Étape 3: Circuit de commande
Tout ce qui est nécessaire pour utiliser la bobine pour générer des arcs pour l’expérimentation et l’affichage est un circuit qui allume et éteint l’un interrupteur pour interrompre le courant primaire de la bobine d’allumage. Préoccupations, telles que des ajustements au calendrier pour enflammer le carburant dans le cylindre au moment approprié ne s’appliquent pas pour une application d’affichage.
Le diagramme ci-dessous montre les blocs de base d’un système utilisé pour générer la RTA en utilisant une bobine d’allumage. Le circuit d’entraînement général se compose d’un générateur d’impulsions qui transforme un interrupteur semi-conducteur (un transistor FET, ou dans le circuit présenté plus tard, un IGBT) sur et en dehors à un taux désiré. L’alimentation peut être toute pile ou alimentation DC d’une tension appropriée, capable de fournir assez de courant.
La fonction de chacune des sections du système est décrite en détail ensuite. Voir aussi le schéma détaillé.
+ Alimentation 5V régulée
Un régulateur LM7805, VR1, assure le + 5V régulée de tension pour les circuits de générateur d’impulsion. Diode D1 en série avec l’entrée du détendeur est utilisé pour éviter tout dommage si la source d’alimentation est connectée en arrière. Il y a des condensateurs électrolytiques et céramique (C1, C2, C3 et C4) sur l’entrée et sortie du régulateur pour le filtrage.
Générateur d’impulsions
Comme décrit précédemment, l’énergie est gaspillée, si l’interrupteur reste allumé après l’heure le courant de bobine primaire de l’état stationnaire est atteint, alors le circuit de générateur d’impulsion doit être conçu et réglé avec cela à l’esprit. Encore une fois, la constante de temps du circuit primaire permettra de déterminer combien de temps il faut pour le primaire actuelle pour atteindre son état d’équilibre. L’inductance et la résistance du primaire variera entre différentes bobines, donc au maximum à l’heure du commutateur ont besoin de quelques ajustements selon les caractéristiques de la bobine que vous utilisez. Quelques bobines sont conçus pour fonctionner avec une résistance en série avec la bobine primaire, et cette résistance devront être ajoutés aux autre la résistance dans le circuit primaire lors du calcul de l’état d’équilibre actuel et constante de temps.
Deux modèles différents du générateur d’impulsions sont décrites dans les étapes suivantes. L’un est basé sur un microprocesseur PIC, et l’autre basé sur une minuterie 555.
Générateur d’impulsions basé sur microprocesseur
Un circuit PIC microcontrôleur basé pulse generator est utilisé pour générer le signal utilisé pour mettre l’IGBT sur et en dehors. À l’aide d’un microcontrôleur donne la souplesse nécessaire pour contrôler le moment et la fréquence indépendamment. Le logiciel permet la fréquence de répétition d’étincelle pour se situer entre 10Hz et 400Hz, et il permet à la fois sur de l’impulsion à se situer entre 0,5 et 2 millisecondes.
Le courant maximal peut être limitant par l’ajustement de l’heure sur. Si le temps sur a moins de quatre constantes de temps, puis le courant dans le primaire n’atteindra jamais son état d’équilibre.
Le circuit utilise deux potentiomètres, R3 et R7. L’un est utilisé pour régler l’heure sur et l’autre pour définir la fréquence de répétition. Les potentiomètres sont lus par le convertisseur A/N de microprocesseurs. R4 et C5, C6 et R6 sont utilisés comme filtres passe-bas sur ces entrées analogiques. Le logiciel génère les impulsions de sortie basées sur les lectures temporels et fréquentiels sur.
Une entrée de processeur est utilisée pour lire un interrupteur à activer. Quand l’interrupteur est enclenché, l’entrée est faible, et le microprocesseur génère des impulsions de la sortie avec le temps et des fréquences comme indiqué sur par les potentiomètres. Lorsque l’interrupteur est relâché R1 tire la grande entrée et la sortie est désactivée.
Le diagramme organigramme programme, fichier de code source *.asm et *.hex fichier de programmation sont inclus.
Générateur d’impulsions alternatif basé sur 555 Timer
Ce circuit 555 minuterie peut également être utilisé pour le générateur d’impulsions, mais il ne peut généralement vous permettent de contrôler le temps et la fréquence sur indépendamment. Consultez le schéma distinct pour la version 555 minuterie du générateur d’impulsions.
Le schéma montre un circuit 555 temporisateur qui utilise des diodes pour créer des chemins séparés de charge et de décharge. Le temps sur est déterminé par la façon C1 long prend pour charger à travers la diode D1, potentiomètre R2 et R1. Le temps d’arrêt dépend de comment C1 long prend pour décharger à travers la diode D2 R3 et R4 de potentiomètre. En séparant les chemins de charge et de décharge, la marche et en arrêt fois peut être contrôlé indépendamment, permettant à l’utilisateur de régler l’heure sur afin qu’il n’est pas si longue qu’elle se traduit par gaspillage énergétique. Notez toutefois que les changements à la fois sur ou hors temps seront traduira par un changement de la fréquence de répétition des impulsions, contrairement à la version du générateur d’impulsions piloté par microprocesseur.
L’heure, hors temps et la fréquence de la sortie sont déterminés comme suit :
Ton = 0,693 * (R1 + R2) * C1
Toff = 0,693 * (R3 + R4) * C1
Fréquence = 1 / (Ton + Toff) = 1,44 / [C1 * (R1 + R2 + R3, R4)]
Commutateur de bouton poussoir SW1 relie la ligne de remise à zéro de la minuterie haute, ce qui permet la sortie de générateur d’impulsions. La sortie va faible en relâchant SW1, mise hors tension de la sortie HV.
Interrupteur
Le commutateur utilisé ici pour contrôler le courant dans le primaire est un International redresseur IRGB14C40LPBF IGBT. Cette IGBT est spécialement conçue pour les applications du système d’allumage automobile.
Lorsque l’interrupteur dans un système d’allumage s’ouvre pour interrompre le courant dans le primaire, la tension à travers elle s’élève à des centaines de volts. Cette IGBT est évalué pour gérer cette tension. Il comprend également des diodes de blocage internes pour protéger contre les surtensions. Consultez le schéma interne de la pièce ci-dessous pour voir comment la protection interne est mis en œuvre.
Être approprié est nécessaire pour votre interrupteur. Cela est particulièrement vrai si vous comptez jamais sur la saturation de la bobine avec une tension d’alimentation plus élevée. Être exact doit exiger certains calcul de la puissance réelle dissipée dans votre interrupteur. Pour pécher par excès de prudence montage d’une pièce d’aluminium et aussi utiliser certains pulsion d’air, comme d’un petit ventilateur. Dans le système présenté ici, la dissipation est assurée par une grande surface de cuivre du circuit imprimé.
Protection des circuits
Il est utile de protéger le circuit pilote pour éviter les dommages causés par les surtensions transitoires des « pointes ». MOV1 est placé à travers l’entrée d’alimentation pour fixer les pointes de tension. MOV (metal oxide varistor) est des dispositifs de protection qui sont conçus pour être éteinte lorsque la tension à travers eux est inférieure à leur tension de serrage, mais puis allumez et mener une fois que la tension est dépassée. Quand elle mène, la chute de tension à travers elle est relativement constante. Le MOV donc « serre » la tension à travers le bus d’alimentation de puissance au niveau de sécurité, afin qu’il ne monte pas assez haut à endommager le circuit pilote.
Le MOV doit être sélectionné avec une tension de serrage supérieure à la tension d’alimentation ; dans le cas contraire, le MOV se livreront tout le temps et il surchauffera. Par exemple, le MOV, j’ai choisi pour être utilisé avec une alimentation de 14 volts pinces à environ 20 volts. Transitoire des pointes supérieures à 20 volts est ensuite ancrées afin que le bus d’alimentation ne verrez pas une tension supérieure à celle.
Il est également utile d’avoir un plus grand de condensateur (C7) sur l’entrée d’alimentation. Un couple mille microfarads vaut des condensateurs électrolytiques fonctionne bien. Les condensateurs fournissent un chemin de faible impédance à pointes de haute fréquence sur l’alimentation. S’assurer que les tensions nominales des condensateurs que vous utilisez sont supérieures à la tension d’alimentation et plus grand que le MOV écrêteur de tension.
