Avr семейство микроконтроллеров

Оптимизация доступа к памяти

Конвейеры соединены шинами, позволяющими передавать данные непосредственно от одного модуля к другому без загрузки дополнительных ресурсов. Например, результат суммирования из блока АЛУ2 сразу после завершения выполнения операции пересылается на вход модуля умножения 1, АЛУ1 и блок адресации данных (Data Address). Такой механизм позволяет экономить 3 такта, которые требуются для программной пересылки данных на вход конвейера (рис. 9).

Рис. 9. Плотность кода AVR32 AP в тестах EEMBC (оптимизация по длине)

Работа с сопроцессором реализована через конвейер данных, что минимизирует задержки во время выполнения команд сопроцессором.

Таблица: основное различия между микроконтроллерами AVR, ARM, 8051 и PIC

8051 PIC AVR ARM
Разрядность 8 бит 8/16/32 бит 8/32 бит 32 бит, иногда 64 бит
Интерфейсы UART, USART,SPI,I2C PIC, UART, USART, LIN, CAN, Ethernet, SPI, I2S UART, USART, SPI, I2C, иногда CAN, USB, Ethernet UART, USART, LIN, I2C, SPI, CAN, USB, Ethernet, I2S, DSP, SAI, IrDA
Скорость 12 тактов на инструкцию 4 такта на инструкцию 1 такт на инструкцию 1 такт на инструкцию
Память ROM, SRAM, FLASH SRAM, FLASH Flash, SRAM, EEPROM Flash, SDRAM, EEPROM
Шинная архитектура CLSC Частично RISC RISC RISC
Архитектура памяти Фон-неймановская Гарвардская Модифицированная Модифицированная гарвардская
Энергопотребление Среднее Низкое Низкое Низкое
Семейства Вариации 8051 PIC16,PIC17, PIC18, PIC24, PIC32 Tiny, Atmega, Xmega, спец. AVR ARMv4,5,6,7 …
Производители NXP, Atmel, Silicon Labs, Dallas, Cyprus, Infineon … Microchip Atmel (Microchip) Apple, Nvidia, Qualcomm, Samsung Electronics, TI …
Стоимость Низкая Средняя Средняя Низкая
Популярные микроконтроллеры AT89C51, P89v51 PIC18fXX8, PIC16f88X, PIC32MXX Atmega8, 16, 32; вариации для Arduino LPC2148, ARM Cortex-M0, ARM Cortex-M3, ARM Cortex-M7

digitrode.ru

История создания архитектуры AVR

Идея разработки нового RISC-ядра принадлежит двум студентам Norwegian University of Science and Technology (NTNU) из норвежского города Тронхейма (Trondheim) — Альфу Богену (Alf-Egil Bogen) и Вегарду Воллену (Vegard Wollen). В 1995 году Боген и Воллен решили предложить американской корпорации Atmel, которая была известна своими чипами с Flash-памятью, выпускать новый 8-битный RISC-микроконтроллер и снабдить его Flash-памятью для программ на одном кристалле с вычислительным ядром.

Идея была одобрена Atmel Corp., и было принято решение незамедлительно инвестировать в данную разработку. В конце 1996 года был выпущен опытный микроконтроллер AT90S1200, а во второй половине 1997-го корпорация Atmel приступила к серийному производству нового семейства микроконтроллеров, к их рекламной и технической поддержке.

Новое ядро было запатентовано и получило название AVR. Существует несколько трактовок данной аббревиатуры. Кто-то утверждает, что это Advanced Virtual RISC, другие полагают, что не обошлось здесь без Alf Egil Bogen Vegard Wollan RISC.

Немного истории

Ранее пользовался популярностью таймер механический. Встроенный в розетку он мог включать бытовые приборы на определенное время (см. рис. 2). По сути, это был таймер обратного отчета, соответственно, сфера его применения была ограничена.

Рис. 2 Кухонный таймер — розетка Lemanso LM671

По сути, это обычная розетка с таймером, пик популярности таких устройств пришелся на середину 80-х прошлого века. Время шло, постепенно механические устройства сменили электромеханические, их, в свою очередь, вытеснили электронные, такие как электронный секундомер. Функциональность этих приспособлений существенно расширилась. Теперь пришла очередь цифровых приборов.

Вернемся, к теме статьи.

Работа с USB портом

Начнем с того, что для программирования микроконтроллера нужно использовать последовательный порт, однако на современных компьютерах COM порт часто отсутствует. Как подключить микроконтроллер к такому компьютеру? Если использовать преобразователи USB-UART, эта проблема решается очень легко. Простейший преобразователь вы можете собрать на микросхемах FT232 и CH340, а его схема представлена ниже.

Такой преобразователь размещен на платах Arduino UNO и Aduino Nano.

Некоторые микроконтроллеры AVR имеют встроенный (аппаратный) USB:

  • ATmega8U2;
  • ATmega16U2;
  • ATmega32U2.

Такое решение нашло применение для реализации связи компьютера и Arduino mega2560 по USB, в которой микроконтроллер «понимает» только UART.

____________________________________________________________________

Нам нужен бесконечный цикл. Помещаем наши строчки        PORTC = 0;    __delay_cycles(4000000);    PORTC = 255;      __delay_cycles(4000000);внутрь бесконечного цикла, и вот что в итоге должно получиться://первая прога на Си для  AVR#include <ioavr.h>#include <intrinsics.h>int main(void){  DDRC = 255;  while(1){    PORTC = 0;    __delay_cycles(4000000);    PORTC = 255;      __delay_cycles(4000000);  }  return 0;}   Если у вас другой результат – пройдитесь снова по тексту. Может, я что-то полохо объяснил, может, вы что-то плохо поняли.         Кликаем Make на  панели с кнопками (можно нажать F7). Если все сделано правильно, IAR откомпилирует и соберет проект, а внизу откроется окно Messages, в котором будет написано:…..Total number of errors: 0Total number of warnings: 1   Все прошло без ошибок, но компилер выдал warning — statement is unreachable. Ничего страшного – он просто сообщает нам, что функция main() никогда не возвратит значение. Просто у нас в программе бесконечный цикл и микроконтроллер при работе никогда не дойдет до строчки return 0.   Ищем папку проекта на жестком диске. Там, в директории Release лежит файл прошивки led.hex. Грузим в микроконтроллер… Светодиод заморгал? Отлично. А теперь легко проверить правильно ли работает наша программа. Берем механические часы и смотрим, моргает ли светодиод в такт с секундной стрелкой. У меня моргает, а у вас?

SIP-телефон c GUI на STM32F7

Был один из короновирусных вечеров проводимых мной в самоизоляции. На столе лежала плата STM32F769I-Discovery. Я посмотрел на нее и подумал, ведь это же смартфон. Есть экран c тачскрином 800×480, есть аудио интерфейс, есть сетевой интерфейс, пусть даже и не беспроводной. Все это основано на микроконтроллере, поэтому более надежно с точки зрения температурных режимов. И имеет меньшее потребление. Не хватает только программного обеспечения. Конечно, никакой Android даже близко не встанет на данную плату. И я решил попробовать насколько быстро требуемый для телефона функционал может быть разработан под данную плату на Embox.

AVR

Логотип компании Atmel

Микроконтроллеры AVR производит компания Atmel. Если не знал, это те самые контроллеры, из которых собирают Arduino. Некогда Atmel была независимой компанией, но позже ее купила упомянутая ранее Microchip, которая продолжает выпускать эти МК. Они делятся на три семейства: tinyAVR (ATtinyxxx), megaAVR (ATmegaxxx), XMEGA AVR (ATxmegaxxx).

TinyAVR имеет следующие характеристики:

  • Flash-память до 16 Кбайт;
  • RAM до 512 байт;
  • ROM до 512 байт;
  • число пинов (ножек) ввода-вывода 4–18;
  • небольшой набор периферии.

MegaAVR:

  • FLASH до 256 Кбайт;
  • RAM до 16 Кбайт;
  • ROM до 4 Кбайт;
  • число пинов ввода-вывода 23–86;
  • расширенная система команд (ассемблер) и периферии.

Ну и XMEGA AVR:

  • FLASH до 384 Кбайт;
  • RAM до 32 Кбайт;
  • ROM до 4 Кбайт;
  • четырехканальный контроллер DMA (для быстрой работы с памятью и вводом/выводом);
  • «инновационная» система обработки событий.

Как и в случае PIC, у моделей AVR в названии содержится ценная информация. Например: ATMega328PU — семейство megaAVR, 32 Кбайта Flash, 8-битный, P — говорит о модификации (примерно как у пистолета Макарова модернизированного — ПММ).

Расшифровка названия чипа

Цена и начинка

Эти микроконтроллеры имеют, как и PIC, среднюю стоимость. Например, упомянутый ранее камень ATmega328P в Chipdip стоит 160 рублей, а ATxmega128A1 — 590 рублей.

TinyAVR дешевле и проще своих старших братьев. Немного характеристик ATmega328P: предельная частота работы 20 МГц (слышал, правда, что под охлаждением и посильнее разгоняли); 23 пина ввода-вывода; Flash-память на 32 Кбайта; 8 аналоговых входов; два 8-битных таймера и один 16-битный; 6 ШИМ-каналов; 2 Кбайта RAM; 1 Кбайт EEPROM; интерфейсы UART, SPI, I2C.

Программирование и использование AVR

Благодаря распространению плат прототипирования Arduino, как у нас, так и за рубежом, эти МК имеют низкий порог вхождения. Программируются на ассемблере, Си, C++; можно воспользоваться графическими генераторами кода типа Scratch (см. Scratchduino). Для работы есть Atmel Studio, , WinAVR. Ну и Arduino IDE, куда уж без нее. Лично я использую связку из Geany и avrdude. Для прошивки есть большое разнообразие программаторов: как дешевые, так и подороже. Я для этих целей прикупил недорогой экземпляр USBasp где-то за 1,5 доллара (на Aliexpress есть масса вариантов). А можно в качестве программатора использовать и Arduino UNO.

Информации об этих контроллерах в интернете много: чего только стоит канал AlexGyver! И благодаря Arduino существует масса обучающих наборов на любой вкус. В общем, низкий порог вхождения — весомый плюс этих контроллеров.

Кстати, если заказываешь из Китая, то взять плату с чипом будет дешевле, чем чип отдельно.

Семейства микроконтроллеров

Стандартные семейства:

  • tinyAVR (ATtinyxxx):
    • Флеш-память до 16 Кб; SRAM до 512 б; EEPROM до 512 б;
    • Число линий ввода-вывода 4-18 (общее количество выводов 6-32);
    • Ограниченный набор периферийных устройств.
  • megaAVR (ATmegaxxx):
    • Флеш-память до 256 Кб; SRAM до 16 Кб; EEPROM до 4 Кб;
    • Число линий ввода-вывода 23-86 (общее количество выводов 28-100);
    • Аппаратный умножитель;
    • Расширенная система команд и периферийных устройств.
  • XMEGA AVR (ATxmegaxxx):
    • Флеш-память до 384 Кб; SRAM до 32 Кб; EEPROM до 4 Кб;
    • Четырёхканальный DMA-контроллер;
    • Инновационная система обработки событий.

Как правило, цифры после префикса обозначают объём встроенной flash-памяти (в КБ) и модификацию контроллера. А именно — максимальная степень двойки, следующая за префиксом, обозначает объём памяти, а оставшиеся цифры определяют модификацию (напр., ATmega128 — объём памяти 128 КБ; ATmega168 — объём памяти 16 КБ, модификация 8; ATtiny44 и ATtiny45 — память 4 КБ, модификации 4 и 5 соответственно).

На основе стандартных семейств выпускаются микроконтроллеры, адаптированные под конкретные задачи:

  • со встроенными интерфейсами USB, CAN, контроллером LCD;
  • со встроенным радиоприёмопередатчиком — серии ATAxxxx, ATAMxxx;
  • для управления электродвигателями — серия AT90PWMxxxx;
  • для автомобильной электроники;
  • для осветительной техники.

Кроме указанных выше семейств, ATMEL выпускает 32-разрядные микроконтроллеры семейства AVR32, которое включает в себя подсемейства AT32UC3 (тактовая частота до 66 МГц) и AT32AP7000 (тактовая частота до 150 МГц).

Версии контроллеров

AT (mega/tiny)xxx — базовая версия.

ATxxxL — версии контроллеров, работающих на пониженном (Low) напряжении питания (2,7 В).

ATxxxV — версии контроллеров, работающих на низком напряжении питания (1,8 В).

ATxxxP — малопотребляющие версии (до 100 нА в режиме Power-down), применена технология picoPower (анонсированы в июле 2007), повыводно и функционально совместимы с предыдущими версиями.

ATxxxA — уменьшен ток потребления, перекрывается весь диапазон тактовых частот и напряжений питания двух предыдущих версий (также, в некоторых моделях, добавлены новые возможности и новые регистры, но сохранена полная совместимость с предыдущими версиями). Микроконтроллеры «А» и «не-А» обычно имеют одинаковую сигнатуру, что вызывает некоторые трудности, так как Fuse-bit’ы отличаются.

Номер модели дополняется индексом, указывающим вариант исполнения. Цифры (8,10,16,20) перед индексом означают максимальную частоту, на которой микроконтроллер может стабильно работать при нормальном для него напряжении питания).

Первая буква индекса означает вариант корпуса:

АТxxx-P — корпус DIP

АТxxx-A — корпус TQFP

АТxxx-J — корпус PLCC

АТxxx-M — корпус MLF

АТxxx-MA — корпус UDFN/USON

АТxxx-C — корпус CBGA

АТxxx-CK — корпус LGA

АТxxx-S — корпус EIAJ SOIC

АТxxx-SS — узкий корпус JEDEC SOIC

АТxxx-T — корпус TSOP

АТxxx-TS — корпус SOT-23 (ATtiny4/5/9/10)

АТxxx-X — корпус TSSOP

Следующая буква означает температурный диапазон и особенности изготовления:

АТxxx-xC — коммерческий температурный диапазон (0 °C — 70 °C)

АТxxx-xA — температурный диапазон −20 °C — +85 °C, с использованием бессвинцового припоя

АТxxx-xI — индустриальный температурный диапазон (-40 °C — +85 °C)

АТxxx-xU — индустриальный температурный диапазон (-40 °C — +85 °C), с использованием бессвинцового припоя

АТxxx-xH — индустриальный температурный диапазон (-40 °C — +85 °C), с использованием NiPdAu

АТxxx-xN — расширенный температурный диапазон (-40 °C — +105 °C), с использованием бессвинцового припоя

АТxxx-xF — расширенный температурный диапазон (-40 °C — +125 °C)

АТxxx-xZ — автомобильный температурный диапазон (-40 °C — +125 °C)

АТxxx-xD — расширенный автомобильный температурный диапазон (-40 °C — +150 °C)

последняя буква R означает упаковку в ленты (Tape & Reel) для автоматизированных систем сборки.

Добавляем поддержку Vendor-команд к USB3.0 устройству на базе FX3

В предыдущих статьях мы сделали достаточно интересную железку, состоящую из контроллера FX3 и ПЛИС Cyclone IV. Мы научились гонять через шину USB 3.0 потоки данных с достаточно высокой скоростью (я доказал, что поток 120 МБ/с из ULPI будет проходить через эту систему без искажений и потерь). Всё хорошо, но система, которая просто гонит данные, не имеет смысла. Любую систему надо настраивать. То есть, хочешь — не хочешь, а кроме скоростных данных надо слать не очень спешные команды.
У шины USB для передачи команд предназначена конечная точка EP0. Сегодня мы потренируемся дорабатывать «прошивку» FX3 так, чтобы она обрабатывала команды от PC, а также транслировала их через GPIO в сторону ПЛИС. Кстати, именно здесь проявляется преимущество контроллера над готовым мостом. Что меня в текущей реализации Redd сильно удручает – я не могу посылать никаких команд. Их можно только упаковать в основной поток. В случае же с контроллером – что хочу, то и делаю. Начинаем творить, что хотим…

Достучаться до небес, или FSM на шаблонах

Из песочницы

Здравствуйте! Меня зовут Александр, я работаю инженером-программистом микроконтроллеров.

Пишу на С/С++, причем предпочитаю плюсы, ибо верую в их эволюционную неизбежность в embedded.

Мир встроенного ПО, язык С++ динамично развиваются, поэтому разработчикам важно не отставать и поддерживать свои скиллы и наработки актуальными моменту. Я стараюсь следовать этому очевидному посылу, благо небожители ведущие С++ программисты и консультанты щедро делятся своим опытом и идеями на разных площадках (например здесь, или здесь)

Я стараюсь следовать этому очевидному посылу, благо небожители ведущие С++ программисты и консультанты щедро делятся своим опытом и идеями на разных площадках (например здесь, или здесь).

Некоторое время назад я посмотрел мощный доклад Сергея Федорова про построение конечного автомата с таблицей переходов на шаблонах.

Установка драйвера для USBASP в Windows 10

Если вы используете интерфейс JTAG, вам может потребоваться установка драйвера для USBASP если он не установился автоматически. Если вы не установите этот драйвер, то вы не сможете найти порт USBASP в программе Atmel Studio. Скачать драйвер USBASP можно по этой ссылке — http://www.mediafire.com/file/z576zrku371qyjs/windows-8-and-windows-10-usbasp-drivers-libusb_1.2.4.0-x86-and-x64-bit.zip/file.

После скачивания драйвера выполните следующую последовательность действий:

1. Распакуйте из архива скачанные файлы и поместите их на рабочий стол.

2. Подсоедините модуль USBASP v2.0 к своему компьютеру.

3. Откройте в Windows диспетчер устройств (Device Manager).

4. Теперь вы можете увидеть подсоединенный USBASP в списке устройств.

5. Кликните правой кнопкой мыши по “USBasp” и выберите “Обновить драйвер (Update Driver)”.

6. Select “Произвести поиск драйвера на своем компьютере (Browse my computer for driver software)”.

7. Найдите в открывшемся окне распакованную папку с драйвером для USBASP и щелкните «Открыть».

8. Если установка драйвера прошла успешно, то вы увидите сообщение примерно такое же как на нижеприведенном рисунке – в этом случае вам уже не нужно выполнять дальнейшие инструкции в этом разделе статьи.

9. Если вы увидите сообщение об ошибке как на приведенном рисунке, то вы в этом случае должны отключить цифровую подпись драйвера.

Чтобы сделать выполните следующие шаги:

— нажмите кнопку Shift и удерживая ее нажатой перезагрузите свой компьютер (кликните Restart в меню Windows пока держите ее нажатой);

— когда ваш компьютер перезагрузится не отпускайте кнопку Shift до тех пор пока не увидите “Advanced Options (Расширенные настройки)” на синем экране;

— отпустите кнопку Shift и кликните на “Startup Settings”;

— кликните на “Troubleshoot (Устранение проблем)”;

— выберите “Advanced Options (Расширенные настройки)”;

— после этого вы увидите на экране список расширенных опций и кнопку “Restart” в правом нижнем углу – кликните на ней;

— подождите пока компьютер снова перезагрузится. После этого вы увидите на экране ряд настроек;

— в открывшемся списке настроек выберите пункт “Disable Driver Signature Enforcement (Отключить цифровую подпись драйвера)”. Чтобы ее выбрать просто нажмите кнопку «7» на вашей клавиатуре (не путать с кнопкой «F7»);

— после нажатия этой кнопки компьютер перезагрузится и цифровая подпись драйвера будет отключена;

— после этого снова выполните шаги 1-8 из данного раздела статьи и драйвер для программатора USBASP будет успешно установлен.

Разница между синхронным и асинхронным двигателем

Слаботочные системы в квартире и офисе

,«Z

Как настроить Atmel Studio 7 и WinAVR

Atmel Studio 7 не будет изначально использовать WINAVR или AVRDUDE, поэтому мы должны настроить её для этого. Это может показаться пугающим, но не паникуйте; для программирования устройства AVRDUDE необходима только одна строка инструкций, и только один каталог требуется определить. Фактически, вы должны быть в состоянии скопировать и вставить код в этой статье для любого проекта на базе ATMEGA168.

Итак, первый шаг — сообщить Atmel Studio 7 какой компилятор она должна использовать. Для этого откройте Atmel Studio 7 (если она еще не открыта) и нажмите: Инструменты -> Параметры (англ.: Tools -> Options).

В открывшемся окне используйте список слева, чтобы перейти к: Набор инструментов -> Конфигурация пакета (англ.: Toolchain -> Package Configuration) и в опциях, которые теперь должны быть доступны справа, выберите Atmel AVR 8-bit (язык C) (Atmel AVR 8-bit (C language)) из раскрывающегося списка, а затем нажмите: Добавить особенность (англ.: Add Flavour).

Предполагая, что вы установили WINAVR в папку по умолчанию на диске C и что у вас та же версия, что и в WINAVR, как в этой статье, во всплывающем окне мы пишем так, как показано ниже. После заполнения полей нажмите «Добавить» (англ. add), а когда вы вернетесь в предыдущее окно, нажмите «ОК».

Atmel Studio 7 теперь может использовать WINAVR для компиляции программ AVR, но все равно не может программировать устройства. Для этого нам нужно добавить внешний инструмент в Atmel Studio 7 и настроить его для устройства ATMEGA168.

Первый шаг — перейти в: Инструменты -> Внешние инструменты (англ. Tools -> External tools). Открывшееся окно — единственное окно, необходимое для работы программатора USBASP. Скрин ниже показывает большинство деталей, которые вам нужно будет заполнить.

Поле «Аргументы» (англ. Arguments) не полностью отображает всю информацию, которая необходима, и поэтому приведу ниже то, что было заполнено:

avrdude -c usbasp -p atmega168 -U lfuse:w:0x26:m -U flash:w:$(ProjectDir)Debug\$(TargetName).hex:i

Большая часть информации в этом не важна для нас, кроме двух фрагментов текста. Первый — это -p atmega168;, который говорит AVRDUDE, что мы программируем ATMEGA168. Если в вашем проекте используется другой чип, замените текст atmega168 на используемое вами устройство (например, atmega88).

Второй параметр -U lfuse:w:0x26:m, который специфичен для ATMEGA168. Эта инструкция указывает AVRDUDE настроить устройство на использование внешнего кристалла, и после программирования устройство будет работать только при подключении к схеме кристалла

Обратите внимание, что это также означает, что устройству требуется кристалл при программировании. Этот аргумент будет работать только для ATMEGA168

Скачивание и установка Atmel Studio

Выполните следующую последовательность действий:

1. Скачайте Atmel Studio 7.0.

2. Также вам необходимо скачать приложение WinAVR чтобы иметь возможность загружать программы в микроконтроллер AVR с помощью USBASP.

После этого вам необходимо создать тестовый проект в Atmel Studio 7.0. Для этого выполните нижеследующую последовательность действий.

3. Подсоедините USBASP v2.0 к USB порту вашего компьютера и подождите пока он правильно определится.

4. Откройте Atmel Studio.

5. Выберите пункт меню “File”, в нем “New” и выберите “project”.

6. Теперь назовите ваш проект, выберите место расположения проекта и выберите компилятор “GCC C Executable Project”. Кликните на “Ok” и продолжайте.

7. После этого вам будет необходимо выбрать ваше устройство для программирования. В нашем случае это будет микроконтроллер Atmega16A. Если вы будете программировать другие микроконтроллеры, например, Atmega8, Atmega32, то для их программирования также можно использовать программатор USBASP.

8. После этого для вас будет создан файл main.c, где вы можете писать ваш программный код.

Но после создания проекта финальный шаг, который вам необходимо выполнить – это установить внешние инструментальные средства (WinAVR).

Установка 1 в произвольном бите регистра порта

Каждый бит регистров DDRx может быть установлен или сброшен отдельно. К примеру, если мы хотим сконфигурировать отдельно вывод PD2 как выход, то нам следует в соответствующий бит регистра DDRD записать 1. Для этой цели можно использовать следующую команду:

DDRD |= 1<<2;

На первый взгляд она может показаться слишком сложной и запутанной, но после объяснения этой команды вы поймете, что все в ней выглядит достаточно логично.

1<<2 – с помощью этой части команды осуществляется сдвиг единички влево на 2 бита, то есть справа добавляются два нулевых бита и получается число 100 (в двоичном виде), а знак «|», стоящий перед знаком присваивания «=», выполняет операцию побитного логического сложения.

Операцию побитного логического сложения также называют операцией ИЛИ (английское название OR) и выполняется она по следующим правилам:0+0=00+1=11+0=11+1=1

То есть если хотя бы одно из слагаемых равно 1, то результат также равен 1.

Таким образом, в результате данной операции (команда DDRD |= 1<<2) к битам регистра DDRD прибавится двоичное 100, представленное в 8-битном регистре микроконтроллера как 00000100, и результат будет записан я обратно в регистр DDRD. Схематично данная операция представлена на следующем рисунке.

Реализация многозадачности на функциональных очередях (без RTOS)

Из песочницы

Когда необходимо выполнять несколько действий (процессов/задач) одновременно на микроконтроллере, обычно мы задумываемся об использовании RTOS (Real Time Operating System). RTOS обычно занимает несколько дополнительных килобайт памяти. В то же время для приложений RTOS может добавить больше сложности, в том числе при отладке.

Большинство RTOS использует алгоритм упреждающего планирования. С помощью использования прерывания текущий выполняемый процесс приостанавливается и вызывается планировщик задач, чтобы определить, какой процесс должен выполняться следующим. Процессы получают некоторое количество процессорного времени небольшими порциями. Суммарная длительность времени, получаемого процессом, зависит от его приоритета. Все процессы обычно представляют собой бесконечные циклы.

Происходит прерывание одного задания, сохранение и переключение контекста. Операции переключения между заданиями требуют несколько дополнительных операций со стороны операционной системы.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий

Схема блока авр

Принцип работы

Вне зависимости от того, как сделан модуль АВР, основа работы агрегата — отслеживание сетевых параметров. Для данной цели используется контролирующее реле напряжения с микропроцессорными управленческими блоками. Принцип работы выглядит следующим образом: напряжение подается в центр индикаторной лампы и реле. Далее контакты изменяют свое положение и ток подается на рабочую линию.

При пропаже тока рабочей линии лампа гаснет и реле перестает работать. Контакты вновь меняются местами. Это приводит к тому, что включается резервное питание. Как только восстанавливается напряжение, реле приходит в действие и перекоммутирует ток на рабочую линию.

Обратите внимание! Представленная схема работы является упрощенной. Чтобы лучше понимать происходящие в оборудовании процессы, не рекомендуется ее брать за основу

Простая схема однофазной АВР

Комплектация шкафа и щита

Внутри вмонтированы две панели, на которых установлены силовые и управляющие устройства. При эксплуатации в сетях с током до 100 А применяются шкафы, изготовленные на базе пускателей ПМ 12 с серебряными контактами.

При силе тока свыше 100 А монтируются вакуумные контакторы. Все соединения входных и выходных цепей осуществляются инструментом, обеспечивающим стойкий контакт. В шкаф устанавливаются зажимы, рассчитанные на подсоединение многожильных медных и бронированных с наконечниками проводов.

Устанавливаемые пускатели должны быть рассчитаны на 300 тыс. срабатываний, а время отключения автоматов при коротком замыкания не превышает 0,05 сек. На всех приборах должны быть соответствующие обозначения, а дополнительно под ними устанавливаются бирки с пояснением.

Урок №21. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)Урок №21. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

Шкафы обычно имеют два кабельных ввода: для питающего и резервного провода, которые подключаются к штыревым колодкам. В силовую часть входят:

  • силовая колодка ввода;
  • выводные колодки, соединенные с соответствующими автоматами;
  • два контактора ввода;
  • два трансформатора напряжения.

Питание световых индикаторов осуществляется напряжением 36 В. Установленные реле времени АВР обеспечивают трансформаторы бесперебойным снабжением электроэнергией. В систему управления оборудованием входят автоматические выключатели, сигнальные лампы и реле контроля фаз. Собранный шкаф может эксплуатироваться в условиях, исключающих атмосферные осадки и при температуре от — 45 °C до + 45 °C.

https://youtube.com/watch?v=MNg9tfbEuy4

Полуавтоматический переход на другой источник

Этот метод подразумевает автоматизацию тех или иных (не всех) процессов переключения. Участие человека в таком типе переключения все равно необходимо, но сама коммутация становится намного проще и безопаснее как для человека, так и для оборудования.

Автомат переключения на резерв

Этот узел, который несложно собрать своими руками, предназначен для автоматического переключения нагрузки с основного на резервный источник при пропадании первого и наоборот. Для его реализации понадобится электромагнитный пускатель или реле, срабатывающие от 220 В и с контактами, выдерживающими ток домовых потребителей. В качестве примера взято электромагнитное реле РЭК77/3 с тремя группами переключающих контактов:

Электромагнитное реле РЭК77/3 с обмоткой 220 В / 50 Гц

Устройство выдерживает ток до 10 А, и вполне может использоваться в качестве автоматического переключателя на небольшом объекте или в частном доме. Схема же автомата будет выглядеть следующим образом:

Здесь реле исполняет роль автоматического перекидного выключателя. Одна группа контактов переключает фазу, другая — ноль, третья не используется. Обмотка реле питается от основной сети. В исходном положении в линии «Сеть» присутствует напряжение, реле включено и подает напряжение на нагрузку. При пропадании сети реле отпускает и переключает нагрузку на питание от генератора. При возобновлении электроснабжения реле К1 вновь срабатывает, и схема возвращается к питанию от основного источника.

Автоматический переключатель фаз для дома. АВР 3-х фазАвтоматический переключатель фаз для дома. АВР 3-х фаз

С запуском бензогенератора

Эта конструкция в состоянии самостоятельно запустить генератор. Единственное условие — сам генератор должен иметь стартер и дистанционную систему пуска хотя бы кнопкой. Для реализации этой идеи понадобится еще одно реле и пусковой таймер произвольной конструкции:

Подключение бензогенератора к сети дома, схема с автостартом

Здесь реле К1 исполняет те же функции — переключает нагрузку при пропадании основного напряжения. Но дополнительно оно своей третьей группой контактов подает напряжение на стартер и реле времени. Реле периодически пытается завести генератор, с его запуском появляется напряжение на резервной линии. При этом срабатывает реле К2 и своими контактами отключает систему автозапуска бензогенератора.

Но и эта конструкция не является полным автоматом. Во-первых, если генератор по каким-либо причинам не запустится (холодно, плохая регулировка пуска, нет топлива и пр.), устройство будет пытаться заводить его до тех пор, пока не сожжет стартер или не посадит пусковой аккумулятор. Во-вторых, при появлении основного напряжения автоматика переключит нагрузку на него, но не заглушит генератор.

Принцип работы

За несколько лет на рынке появилось множество разнообразных агрегатов для автоматического резервирования, которые оснащаются мощным микропроцессорным контроллером. Несмотря на огромный ассортимент, наибольшим спросом пользуются модели с управляющим реле-контроллером. Устройство непрерывно анализирует сигналы датчиков напряжения, а также своевременно обнаруживает сбой в питании и инициирует процедуру быстрого запуска генератора.

Если начинающий мастер будет рассматривать схему подключения АВР с точки зрения электротехники, то эта задача может показаться слишком сложной. Всё дело в том, что различные технические сложности и неизбежные временные задержки затрудняют мгновенное получение резервной электроэнергии. Чтобы такое оборудование прекрасно справлялось со своими основными задачами и не подводило в самый ответственный момент, нужно заранее ознакомиться с его функциональными возможностями:

  1. Современные модели АВР могут использоваться не только с бензиновыми, электрическими, газовыми, но и с дизельными генераторами.
  2. Пользователь всегда может выбрать наиболее подходящий тип резервной сети — однофазную или трёхфазную.
  3. В системе предусмотрен постоянный контроль температуры двигателя.
  4. Обеспечение полного цикла работы резервного источника: автоматизированный запуск генератора в тот момент, когда исчезло централизованное электроснабжение или уровень напряжения превысил все допустимые показатели. Предусмотрены многочисленные полезные функции, которые непрерывно контролируют работу генератора, защищают его от перегрузки. При появлении основного электричества происходит остановка и последующее охлаждение бесперебойного источника.
  5. Наличие тестового еженедельного запуска генератора (мастер может настроить точную дату и время для проведения этой процедуры).
  6. Удобное управление приводом воздушной заслонки.
  7. Всегда можно активировать экономный режим работы оборудования.
  8. Фиксированный контроль напряжения аккумуляторных батарей. Эта функция позволяет запускать генератор только при полной разрядке АКБ генератора.
  9. Некоторые модели АВР обладают расширенной функциональностью для подключения вспомогательных модулей: GSM-модем, БИП.
  10. Качественный счётчик, который показывает оставшееся время до проведения планового технического обслуживания.

Принцип работы автоматического ввода резерва

Вне зависимости от варианта исполнения АВР в основу работы системы заложено отслеживание параметров сети. Для этой цели могут использоваться как реле контроля напряжения, так и микропроцессорные блоки управления, но принцип работы при этом остается неизменным. Рассмотрим его на примере самой простой схеме АВР для бесперебойного электроснабжения однофазного потребителя.

Рис. 4. Простая схема однофазной АВР

Обозначения:

  • N – Ноль.
  • A – Рабочая линия.
  • B – Резервное питание.
  • L – Лампа, играющая роль индикатора напряжения.
  • К1 – Катушка реле.
  • К1.1 – Контактная группа.

В штатном режиме работы напряжение подается на индикаторную лампу и катушку реле К1. В результате нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый контакты меняют свое положение и на нагрузку подается питание с линии А (основной). Как только напряжение в на входе А пропадает, лампочка гаснет, катушка реле перестает насыщаться, и положение контактов возвращается в исходное (так, как показано на рисунке). Эти действия приводят к включению нагрузки в линию В.

Как только на основном вводе восстанавливается напряжение, реле К1 производит перекоммутацию на источник А. Исходя из принципа работы, данную схему можно отнести к одностороннему исполнению с наличием возвратной функции.

Представленная на рисунке 4 схема сильно упрощена, для лучшего понимания происходящих в ней процессов, не рекомендуем брать ее за основу для контроллера АВР.

Схема АВР с реле контроля напряжения

Схема АВР на 2 пускателя Вторая схема немного посложнее.

В данной схеме катушка реле питается от основного ввода, и в нормальном режиме его сердечник притянут, левый по схеме контакт К1 замкнут, правый разомкнут. В состав устройства ввода резервного напряжения, как правило, входит некоторое количество реле. Так как оба ввода в работе, отпадает необходимость следить за готовностью резервной линии к принятию нагрузки.

Схема работает аналогично. Схема АВР Как видно, предложенная схема АВР отличается простотой: для ее сборки потребуется всего два магнитных пускателя, значение номинального тока величина которых должна превышать токи нагрузки.

Основным источником служит линия подстанции, а резервным — другая линия, получающая питание от другой электростанции, либо от автономного источника питания, например от промышленного генератора на жидком топливе или от батареи аккумуляторов, как это часто бывает в частных домах. Так решается задача определения напряжения в основной линии. Это один из самых надежных способов создать бесперебойную подачу электричества. При пропадании напряжения на главном вводе К1.

Схема АВР с реле контроля фаз.

Комментарии к статье: 2 Простые схемы АВР на контакторах Электроснабжение любого объекта должно быть бесперебойным, но внезапные отключения электроэнергии, к сожалению, не исключены. Она состоит из двух однополюсных автоматических выключателей, одного контактора и одного двухполюсного автоматического выключателя.

Задачу можно было бы считать решенной, но пуск мотора на углеводородном топливе состоит из нескольких этапов. АВР на одном контакторе Для однофазной домашней сети подойдет схема автоматического ввода резерва, выполненная на одном контакторе. В нашем случае это реле. Причем генератор должен запускаться автоматически.

Таким образом, питание потребителя будет включено от резервного ввода через замкнувшиеся силовые контакты магнитного пускателя КМ2. В случае, когда напряжение идет на ввод 1, а на нём происходит аварийная ситуация, нагрузка переходит на ввод 2. Принципы их построения одинаковы как для потребителей электроэнергии I, так и II категории. Данные аппараты могут устанавливаться в отдельных шкафах. Практически все реле контроля фаз имеют одинаковое устройство: индикация нормального и аварийного состояния сети, измерительная и силовая часть.

В основном, это программируемый контроллер в блоке с выходными реле. Оно необходимо для контроля напряжения 3-х фазной сети правильное чередование фаз и их номинальное значение. АВР, это устройство, являющееся составляющей релейных защит и систем автоматики, и служит для обеспечения бесперебойного питания потребителей электрической энергии. Схемы управления магнитным пускателем

Схемы управления магнитным пускателемСхемы управления магнитным пускателем

Работа АВР с генератором

Электроснабжающие компании разделяют потребителей на три категории по степени надежности снабжения электроэнергией. Частные дома и квартиры относятся к третьей – самой низкой категории. В квартирах обычно применяют бесперебойные источники питания на аккумуляторах.

Для частного дома резервным источником питания также может быть бензиновый или дизель-генератор. Если прежде их вводили в работу вручную, то теперь возможен автоматический запуск. Все зависит от того, какую за это платить цену.

Для автоматического резервирования предпочтительно применять устройство с микропроцессорным управлением. В быту и производстве широко распространены программируемые реле-контроллеры Easy. На вход реле поступают сигналы с датчиков напряжения. При отключении питания контроллер запускает двигатель генератора. После достижения номинальных параметров, на что тратится определенное время, схема АВР переключает нагрузку на резервное питание. При этом имеют место временные задержки с подключением. Для бытовых нужд они допустимы, а для мощных и ответственных нагрузок задача становится более сложной.

На рисунке изображена схема бесперебойного питания с помощью дополнительного дизель-генератора.

Схема подключения резервного дизель-генератора к нагрузке

К входу АВР подключены сеть и генератор, а выход – к нагрузке. Основным источником питания обычно является сеть. При отключении напряжения в сети запускается генератор, после чего АВР подключает нагрузку к нему. Как только работа электросети восстанавливается, происходит переключение питания в прежний режим, а генератор через заданное время выключится. На рисунке ниже изображена электрическая схема бесперебойного питания.

Особенности эксплуатации в высоковольтных цепях

Для того чтобы установка автоматического резервирования работала в цепи, где стандартное напряжение превышает отметку 1 тыс. вольт, необходим специальный трансформатор напряжения. На второй обмотке такого агрегата в нормальном режиме работы должно, быть 100 вольт. Чтобы собрать и запустить установку, используют специальное реле минимального напряжения либо реле контроля фаз. Оно оперативно реагирует не только на понижение величины сетевого напряжения, но даже на исчезновение минимум одной из фаз. В этом случае электрики должны выполнить все требования, которые касаются правильного ввода АВР в первичную эксплуатацию.

Самостоятельное изготовление блока АВР

Качественный автоматический ввод резерва для генератора отличается высокой стоимостью, поэтому многие домашние мастера решают изготовить это устройство своими руками, используя те самые детали, что и в стандартных заводских агрегатах. Основной и самой дорогой частью является многофункциональный контроллер.

Для обеспечения силовой части мастера задействуют контакторы, которые используются для гарантированного переключения с главной линии на локальную сеть. Чтобы компактно разместить все детали, нужно подготовить довольно вместительный шкаф или же щит, который больше всего будет подходить по размеру к изготавливаемому агрегату.

Автозапуск генератора с GSM управлением. АВР для генератораАвтозапуск генератора с GSM управлением. АВР для генератора

Традиционная схема АВР всегда оснащается автоматизированным контролирующим механизмом, который работает за счёт нормального постоянного напряжения. Качественная реализация этой идеи возложена на блок питания. Чаще всего специалисты применяют стандартный аккумулятор повышенной мощности, так как при повышенных нагрузках маломощный агрегат быстро разряжается.

Именно блок питания контролирует уровень выходящего напряжения. Стоит отметить, что все комплектующие детали нужно покупать исключительно в проверенных торговых магазинах, отдавая своё предпочтение известным производителям. Чтобы во время сборки не допустить самых распространённых ошибок, необходимо использовать профессиональную схему АВР для генератора. Своими руками можно изготовить высококачественную модель, которая будет отвечать всем эксплуатационным требованиям.

Выбирая контроллер, необходимо проверить наличие инверсной воздушной заслонки. Этот узел особенно полезен в тех ситуациях, когда потребитель использует генератор с механической заслонкой.

Когда все элементы есть в наличии, можно смело приступать к изготовлению АВР. Начинать нужно с монтажа всех элементов и узлов во внутренний отсек электрического щита. Этот процесс должен происходить таким образом, чтобы не образовались пересечения между проводниками, а все контакты и клеммы были легкодоступны. Далее происходит подключение силовой части и контроллеров.

Параллельное включение резервного генератора с централизованной электросетью считается недопустимым. В противном случае бесперебойный источник питания может быть сильно повреждён вплоть до полной поломки всех узлов. Чтобы оградить оборудование от столь негативных последствий, нужно приобрести специальные щиты, которые обеспечивают как ручное, так и автоматическое переключение на ввод резерва. В продаже можно встретить универсальные разновидности сильноточных коммутаторов нагрузки, а также многофункциональные автоматические регуляторы напряжения используемого генератора.

В процессе подключения обязательно учитывается наличие двух мощных кабелей, которые входят в щит автоматического резерва. Один из них должен быть рассчитан на основную сеть, а второй — на резервную линию электросети. Их поочерёдное использование обусловлено различными алгоритмами работы оборудования. Но на выходе к потребителю протягивается только один силовой кабель.

Что собой представляет АВР и как он запускает резервное питание

Щит АВР (другое название – шкаф АВР) – электронное устройство, прямая задача которого ввести в действие резервный источник подачи электричества. Ввод происходит в том случае, если стационарная сеть обесточивается. Проще говоря, «выключают свет». Причиной выключения может быть, как авария на городской магистрали, так и профилактические работы или же веерное (запланированное) отключение. То есть – тока нет, включается резервная подача. Активация однократная. Важный момент – автоматическая активация не происходит, пока в стационарной сети есть ток, иначе приборы начнут получать параллельное питание.

Шкаф АВР может быть полностью автоматическим или частично (автоматика +ручной режим). Во втором случае вам придется выключать генератор самостоятельно. При этом схемы АВР автоматически переключают нагрузку на мини-электростанцию для того, чтобы она дала питание всей электросистеме в доме.

Время срабатывания автоматики разное, зависит от модели станции, как правило – несколько секунд. Для подачи напряжения подключают два (можно три) источника тока, независимых друг от друга. Перед тем, как настроить управление, подключаются приборы. В современных шкафах АВР установлена защита запасного источника, поэтому они безопасны и долговечны. Установка их производится в любом комфортном месте, в основном — на стене. Возможна в доме ( нутренний щит) или на улице – внешний шкаф.

В щитке управления АВР можно установить:

  1. Перекидной рубильник (дешево и просто);
  2. Специальный блок АВР на контакторах (дороже, но надежнее).

Классификация АВР и варианты реализации

Осуществляться резервное питание и его автоматический ввод может от отдельного генератора, аккумуляторной батареи либо отдельной линии.

В свою очередь все системы АВР по своему действию делятся на:

  1. Односторонние. Одна секция или же ввод является рабочим (основным), а второй резервный. В случае исчезновения рабочего напряжения включается резерв.
  2. Двухсторонние. Когда существуют две раздельно питающиеся секции и соответственно две линии являются рабочими, и при отключении одной любой из них, другая является резервной.

Также АВР может быть с восстановлением питания по нормальной схеме и без него. Во втором случае происходит полное погашение нерабочей сети и даже при повторном возобновлении питания схема не будет работать как прежде по двум линиям.

Особенности работы с бытовыми генераторами

Для того чтобы организовать автоматический ввод резерва в доме можно в качестве источника резервного питания использовать автономный генератор. Он даст возможность длительное время обеспечить электрической энергией целый дом, а величина подключаемой нагрузки зависит от мощности самого генератора. Вот схема подключения:

Введение генератора в качестве источника электроэнергии вместо сетевого напряжения можно практиковать в однофазной и трёхфазной сети с учетом модели генератора. Однако для того, чтобы этот процесс был полностью автоматизирован необходимо, чтобы генератор был оснащён стартером, а также понадобится специальный блок, состоящий из набора коммутационных устройств, включающих стартер только на время запуска и отключающих при возобновлении подачи сетевого напряжения. Выглядит он вот так:

Такой блок для генератора совместим с любым типом двигателя и имеет три положения: «Стоп», «Включен, «Запуск». Правда, в зимнее время необходим прогрев двигателя внутреннего сгорания, но этот блок можно запрограммировать, учитывая и эту особенность. Крепится он на дин рейку в распределительном щитке.

На видео доходчиво объясняется схема, по которой можно сделать автоматический ввод резерва для генератора своими руками:

АВР на аккумуляторах

С развитием преобразователей, трансформирующих постоянный ток в переменный, появляется возможность использовать, например, автомобильный аккумулятор в качестве источника резервного питания. Помимо аккумулятора, понадобится приобрести современный автомобильный инвертор, преобразующий 12 Вольт постоянного напряжения в 220 Вольт переменного.

Правда, этот источник вряд ли можно использовать для силовой нагрузки, но цепи освещения он может легко обеспечить стабильным напряжением на время непродолжительной аварии на линии. При этом длительность работы будет зависеть от мощности потребителей и емкости аккумуляторов.

Для увеличения ёмкости можно параллельно подключить несколько аккумуляторных батарей. Схема соединения самой системы АВР может быть реализована с помощью пускателя.

Пускатель включается в основную цепь, а при проблемах в сети его подвижная часть отпадает, тем самым его размыкающий блок-контакт, введённый в цепь аккумулятора, запускает систему автоматического электроснабжения. Этот способ менее затратный, нежели генераторный, но не способен выдавать длительное время ток для мощных бытовых приборов.

Применение логического контроллера

Для двух сетей электроснабжения трехфазным питанием применяются уже готовые блоки АВР с применением логического цифрового контролера, который может учитывать множество параметров, требуемых для создания идеальной системы. На нём имеется вся нужная маркировка и инструкция по управлению и подключению.

Правда, перед тем как подключить модуль и приобрести его, нужно задуматься, имеется ли резервный источник питания с более надёжным электроснабжением. Так как нет смысла подключать его к одной и той же системе трёхфазной сети, то есть питающейся от одного трансформатора 6/0,4 кВ.

Каким образом следует делать выбор АВР?

Чтобы по приобретении блока автоматического запуска для электрогенератора вы не разочаровались своим решением, вам нужно придерживаться следующих правил:

Блок АВР должен быть оборудован контакторами ABB/Schneider Electric.
На щите должен быть присутствовать контроллер DATAKOM/DeepSea.
Особое внимание следует уделить лицевой панели щита, где должны присутствовать следующие элементы: кнопка аварийного отключения амперметр, вольтметр, световая индикация сети/генератор, устройство переключения в ручной режим, управления ручным режимом.
Для блока, рассчитанного для монтажа на улице, обязательным является наличие у шкафа защиты IP44-65.
Расположенные в шкафу элементы должны иметь маркировку, соответствующую схеме.
Для шкафа должна быть предусмотрена инструкция по использованию, которая должна быть дополнена схемой АВР.

Не стесняйтесь требовать у продавца все эти элементы и тогда автоматика упростит для вас задачу управления электростанцией.

Чем чревато использование недорогих АВР?

Иногда можно встретить таких продавцов, которые предлагают блоки автоматики, на самом деле не являющиеся таковыми. Скажем, в сети интернет немало имеется сайтов, где магазины продают автоматику по 8-12 тыс. руб., а цена на некоторые модели может быть и еще меньше — 3 500. Однако не стоит питать больших надежд в отношении рынка электрощитового оборудования. Что же в таком случае получает потребитель, когда приобретает у продавца изделия, называемые блоком автоматического запуска? Продукция, на которую продавец установил цену в 12 000 р., является просто пародией на управление электростанцией.

Для подключения здесь применяется специальный китайский разъем, который крепится прямо в панели. При этом о каких-либо функциях настоящей автоматики здесь речи не идет. Но важнее здесь всего-то, что для контроля работы генератором при помощи такого блока здесь предусмотрены не электромеханические элементы, рассчитанные на продолжительную эксплуатацию и перегрузку, а электронные компоненты. Это и создает серьезную угрозу.

Если напряжение в сети сильно «скачет», то:

  • автоматика не срабатывает, производя моментальное обесточивание сети.
  • техника (холодильник, телевизор) и проводка лишается защиты от сгорания.

Работа с генератором

Все электроснабжающие компании условно делят своих клиентов на три основные группы, в зависимости от степени надежности обеспечения электроэнергией. Квартиры и частные дома относятся к третьей группе. Ведь для частной недвижимости в основном покупают бесперебойные источники питания электроэнергией.

Многие специалисты отмечают, что АВР для генератора блок автоматики с микропроцессорным управлением все чаще используется для автоматического резервирования. В бытовой и промышленной отрасли широко востребованы многофункциональные реле-контроллеры. На вход в реле поступают сигналы с датчиков напряжения. В случае отключения электроэнергии контроллер автоматически запускает двигатель генератора. Когда все показатели достигают номинальной отметки, схема АВР самостоятельно переключает нагрузку на резервное питание

В этом случае также важно учитывать временные задержки с подключением. Для бытовых нужд это вполне допустимо, но вот для ответственных и более мощных нагрузок задача очень сложная

К входу АВР всегда подключают сеть и генератор, а выход — к нагрузке. Основным источником питания чаще всего выступает обычная электросеть. В случае исчезновения напряжения в сети запускается генератор и уже после этого АВР подключает всю нагрузку к нему. После того как работа электросети полностью восстановлена, осуществляется переключение питания в прежний режим работы. Генератор через заданное количество времени отключается.

Работа системы автоматического включения питания

Принцип работы АВР состоит в контроле наличия питания основного источника и включении источника резервного питания в случае его внезапного отсутствия. Также должно работать обратное переключение: при появлении основного питания (аварию устранили) оно должно переключить сеть на основной источник, а резервное питание остановить.

При этом важно быстродействие. Идеальный вариант, когда потребляющая сеть не замечает переключения

Это зависит не только от скорости срабатывания электронных компонентов и силовых реле. Резервное питание может требовать некоторого времени для запуска. Поэтому система переключения может быть не одноступенчатой. Сначала включаются быстродействующие источники, а после ввода в действие дизель-генераторов и входа их в рабочий режим переключение производится на них. Обратное переключение таких сложностей не потребует, так как гашение дополнительного источника может проводиться и во время уже заработавшей основной сети.

Варианты схем для реализации АВР с описанием

Приведем несколько рабочих примеров, которые можно успешно применить при создании щита автоматического запуска. Начнем с простых схем для бесперебойной системы электроснабжения жилого дома.

Простые

Ниже представлен вариант схемы АВР, переключающей подачу электричества в дом с основной линии на генератор. В отличие от приведенного выше примера, здесь предусмотрена защита от короткого замыкания, а также электрическая и механическая блокировка, исключающая одновременную работу от двух вводов.

Схема АВР для дома

Обозначения:

  • AB1 и AB2 – двухполюсные автоматические выключатели на основном и резервном вводе.
  • К1 и К2 – катушки контакторов.
  • К3 – контактор в роли реле напряжения.
  • K1.1, K2.1 и K3.1 – нормально-замкнутые контакты контакторов.
  • К1.2, К2.2, К3.2 и К2.3 – нормально-разомкнутые контакты.

После переводов автоматов АВ1 и АВ2 алгоритм работы блока АВР будет следующим:

  1. Штатный режим (питание от основной линии). Катушка К3 насыщается и реле напряжения срабатывает, замыкая контакт К3.2 и размыкая К3.1. В результате напряжение поступает на катушку пускателя К2, что приводит к замыканию К2.2 и К2.3 и размыканию К2.1. Последний играет роль электрической блокировки, не допускающей подачи напряжения на катушку К1.
  2. Аварийный режим. Как только напряжение в главной линии исчезает или «падает» ниже допустимого предела, катушка К3 перестает насыщаться и контакты реле принимают исходную позицию (так, как показано на схеме). В результате на катушку К1 начинает поступать напряжение, что приводит к изменению положения контактов К1.1 и К1.2. Первый играет роль электрической защиты, не допуская подачи напряжения на катушку К2, второй снимает блокировку подачи питания на нагрузку.
  3. Чтобы работала механическая блокировка (на схеме отображена в виде перевернутого треугольника) необходимо использовать реверсивный пускатель, где ее наличие предполагается конструкцией электромеханического прибора.

Теперь рассмотрим два варианта простых АВР для трехфазного напряжения. В одном из них энергоснабжение будет организовано по односторонней схеме, во втором применено двухстороннее исполнение.

Рисунок 6. Пример односторонней (В) и двухсторонней (А) реализации простого трехфазного АВР

Обозначения:

  • AB1 и AB2 – трехполюсные автоматы защиты;
  • МП1 и МП2 – магнитные пускатели;
  • РН – реле напряжения;
  • мп1.1 и мп2.1 – групповые нормально-разомкнутые контакты;
  • мп1.2 и мп2.2 – нормально-замкнутые контакты;
  • рн1 и рн2 – контакты РН.

Рассмотрим схему «А», у которой два равноправных ввода. Чтобы не допустить одновременное подключение линий применяется принцип взаимной блокировки, реализованный на контакторах МП1 и МП2. От какой линии будет питаться нагрузка, определяется очередностью включения автоматов АВ1 и АВ2. Если первым включается АВ1, то срабатывает пускатель МП1, при этом разрывается контакт мп1.2, блокируя поступление напряжение на катушку МП2, а также замыкается контактная группа мп1.1, обеспечивающая подключение источника 1 к нагрузке.

При отключении источника 1 контакты пускателя ПМ1 возвращаются в исходное положение, что приводит в действие контактор ПМ2, блокирующий катушку первого пускателя и включающий подачу питания от источника 2. При этом нагрузка будет оставаться подключенной к этому вводу, даже если работоспособность источника 1 пришла в норму. Переключение источников можно делать в ручном режиме манипулируя выключателями АВ1 и АВ2.

В тех случаях, когда требуется одностороння реализация, применяется схема «В». Ее отличие заключается в том, что в цепь управления добавлено реле напряжения (РН), возвращающее подключение на основной источник 1, при восстановлении его работы. В этом случае размыкается контакт рн2, отключающий пускатель МП2 и замыкается рн1, позволяя включиться МП1.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий