, как и для реле для симисторов часто недостаточно слабого сигнала микроконтроллера и его усиливают точно таким же образом.

https://alexragulin.ru/img/lesson/de/dee25ff97ea2c7c28be01c606ff450a620210328111229.jpg

Схема управления периферией с помощью реле 2


Справедливости ради, скажу, что на некоторых платах, например, на рассмотренной в предыдущем уроке EVO 2, симисторы КЭНов и УБЛ управляются напрямую от микроконтроллера, в этом есть большой недостаток: при повреждении(сгорании) симистора может быть повреждён микроконтроллер, а например на Аркадиях, где симисторы управляются транзисторными ключами, вероятность повреждения контроллера значительно ниже.

https://alexragulin.ru/img/lesson/0e/0ee25bcb48948044561e612d11d479cd20210328111229.jpg

Схема управления периферией с помощью маломощных симисторов2


На данных схемах представлены типовые узлы таких усилителей, они подобны практически на всех блоках управления, изменяются лишь номиналы, и то незначительно

https://alexragulin.ru/img/lesson/bf/bf3c6a38e56b8261a7e6ce3c987cbaf020210328111229.jpg

Схема управления периферией с помощью маломощных симисторов1


*Лайфхак: Если у Вас сгорел симистор КЭНа или например, сливной помпы и номиналы не видны, в большинстве случаев номиналы можно посмотреть на подобном же узле на этой же плате, например на цепи управления 2 КЭНом, т. к. они строятся аналогично.

Регулировка оборотов двигателя


Если симистор может иметь только два состояния, вкл и выкл, то как он регулирует обороты двигателя? На помощь приходит фазоимпульсная регулировка мощности. (считаю что один раз стоит упомянуть название для общего развития)

сравнение стирки и отжима.jpgСравнение работы симистора двигателя на разных оборотах

Мы рассмотрели исполнительные элементы модуля управления и в следующем уроке рассмотрим наблюдательные элементы, но перед этим немного рассмотрим разновидности модулей Arcadia 1 - Arcadia 2 и вспомним основные их неисправности

Разновидности модулей Arcadia ½


Ключевое отличие Аrcadia первой версии от второй в микроконтроллере, так на первой версии стоял MC9S08GB60A (Freescale семейство HCS08), а во второй Аrcadia r5f21276 (Renesas семейство R8C), относительно этого делятся версии Arcadia, у которых есть еще Arcadia 3 и Windy(см. следующий урок)

версии arcadia.jpgВерсии Arcadia по пинам и УБЛ

По пинам
В свою очередь семейство Arcadia 1 делится на две группы по разъему J5 (датчик NTC и КЭН), бывают 8 пиновый и 9 пиновый модуль (пин — это контакт), Arcadia 2 не встречается с 8 пиновым разъемом J5

По блокировке
В качестве вектора деления модулей так же можно понимать устройство блокировки люка, о чем мы писали в одной из статей, и встречаются три разновидности:

1. Версия без диодов и без нулевого резистора (Arcadia 1 8 PIN и Arcadia 1 9 PIN)
2. Версия с диодами, но без нулевого резистора (Arcadia1 9 PIN и Arcadia 2)
3. Версия с нулевым резистором для быстрой блокировки (Arcadia 2)

По блоку питания
Субблоки питания в модуля Arcadia были в двух вариантах, первый вариант на TNY264 о которой мы говорили в прошлом уроке, а второй на полевом транзисторе 1NK60Z, последние мы не рекомендуем использовать и всегда стараемся заменить на TNY, так как они проще в ремонте и на наш взгляд более надежны.

Основные неисправности модулей Arcadia 1 и 2 мы перечислим и разберем в открытой статье и видео в конце недели, так мы стараемся давать часть информацию в открытом доступе, чтобы те у кого нет возможности оплатить курсы тоже получили часть информации, ну и конечно же давая часть информации в открытом доступе мы рекламируем полный курс, в чем нет ничего плохого, так как именно благодаря Вашей оплате мы имеем возможность оплатить аренду и работу специалистов, за что Вам большое спасибо

Комментарии и вопросы