Chức năng:
Khối công suất: các điện trở hạn dòng, opto cách ly quang dùng để bảo vệ khối xử lý với khối công suất khi có sự cố xảy ra. Transistor dùng để đóng cắt dòng để điều khiển relay, 1 diode mắc song song với cuộn dây của relay để bảo vệ transistor , 1 relay dùng để đóng ngắt dòng điện và 1 domino 2 pin để kết nối với thiết bị bên ngoài.
Lựa chọn linh kiện: Domino:
Relay:
Do điều khiển thiết bị sử dụng dòng lớn nên ta sử dụng ta có 2 cách để sử dụng dùng Triac và Relay, nhưng khi thiết kế dùng Triac thì có 1 vấn đề lớn đó là nếu tải có điện cảm cao như biến áp dẫ đến quá trình mở Triac không chính xác theo thời điểm cần kích, chính vì thế Ta sử dụng relay 5VDC/10A .
Thông số cơ bản:
- Dòng AC max: 10 A
- Nhiệt độ hoạt động: - 45 °C to 75 °C - Dòng kích cuộn dây : 90 mA.
- Công suất cuộn dây (coil) DC: 450 Mw - Điện áp điều khiển cuộn dây (coil): 5 V
1.Opto:
- Có nhiều loại opto như opto P521, HC11C2 là opto SCR… nhưng chọn opto PC817 là loại thông dụng phổ biến nhất trên thị trường hiện nay.
Hình 3. 12 OPPTO PC817
Các thông số cơ bản:
- Điện áp chuyển tiếp: khi IF=20mA thì VF=1.2V. - Dòng Ic = 30 mA.
- Dòng IR=10uA khi VR=4V (áp ngược).
- Công suất tiêu hao trên transistor 150mW.
Bảng 3. 3 Thông số cơ bản của PC817
2.Transistor:
-Transistor: có nhiều loại transistor và được phân loại là NPN và PNP ví dụ 2N3055, A564, C828, C1815...
-Do dòng điều khiển relay là 90mA nên ta chọn transistor có dòng Ic > 90mA và chọn loại NPN để điều khiển mức ra của vi xử lý là 1 ta nên chọn C1815 có dòng Icmax= 150mA dễ mua và giá thành vừa phải.
-Các thông số cơ bản như: Điện áp VCEOmin=50V.
Dòng qua cực B,C: IBmax=50mA, ICmax=150mA. Hệ số khuếch đại : Hfe=100 khi Vce=6V, Ic=150mA. Công suất tiêu tán cực C: PC=400W….
Hình 3. 13 Thông số cơ bản của C1815
Diot:
-Diode: có rất nhiều loại diode như diode chỉnh lưu, diode schottky, diode ổn áp, … nhưng ở đây nhóm sử dụng diode chỉnh lưu và cụ thể là loại 1N4007 thông dụng và phổ biến trên thị trường.
Các thông số cơ bản:
- Điện áp làm việc: 50~1000V. - Điện áp ngược tối đa: Vrms=700V. - Dòng điện giới hạn: 1A.
- Nhiệt độ hoạt động: 55~150*C - Công suất trên cực C: 400mW.
Hình 3. 14 Thông số cơ bản của 1N4007
Ta hạn dòng qua led của opto bằng cách mắc thêm trở hạn dòng. Với Vled=1.2V. Với dòng qua led (Iled) từ 10mA-20mA.
Với R5=3𝑣3−𝑉𝑙𝑒𝑑
𝐼𝑙𝑒𝑑 =3.3𝑣−1.2𝑣
10𝑚𝑎 = 210 vì dòng qua led (10ma-20ma) ta có thể chọn R5=220Ω.
Ta mắc transistor (C1815) để làm công tắc điều khiển relay: dẫn ở mức 1 và ngưng dẫn ở mức 0.
Vì để kích dẫn cho relay thì phải có dòng Ic ≥ 90mA.
Ta chọn dòng Ic= Icmax= 150mA. ở chế độ ON: Chọn βsat= (1 3÷1 5)𝛽 chọn βsat= 30 ( với β =80-100) IB=𝐼𝑐𝑚𝑎𝑥 𝛽𝑠𝑎𝑡 = 150𝑚𝐴 30 =5(mA) (1) R6 = 𝑉𝑖−0.7 𝐼𝐵 = 5 − 0.7 5𝑚𝐴 =0.86K Ta chọn R=1K.
Điện trở R7 là điện trở kéo xuống để đảm bảo khi ở mức 0 thì không có dòng vào transistor nên ta chọn R7=10K.
Sơ đồ nguyên lý:
Hình 3. 15 Sơ đồ khối công suất
Giải thích:
- Gồm 2 ngõ ra để điều khiển 2 thiết bị.
- Ngõ ra của relay nối với domino để đóng cắt thiết bị sử dụng nguồn 220V/50HZ.
- Khi ta kích mức 1 của ESP-12F có áp và dòng ngõ ra làm led trong opto sáng, opto dẫn kích transistor có dòng qua relay hút cuộn dây trong relay. Relay đóng xuống có nguồn vào thiết bị ngoại vi làm thiết bị hoạt động.
- Khi ta kích mức 0 của ESP-12F không có dòng và áp vào led opto không dẫn
Thiết bị ngoại vi không có nguồn vào.