Амбиент Лигхт Монитор: Зеро-Цросс Детецтион

Ambient Light Monitor Zero Cross Detection (Јун 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Амбиент Лигхт Монитор: Зеро-Цросс Детецтион


Део 4 у серији "Како направити монитор за амбијенталну светлост"

Препоручени ниво

Интермедиате

Претходни чланак у овој серији

  • Амбиент Лигхт Монитор: приказ мерења на ЛЦД екрану
  • Амбиент Лигхт Монитор: Разумевање и имплементација АДЦ-а
  • Амбиент Лигхт Монитор: мерење и тумачење нивоа светлости амбијента

Потребан хардвер / софтвер

  • СЛСТК2000А ЕФМ8 евалуациона плоча
  • Интегрисано развојно окружење Симплицити Студио
  • Компоненте наведене у БОМ

ОписКоличинаДиги-Кеи п / н
Бреадбоард1377-2094-НД
Жичане жице за повезивање на прикључак51471-1231-НД
Детектор амбиенталног светла1425-2778-НД
4.7 кΩ отпорник14.7ККБК-НД
ОП-амп опште намене1ЛТ1638ЦН8 # ПБФ-НД
0.1 μФ кондензатора4399-4266-НД
Компаратор1ЛТЦ1440ЦН8 # ПБФ-НД
1 МΩ отпорник11.0МКБК-НД
10 кΩ отпорници210ККБК-НД
2.2 кΩ отпорник12.2ККБК-НД
Напајање 12 В АЦ / АЦ на зиду1Т1007-НД
5 В АЦ / ДЦ напајање на зид11470-2771-НД

Преглед пројекта

У претходном пројекту успели смо да генеришемо и дигитализујемо поуздана мерења амбиенталног светла коришћењем оптичког сензора ГА1А2С100. Постоје различити начини на које можемо користити ове мјерења: на примјер, процјену осветљености у затвореном у односу на вријеме дана и временске услове, праћење кориштења вјештачког осветљења станара или повезивање нивоа амбијенталне свјетлости са различитим типовима сијалица или сијалица. Проактивнија апликација је да користите податке о амбијенталном светлу како бисте у реалном времену прилагодили количину освјетљења коју пружа свјетло. Другим речима, можемо да имплементирамо димер сијалице који се контролише не помоћу ручног прекидача, већ од стране ЕФМ8, на основу мерења амбиенталног светла из ГА1А2С100.

Наш димер затварача се састоји од два главна дијела. Прво је круг за откривање нултог крста који даје дигитални сигнал ЕФМ8 сваки пут када АЦ улазни напон прелази 0 В. Друго је управљачки круг у којем ЕФМ8 користи уређај који се зове триак да би се ограничила количина преноса струје АЦ кроз лампу. Круг за откривање нултог крста омогућава ЕФМ8 да синхронизује свој сигнал триац погона са почетком АЦ циклуса, а повећањем или смањењем кашњења између почетка циклуса и сигнала који омогућава триац, фирмвер може контролисати просечну снагу испоручен на лампу. У следећем чланку ћемо размотрити контролни круг на бази триака; Овде ћемо се фокусирати на део за детекцију нула крста. Напомена: ова димерна изведба је намијењена за жаруље са жарном нити-стандардне компактне флуоресцентне сијалице нису компатибилне са овим склопом.

Компаратори

Компаратори су можда донекле занемарени у овом добу опскрба са једним снабдевањем, опсегом и железницом у потпуности интегрисаним АДЦ-има. Али компаратори и даље имају своје место: они су оптимизовани за своје наведене циљеве, упоређујући, не повећавајући се - и понекад садрже такве корисне функције као интегрисана напонска референца и погодно подешавајућа хистереза. У овом кругу ћемо користити ЛТЦ1440 од Линеар Тецхнологи, која укључује само поменуте особине, као и одвојене игле за сигнално тло и негативно снабдевање. То значи да можемо користити биполарне (тј. +/- 5 В) снабдевање, али још увијек имамо излазни сигнал компаратора који се односи на земљу; ово је важно, јер не желимо да пошаљемо -5 В на ГПМ пин генерал пурпосе инпут (ГПИО). Кругови о којима се говори у овом чланку користе овај одвојени референтни пин пин, због чега се излази прелаз између +5 В и 0 В, а не +5 В и -5 В. Позитивна снабдевање 5 В није проблем јер ЕФМ8 ГПИО коло, мада је напајање 3.3 В, је дизајнирано да безбедно прихвати 5 В улаз.

Снага

Теоретски, овакво коло за димер би радило на стандардној снази од 120 В која излази из електричне утичнице. Али не желимо да доведемо 120 В на маску (прва сигурност), и нама нам не треба таква снага само да би се демонстрирала функционалност кола. Стога ћемо довести АЦ напон користећи 12 В зидни носач АЦ / АЦ трансформатора.

Са идеалним синусним улазом, излаз је следећи:

Иако је сигнал од интереса (тј. Теоретски безобразовани 60 Хз синусни талас) чини само једну транзицију изнад или испод прага компаратора (у овом случају, 0 В), сигнал буке узрокује лажне улазне транзиције које доводе до једнако лажног излаза транзиције. Наравно, шум од 100 кХз у овом примеру би се лако могао потиснути помоћу нископропусног филтера, али стварни улазни сигнал може бити угрожен многим фреквенцијама буке као и непредвидивим транзијентима. Стога се прелазимо на хистерезу, која у овој конкретној примени представља технику помоћу којих је праг компаратора за негативно-позитивне транзиције различит од прага позитивних-негативних прелаза:

Као што показују курсори, праг за улазну транзицију негативног положаја је око 50 мВ изнад номиналног прага, а праг за позитивно-негативну транзицију је 50 мВ испод номиналног прага. Након што се улазни напон повећа за 50 мВ, што изазива излазну транзицију, улаз се онда мора пасти испод 50 мВ, али негативан 50 мВ, како би се изазвао други излазни прелаз. Резултат је појас напона хистерезе: након што улазна транзиција изазове транзицију излазног компаратора, улазни напон може флуктуирати без покретања друге излазне транзиције све док флуктуације остају у појасу хистерезе. У овом примеру, опсег напона хистерезе је 50 мВ - (-50 мВ) = 100 мВ. Са хистерезом која је укључена у коло, излазна транзиција изгледа овако:

И ево имплементације плоча: