leoniv (leoniv) wrote,
leoniv
leoniv

Categories:

Вся жизнь перед глазами

pvg1

Точно так же, как альпинисты не используют для восхождений подъемные краны или вертолеты, радиолюбители не используют для создания конструкций знания. Альпинисты пользуются примитивными веревками и ботинками с шипами, а радиолюбители - чутьем.



В источнике питания PSL-3604 имелся крупный недостаток: при выдергивании вилки из розетки на дисплее начинали мелькать цифры, бипер хрипел разными голосами, казалось, в окне дисплея перед глазами за мгновение проносилась вся жизнь источника. В следующих моделях, PSL-2401 и PSL-2402, этот дефект хотелось устранить. Нужна была схема, которая при пропадании сетевого напряжения сразу же заставит процессор прекратить всякую деятельность. Выходной сигнал этой схемы назвал PVG (Power Very Good). Напряжение в сети - переменное, периодически оно становится равным нулю, поэтому требовался какой-то выпрямитель и фильтр с заданной постоянной времени. Задавать постоянную времени в аналоговом виде сейчас стыдно, поэтому решено было переложить эту задачу на цифровую обработку сигнала. Роль аналоговой схемы - лишь сформировать импульсы с частотой сети. Сделать это очень просто, существует множество простых и надежных решений. Например, можно взять всего две детали - резистор и оптрон. Но как альпинист не ищет легкой тропы, так и радиолюбитель не ищет легких решений. Сомнительные и непроверенные схемотехнические решения - настоящий клад для радиолюбителя.

В качестве схемы формирования импульсов с частотой сети была выбрана сомнительная схема, приведенная на рисунке выше. Она была смоделирована. Как оказалось, именно при моделировании была допущена роковая ошибка, которая принесла ряд увлекательных приключений.

Я хотел посмотреть, как прореагирует схема на пропадание сетевого напряжения. Недолго думая, взял источник переменного напряжения, который имитировал одну обмотку трансформатора. В какой-то момент времени умножал его на ноль, имитируя пропадание сети. Схема отработала, как надо.

pvg1_osc

Эта схема формировала на выходе импульсы амплитудой около 3.3 В, что как раз и требовалось для процессора. Напряжение +5 В было под рукой на той же плате. Резистор R4 имитировал pull-up порта контроллера - по задумке, контроллер должен нормально работать, если детектор наличия сети не подключен. На первый взгляд, все было хорошо.

Именно такая схема была собрана в железе. В процессе наладки ПО для PSL-2401 был написан фрагмент, обрабатывающий сигнал PVG:

  static uint8_t PvgCnt = 0;
  if(TSysTimer::Tick)
  {
    if(Pin_PVG) PvgCnt = 0;
      else PvgCnt++;
  }
  if(PvgCnt > PVG_PER)
  {
    Pin_ON = 0;
    Display->Disable();
    TSysTimer::Delay_ms(1000);
    __disable_interrupt();
    NVIC_SystemReset();
  }


Эффект от применения схемы оказался нулевым. После щелчка сетевым выключателем точно так же в окне дисплея источника питания за мгновение пробегала вся его жизнь. Очевидно, что-то пошло не так. Поскольку в PSpice дотянуться до любого сигнала проще, чем щупом настоящего осциллографа, решил смоделировать схему более точно. Благо, уже имелась модель сетевого трансформатора, которая включала в себя индуктивность рассеяния и сопротивления обмоток, да модель выпрямителя. Добавил вспомогательные источники питания и схему формирования сигнала PVG. Для моделирования пропадания сети поставил ключ S1 в цепь первички трансформатора.

pvg2

Схема готова, запускаю моделирование. Как только дело дошло до размыкания ключа, раздался треск, полетели искры и пошел дым. Конечно, было не совсем так, просто симулятор выдал ошибку сходимости. Глянул, что произошло в окрестностях этой точки - гигантский выброс напряжения на ключе. Почистив наждачкой контакты ключа S1 и стерев тряпкой копоть с переменных окружения PSpice, добавил на всякий случай снаббер параллельно контактам и вновь запустил моделирование. На этот раз все пошло более гладко, хотя в момент размыкания ключа все равно виден заметный переходной процесс.

pvg2_osc

В итоге увидел, что на выходе схемы PVG при пропадании сети долго висит единица, медленно переходящая в ноль. Позже я увидел точно то же самое осциллографом в реальной схеме. Моя ошибка заключалась в том, что не учел, как включена вторичная обмотка трансформатора. Ее средняя точка используется для получения одного из уровней напряжения и подключена к сглаживающему конденсатору. Когде пропадает сеть, ЭДС вторичных обмоток трансформатора становится нулевой. Но вся обмотка остается "висеть" на медленно разряжающемся конденсаторе.

Стало ясно, что схему нужно было строить совсем не так, а первоначальная модель была ошибочной. Но платы уже готовы, требовалось решение с минимальными переделками аппаратной части. Первое, что пришло в голову, это разделительный конденсатор. После добавления C15 = 1 uF схема заработала, как надо.

pvg3

Теперь импульсы пропадают, когда пропадает сеть.

pvg3_osc

С платой пришлось проделать неприятную операцию в виде перерезания дорожки. Когда касаешься платы скальпелем, всегда кажется, что вот-вот покажутся капли алой крови, или плата согнется и совершит прыжок, вырвавшись из рук горе-экспериментатора. Но в радиолюбительстве не место сантиментам, и даже не место миллиментам, нужно хладнокровно вершить свой путь к власти над радиосхемами с паяльником и скальпелем в руках, не думая о мести измученных печальных плат в будущем. Треск рвущихся волокон стеклотекстолита, шипение плавящегося припоя с канифолью, поскрипывание многослойного керамического конденсатора - и вот оно, завершение очередного приключения.

DSC_4617_s

На фото довольно необычный ракурс БП - со снятой нижней крышкой. Схема Power Very Good заработала настолько хорошо (сразу по щелчку выключателя все гаснет), что захотелось ее внедрить и в предыдущий источник PSL-3604. Но там нет предусмотренного для этого вывода процессора. И хоть несколько логических сигналов проложены между силовой платой и платой управления, все они задействованы. Заготовка очередного приключения: а нельзя ли один из этих сигналов по совместительству использовать как PVG?

Tags: electronics
Subscribe

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Sharp GF-777

    Попал тут ко мне Sharp GF-777. Без преувеличения можно сказать, что это легенда. Обладать таким аппаратом могли лишь избранные. Стоил он когда-то…

  • JVC TD-V662

    Когда просят посмотреть кассетную деку, говорят удивительные вещи. Что не могут найти мастера, который за это бы взялся. Но ведь аналоговая…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 37 comments

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Sharp GF-777

    Попал тут ко мне Sharp GF-777. Без преувеличения можно сказать, что это легенда. Обладать таким аппаратом могли лишь избранные. Стоил он когда-то…

  • JVC TD-V662

    Когда просят посмотреть кассетную деку, говорят удивительные вещи. Что не могут найти мастера, который за это бы взялся. Но ведь аналоговая…