Контроллер управления для УМЗЧ

    20.06.2009 01:13

Контроллер управления для УМЗЧ.

    Контроллер управления, представляемый ниже, выполняет следующие функции:

1. Исполнение плавного включения (soft start) усилителя.
2. Контроль наличия постоянного напряжения на выходе УМЗЧ по двум каналам
3. Отключение усилителя при появлении смещения на выходе УМЗЧ
3. Индикация состояния УМЗЧ
4. Прием команд от ИК пульта ДУ и их исполнение

    Для управления различными усилительными устройствами мною была разработана универсальная плата. Схема этой платы представлена тут. Схема универсальная, за счет установки или не установки различных элементов, можно изменять функционал платы. Для управление простым УМЗЧ сделан вариант платы, схема которой представлена тут.

    Назначение элементов схемы.

   Сетевой трансформатор подключен постоянно и обеспечивает питание схемы, в том числе, когда усилитель выключен, что бы можно было принять команду от ДУ на включение. Плата допускает установку как трансформатора ТП112-К22, так и ТПП112-7 и ТП112-18. Будьте осторожны. На трансформаторах этого производителя я встречал распайку, не соответствующую документации, проверьте правильность перед впайкой.

   Диодный мост стандартный. Можно использовать еще мосты моделей от DB101 до DB104. Первый стабилизатор на 12 вольт используется для питания силовых реле. Второй стабилизатор на 5 вольт используется для питания микроконтроллера и управления двигателем регулятора громкости.

    Поскольку выходной сигнал на выходе усилителя может быть как положительного значения, так и отрицательного, а АЦП контроллера работает только с положительными напряжениями, предусмотрен сдвиг напряжения на 1.25 В с помощью третьего стабилизатора на DA3. Поэтому обращаю внимание, что минусовой провод питания всей платы не соединен с землей УМЗЧ, с землей УМЗЧ соединяется выход стабилизатора 1.25 В. В связи с тем, что в документации на LM317LZ применена нестандартная нумерация выводов корпуса ТО92, эта микросхема впаивается в плату неровно, смотрите фото и даташит (левая нога - сверху, средняя - снизу, правая - справа). Это же напряжение 1.25 В, через перемычку вместо R11, подается на один из каналов АЦП, как опорное для последующего программного вычитания и получения отсчетов со знаком.

    На диодах VD2,3 и резисторах R2,3 собран датчик сетевого напряжения. Если в течении 10 мс нет напряжения на 19 ноге микроконтроллера, то программа считает, что выключилось напряжение питания и отключает силовые реле.

    Микроконтроллер ATTiny26 фирмы Atmel имеет встроенную память программ, небольшое ОЗУ, ПЗУ и генератор. Контроллер настроен так, что ни на одном выходе не присутствует тактовая частота или другой импульсный сигнал, что обеспечивает отсутствие помех для аналоговых цепей УМЗЧ. У новой микросхемы контроллера надо выставить FUSE биты. Включены должны быть биты CSEL0, CSEL1, CSEL3, SUTO, SUT1, SPIEN, BODEN, BODLEVEL остальные биты должны быть выключены. Будьте аккуратны, если неправильно выставите биты, контроллер может перестать программироваться через последовательный порт и потребуется специализированный программатор, что бы привести его в чувство. И еще, установленным (включенным) считается fuse со значением 0.

   Поскольку контроллер измеряет не мгновенное значение на выходе УМЗЧ, а проинтегрированное цепочками R5R7С9 и R6R8C10, то нет нужды очень часто проводить измерения. Каждые 1 мс контроллер преобразует аналоговые напряжения с выходов УМЗЧ, опорное напряжение и напряжение сети в цифровую форму и использует полученные данные для принятия решения.

    Для управления силовыми реле используется сдвоенный полевой транзистор VT1. Реле, обмотка которого подключается к выводам 23 и 24, предназначено для подачи напряжения на первичную обмотку сетевого трансформатора через силовой резистор, обеспечивая плавный старт. Через 2 секунды включается реле, подключенное к выводам 25 и 26, а первое реле отключается. Диоды VD4,5 блокируют импульс ЭДС обмотки реле при выключении. Все диоды КД102 можно заменить на КД103, КД521, КД522 или 1N4148. Я использовал реле серии 845Н, но можно использовать и другие с управлением от 12 В. Параллельно второму реле можно включить реле управления входами, тогда входы будут подключены после софтстарта и отключены при выключении усилителя.

    Сигналы от пульта ДУ принимаются интегральным приемником. Приемник содержит в себе не только фотодатчик, но и резонансный усилитель и детектор и имеет цифровой выход. Вместо указанного фотоприемника, можно использовать приемник TSOP31238. Программа предусматривает декодирование только команд в стандарте NEC. Контроллер обучается пульту. Если пульт выдает команду в стандарте NEC, то при ее приеме мигает светодиод "Training Mode" (ТМ). Такая команда может быть запомнена контроллером и исполнена. Для того, что бы познакомить контроллер с пультом ДУ, выполните следующую последовательность действий:

1. При выключенном УМЗЧ, удерживая кнопку Training, нажмите кнопку POWER.
2. При этом усилитель не включится, а светодиод ТМ будет мигать одним импульсом.
3. Нажмите на ПДУ кнопку, которая будет выполнять функцию включения/выключения УМЗЧ
4. Светодиод ТМ начнет мигать двумя импульсами. Если такой кнопки не будет, то вместо подачи команды нажмите кнопку POWER.
5. Нажмите кнопку на ПДУ, соответствующую команде "Громче"
6. Светодиод ТМ начнет мигать тремя импульсами
7. Нажмите кнопку на ПДУ, соответствующую команде "Тише"
8. Светодиод ТМ будет мигать постоянно
9. Если вы хотите, что бы после подачи 220 В, усилитель оставался в спящем режиме, то нажмите кнопку "Training". Если вы хотите, что бы после подачи 220 В усилитель автоматически включился с задержкой 10 секунд, то нажмите кнопку "POWER". Задержка позволяет пропустить переходные процессы в источниках звуковых сигналов.

    Для управления двигателем привода регулятора громкости использована микросхема DA5.

   Для программирования контроллера использован интерфейс AVRPROG, имеющий 10-и контактный разъем. Отпаивать контроллер от схемы для программирования не надо, однако на схему должно быть подано питание, т.е. плата должна быть включена в сеть. Светодиоды индикации режима подключены к линиям данных интерфейса программирования и мигают при программировании.

    Светодиоды индикации состояния УМЗЧ могут сигнализировать следующее:
1. Быстро мигать - индикация ожидания переходного режима или задержки 10 секунд
2. Кратко мигает только левый светодиод - режим сна
3. Размеренно мигает - плавное включение
4. Постоянно светятся - нормальный режим работы
5. Если усилитель выключился по защите АС от постоянного напряжения на выходе, то в том канале, по вине которого сработала защита, одинарное мигание означает положительное превышение порогового значения, двойное мигание - отрицательное напряжение.

    Защита срабатывает если постоянное смещение на выходе УМЗЧ сохраняется более 100 мс. При этом порог срабатывания примерно соответствует 2 В на время плавного старта и 240 мВ во время работы.

   После сборки не забудьте закрепить простой радиатор для микросхем стабилизаторов. Это может быть простая алюминиевая пластинка общая для обоих стабилизаторов, поскольку у них на корпусе общий вывод питания.

   Программу для микроконтроллера в бинарном формате можно взять тут.

   Дополнение. В связи с выходом средства разработки программ IAR for AVR ver. 5.20 и в связи с тем, что он умеет делать меньший код, удалось дополнить прошивку следующими функциями (файл новой прошивки):
1. Сделать защиту от получения нескольких подряд команд на включение. Теперь после получения такой команды через ПДУ, следующая команда на включение/выключение принимается только через 2 секунды.
2. Кнопка включения/выключения ПДУ теперь действует и в режиме ошибки и во время ожидания и софтстарта.
3. Во время режима сна теперь мигает не светодиод левого канала, а светодиод режима обучения, причем очень короткими вспышками.

_________________________________________________________

Сайт Мусатова Константина

Хостинг от uCoz

	20.06.2009 01:13
	Контроллер управления для УМЗЧ. Контроллер управления, представляемый ниже, выполняет следующие функции: 1. Исполнение плавного включения (soft start) усилителя. 2. Контроль наличия постоянного напряжения на выходе УМЗЧ по двум каналам 3. Отключение усилителя при появлении смещения на выходе УМЗЧ 3. Индикация состояния УМЗЧ 4. Прием команд от ИК пульта ДУ и их исполнение Для управления различными усилительными устройствами мною была разработана универсальная плата. Схема этой платы представлена тут. Схема универсальная, за счет установки или не установки различных элементов, можно изменять функционал платы. Для управление простым УМЗЧ сделан вариант платы, схема которой представлена тут. Назначение элементов схемы. Сетевой трансформатор подключен постоянно и обеспечивает питание схемы, в том числе, когда усилитель выключен, что бы можно было принять команду от ДУ на включение. Плата допускает установку как трансформатора ТП112-К22, так и ТПП112-7 и ТП112-18. Будьте осторожны. На трансформаторах этого производителя я встречал распайку, не соответствующую документации, проверьте правильность перед впайкой. Диодный мост стандартный. Можно использовать еще мосты моделей от DB101 до DB104. Первый стабилизатор на 12 вольт используется для питания силовых реле. Второй стабилизатор на 5 вольт используется для питания микроконтроллера и управления двигателем регулятора громкости. Поскольку выходной сигнал на выходе усилителя может быть как положительного значения, так и отрицательного, а АЦП контроллера работает только с положительными напряжениями, предусмотрен сдвиг напряжения на 1.25 В с помощью третьего стабилизатора на DA3. Поэтому обращаю внимание, что минусовой провод питания всей платы не соединен с землей УМЗЧ, с землей УМЗЧ соединяется выход стабилизатора 1.25 В. В связи с тем, что в документации на LM317LZ применена нестандартная нумерация выводов корпуса ТО92, эта микросхема впаивается в плату неровно, смотрите фото и даташит (левая нога - сверху, средняя - снизу, правая - справа). Это же напряжение 1.25 В, через перемычку вместо R11, подается на один из каналов АЦП, как опорное для последующего программного вычитания и получения отсчетов со знаком. На диодах VD2,3 и резисторах R2,3 собран датчик сетевого напряжения. Если в течении 10 мс нет напряжения на 19 ноге микроконтроллера, то программа считает, что выключилось напряжение питания и отключает силовые реле. Микроконтроллер ATTiny26 фирмы Atmel имеет встроенную память программ, небольшое ОЗУ, ПЗУ и генератор. Контроллер настроен так, что ни на одном выходе не присутствует тактовая частота или другой импульсный сигнал, что обеспечивает отсутствие помех для аналоговых цепей УМЗЧ. У новой микросхемы контроллера надо выставить FUSE биты. Включены должны быть биты CSEL0, CSEL1, CSEL3, SUTO, SUT1, SPIEN, BODEN, BODLEVEL остальные биты должны быть выключены. Будьте аккуратны, если неправильно выставите биты, контроллер может перестать программироваться через последовательный порт и потребуется специализированный программатор, что бы привести его в чувство. И еще, установленным (включенным) считается fuse со значением 0. Поскольку контроллер измеряет не мгновенное значение на выходе УМЗЧ, а проинтегрированное цепочками R5R7С9 и R6R8C10, то нет нужды очень часто проводить измерения. Каждые 1 мс контроллер преобразует аналоговые напряжения с выходов УМЗЧ, опорное напряжение и напряжение сети в цифровую форму и использует полученные данные для принятия решения. Для управления силовыми реле используется сдвоенный полевой транзистор VT1. Реле, обмотка которого подключается к выводам 23 и 24, предназначено для подачи напряжения на первичную обмотку сетевого трансформатора через силовой резистор, обеспечивая плавный старт. Через 2 секунды включается реле, подключенное к выводам 25 и 26, а первое реле отключается. Диоды VD4,5 блокируют импульс ЭДС обмотки реле при выключении. Все диоды КД102 можно заменить на КД103, КД521, КД522 или 1N4148. Я использовал реле серии 845Н, но можно использовать и другие с управлением от 12 В. Параллельно второму реле можно включить реле управления входами, тогда входы будут подключены после софтстарта и отключены при выключении усилителя. Сигналы от пульта ДУ принимаются интегральным приемником. Приемник содержит в себе не только фотодатчик, но и резонансный усилитель и детектор и имеет цифровой выход. Вместо указанного фотоприемника, можно использовать приемник TSOP31238. Программа предусматривает декодирование только команд в стандарте NEC. Контроллер обучается пульту. Если пульт выдает команду в стандарте NEC, то при ее приеме мигает светодиод "Training Mode" (ТМ). Такая команда может быть запомнена контроллером и исполнена. Для того, что бы познакомить контроллер с пультом ДУ, выполните следующую последовательность действий: 1. При выключенном УМЗЧ, удерживая кнопку Training, нажмите кнопку POWER. 2. При этом усилитель не включится, а светодиод ТМ будет мигать одним импульсом. 3. Нажмите на ПДУ кнопку, которая будет выполнять функцию включения/выключения УМЗЧ 4. Светодиод ТМ начнет мигать двумя импульсами. Если такой кнопки не будет, то вместо подачи команды нажмите кнопку POWER. 5. Нажмите кнопку на ПДУ, соответствующую команде "Громче" 6. Светодиод ТМ начнет мигать тремя импульсами 7. Нажмите кнопку на ПДУ, соответствующую команде "Тише" 8. Светодиод ТМ будет мигать постоянно 9. Если вы хотите, что бы после подачи 220 В, усилитель оставался в спящем режиме, то нажмите кнопку "Training". Если вы хотите, что бы после подачи 220 В усилитель автоматически включился с задержкой 10 секунд, то нажмите кнопку "POWER". Задержка позволяет пропустить переходные процессы в источниках звуковых сигналов. Для управления двигателем привода регулятора громкости использована микросхема DA5. Для программирования контроллера использован интерфейс AVRPROG, имеющий 10-и контактный разъем. Отпаивать контроллер от схемы для программирования не надо, однако на схему должно быть подано питание, т.е. плата должна быть включена в сеть. Светодиоды индикации режима подключены к линиям данных интерфейса программирования и мигают при программировании. Светодиоды индикации состояния УМЗЧ могут сигнализировать следующее: 1. Быстро мигать - индикация ожидания переходного режима или задержки 10 секунд 2. Кратко мигает только левый светодиод - режим сна 3. Размеренно мигает - плавное включение 4. Постоянно светятся - нормальный режим работы 5. Если усилитель выключился по защите АС от постоянного напряжения на выходе, то в том канале, по вине которого сработала защита, одинарное мигание означает положительное превышение порогового значения, двойное мигание - отрицательное напряжение. Защита срабатывает если постоянное смещение на выходе УМЗЧ сохраняется более 100 мс. При этом порог срабатывания примерно соответствует 2 В на время плавного старта и 240 мВ во время работы. После сборки не забудьте закрепить простой радиатор для микросхем стабилизаторов. Это может быть простая алюминиевая пластинка общая для обоих стабилизаторов, поскольку у них на корпусе общий вывод питания. Программу для микроконтроллера в бинарном формате можно взять тут. Дополнение. В связи с выходом средства разработки программ IAR for AVR ver. 5.20 и в связи с тем, что он умеет делать меньший код, удалось дополнить прошивку следующими функциями (файл новой прошивки): 1. Сделать защиту от получения нескольких подряд команд на включение. Теперь после получения такой команды через ПДУ, следующая команда на включение/выключение принимается только через 2 секунды. 2. Кнопка включения/выключения ПДУ теперь действует и в режиме ошибки и во время ожидания и софтстарта. 3. Во время режима сна теперь мигает не светодиод левого канала, а светодиод режима обучения, причем очень короткими вспышками. _________________________________________________________
	Сайт Мусатова Константина