Mikrodenetleyici giriş çıkış devreleri izole, kontrol

PIC serisi ya da diğer mikrodenetleyicilerde kullanabileceğiniz giriş, çıkış devreleri yüksek güçlü cihazları kontrol etmek, ana kontrol devresini izole etmek vb. için kullanılabilir

Not: Bilgiler http://host.nigde.edu.tr/ggelen/asyu2006.pdf “Akıllı On-Off Kontrolör Tasarımı” projesinin özet dosyasından alındı hazırlayanlar: Gökhan GELEN, Mehmet Hadi SUZER, Ayetül KARA

Mikrodenetleyici Giriş Devreleri

Bu çalışmada 220 VAC gerilimle çalışan lambanın açılıp kapanması işlemini gerçekleştirecek bir kontrolör sistemi düşünüldüğünden, bu lambayı kontrol eden anahtarın aktivitesi mikrodenetleyici ile algılanacaktır. Bu işlem için Şekil’de gösterilen devre önerilmiştir.

Şekil-1 Giriş devresi

Şekildeki devre ile anahtarın kapalı mı yoksa açık mı olduğu algılanmaktadır. Anahtar açık iken dolayısıyla lamba yanmıyorken, opto-kuplörün diyot kısmını aktive edecek herhangi bir gerilim söz konusu değildir ve PIC giriş pininde 0V gerilim seviyesi vardır. Eğer anahtar kapatılırsa yani lambaya enerji verilirse bu durumda AC şebeke gerilimi devre girişine uygulanmış olur.

Devredeki kondansatör ve diyotlar yardımıyla şebeke gerilimin genliği düşürülüp doğrultulur. Daha sonra ise 5,1 V ters kırılma gerilimine sahip zener diyot ile bu gerilim regüle edilir. Elde edilen bu doğru gerilim Opto-kuplör içerisindeki optodiyotu iletime geçirir. Böylece ışık ile iletime geçen opto-transistor aktif hale gelir.

Bu durumda çıkış olarak PIC’in RA0 pininde 5V gerilim seviyesi görülür ve bu lojik “1” olarak algılanmaktadır. Bina içi tesisatı göz önünde bulundurulduğu zaman anahtarlar faz terminaline bağlandığından anahtar bağlantı noktasında nötr hattı bulunmaktadır. Dolayısıyla bu devrenin buat içerisindeki lambaya giden sorti hattına bağlanması gerekecektir.

Mikrodenetleyici Çıkış Devreleri

Çıkış yükü 220 VAC şebeke geriliminde çalışan bir lamba olduğundan PIC ile 220 VAC’luk yük kontrolünü sağlayacak bir devreye ihtiyaç vardır. Bu işlem için çok çeşitli yöntemler mevcuttur. Bu çalışmada bunlardan iki tanesi göz önünde bulundurulmuştur.

Bunlar röle ile kontrol ve yarıiletken eleman olan triyak ile kontrol. Bu iki eleman ve PIC ile kontrolü gerçekleştirilecek devre şemaları Şekil 3 ve 4’te gösterilmektedir.

Şekil-2 Röle çıkış devresi

Şekil-3 Triyak çıkış devresi

Şekil 2’de önerilen devre klasik röle kontrolü için kullanılmaktadır. Kullanılan BJT transistor ile PIC çıkış akımının röleyi sürebilecek seviyeye gelmesi sağlanmıştır. Bu devreye alternatif yarıiletken anahtarlama yöntemi için gerekli olan devre Şekil 3’te gösterilmiştir.

Bu devrede yalıtım ve triyağın (TIC216) tetiklenmesi için diyak çıkışlı opto-kuplör olan MOC3011 kullanılmıştır. Ayrıca triyağa paralel bir RC snubber devresi bağlanmıştır. Snubber devresi yarıiletken anahtarlama elemanlarını (Tristör, Triyak vb) açama kapama işlemi sırasında oluşabilecek aşırı gerilimlere karşı korumaktadır. Bu tip bir anahtardan aynı hat üzerinde fazla sayıda kullanılacaksa bir tane snubber devresi bağlanması yeterli olacaktır.