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什么是微控制器?使用微控制器的远程控制断路器!

发布时间:2021-12-27 18:17:18点击量:

  我们经常遇到这样的情况,我们想通过按下计算机程序上的一些按钮来打开电力负载。考虑一个例子,您坐在发电厂中,想要远程打开断路器。使用微控制器可以实现远程控制断路器。我们将讨论如何使用微控制器制作遥控断路器。


  一、微控制器


  微控制器是一种IC,它具有理解通过通信协议从PC接收到的命令的智能。微控制器具有不同的通信协议来与PC通信,如串行、以太网和CAN(控制器局域网)通信协议。微控制器有许多外设,如GPIO(通用输入输出)引脚、ADC(模数转换器)、定时器、UART(通用异步接收器发送器)和以太网以及更多与外部世界通信的外设。微控制器的数字输出是低电流信号。


  当您将引脚设置为高电平时,该引脚上的电压通常为+3.3V或+5V,它可以提供或吸收的电流约为30mA。如果您控制的LED要求很小,这很好。如果我们想通过微控制器引脚控制断路器,那么我们需要一个驱动器,该驱动器可以为负载提供所需的电流量以进行开启。您需要在微控制器和用小电压和电流控制的设备之间安装一个组件。继电器和晶体管最常用于此目的。

什么是微控制器?使用微控制器的远程控制断路器!(图1)

  二、晶体管


  晶体管在此应用中用作驱动器,它为继电器提供所需的电流,使其在饱和模式下打开。


  三、电阻


  电阻器用于限制LED、晶体管中的电流。


  四、引领


  发光二极管用于指示断路器是打开还是关闭。


  五、继电器


  继电器是一种用于控制大功率电气负载(如断路器、电机和电磁阀)的开关。普通开关无法处理高功率负载,这就是为什么使用继电器来控制高功率电气负载的原因。


  微控制器遥控断路器的工作原理:


  当向微控制器发出打开负载的命令时,微控制器引脚设置为3.3V(在上述电路中),从而打开NPN晶体管。当晶体管导通时,电流从晶体管的集电极流向发射极,从而驱动继电器,继电器将交流电压连接到断路器,从而打开断路器。


  LED用于指示断路器是打开还是关闭。当微控制器引脚为高电平时,LED亮起(断路器开启),当微控制器引脚为低电平时,晶体管处于关闭状态,没有电流流过继电器线圈,断路器关闭,LED也关闭。


  保护二极管:


  当继电器关闭时,会产生反电动势,如果反电动势的幅度大于晶体管的VCEO电压,则会损坏晶体管。为了保护晶体管以及微控制器的数字输出,使用了一个二极管,该二极管在继电器关闭时导通。这也称为续流二极管。


  设计:


  假定的微控制器在引脚为高电平时提供3.3V,在引脚为低电平时提供0V。选择12 V和360欧姆线圈电阻的继电器,然后继电器接受的电流打开

什么是微控制器?使用微控制器的远程控制断路器!(图2)

  这是继电器的额定电流。


  LED(正向电压=1.2 V)需要大约20mA电流然后电阻R LED

什么是微控制器?使用微控制器的远程控制断路器!(图3)

  R LED值可选择为500Ω。


  ř乙可以被选择为4K,得到更多的基极电流的晶体管的GUI(图形用户界面):一个GUI可在高级语言开发(例如C#),它使用UDP(用户数据报协议),以与微控制器在PC通信。下面是通过UDP协议控制微控制器数字输出的GUI。

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