Регулятор давления для компрессора на ATmega8 и MPX5700

Система регулятора давления была создана для замены поврежденного реле давления в модельном компрессоре. Представленные конструкции могут заменить вышедшие из строя реле давления или дополнить компрессор возможностью плавной регулировки выходного давления.

Выходное давление компрессора измеряется в диапазоне 0…700 кПа с помощью преобразователя MPX5700 и сравнивается с заданным значением. Диапазон настройки давления 50...650 кПа. Регулятор давления двухпозиционный (ВКЛ/ВЫКЛ), имеет гистерезис 25 кПа.

Такой способ регулирования влияет на долговечность компрессора при поддержании давления с достаточной точностью, особенно в случае компрессоров с расширительным баком. Кнопки UP/DN совместно с фильтрующими элементами, состоящими из резисторов R1...R4 и конденсаторов C1...C2, подключены к выводам MOSI/SCK микроконтроллера.

Рис. 1. Принципиальная схема электронного манометра

Рисунок 2. Принципиальная схема исполнительной платы

Сигнал управления для твердотельного ореле IS(S216S02) проходящий через резистор R5, ограничивающий ток светодиода, доступен на выводе MOSI. Вторичная сторона реле защищена варистором V1 от воздействия перенапряжений и быстродействующим предохранителем на 10 А (желательно с кварцевым песком, гасящим дугу) от короткого замыкания в двигателе. На плате также имеется трансформатор, подающий переменное напряжение 6 В для питания платы управления. Трансформатор также защищен предохранителем.

Рисунок 3. Схема сборки платы исполнительного механизма

Рисунок 4. Способ подключения регулятора давления

Схема собрана на односторонней печатной плате. Макет печатной платы показан на рисунке 3. Для твердотельного реле требуется небольшой радиатор. После успешной сборки устройство требует программирования и настройки микроконтроллера (байты конфигурации HIGH = 0xCF, LOW = 0x3F).

Способ крепления регулятора показан на рисунке 4. Собранный регулятор необходимо поместить в кожух, обеспечивающий безопасную эксплуатацию и предохраняющий систему от механических повреждений и загрязнения.

Примечания по использованию

Соединения должны выполняться кабелями с изоляцией и поперечным сечением, соответствующим нагрузке. Все подключения к сети 220 В следует выполнять в двойной изоляции с соответствующей защитой мест подключения, помня о правильном подключении заземляющего защитного проводника.

Нельзя превышать давление, на которое рассчитан бак или компрессор. Запрещается перемыкать предохранительное реле давления или блокировать нагнетательный клапан компрессора.

Соединение напорного трубопровода преобразователя должно быть выполнено с использованием переходника 1/8":6 мм (или другой, адаптированный к реле давления). Новый датчик должен быть присоединен в месте установки штатного реле давления управления компрессором, обеспечив герметичность.

При первом запуске контроллер потребует калибровки смещения преобразователя, на дисплее будет отображаться сигнал калибровки:

Для калибровки выровняйте давление на измерительной и эталонной сторонах преобразователя, отсоединив любые измерительные шланги. Также важно не подвергать преобразователь сквознякам и не закрывать выравнивающее отверстие на задней стороне корпуса MPX, так как это повлияет на величину компенсационного напряжения. Если преобразователь готов к компенсации, нажмите кнопку CAL. О завершении процедуры калибровки будет сигнализировать следующее сообщение:

Процедуру калибровки можно снова вызвать во время измерений, следуя описанным правилам. Индикатор дополнительно сигнализирует о двух аварийных состояниях, давлении выше 700кПа (OVP AL):

и вакууме в измерительной трубе (VAC AL):

которые вредны для датчика и, в крайних случаях, могут повредить его.

После калибровки контроллер перейдет в нормальный режим работы, в котором отображается заданное значение S:xxx [кPа] и измеренное значение давления P:yyy [кPа]:

Кнопки UP/DN позволяют осуществлять постоянную коррекцию настроек, трехпозиционный переключатель SMODE позволяет выбрать режим работы регулятора:

MAN: ручной режим включен, регулятор показывает давление, компрессор включен.
OFF: ручной режим выключен, регулятор показывает давление, компрессор выключен.
AUTO: автоматический режим включен, регулятор показывает давление, компрессор управляется в соответствии с заданным значением.
Выключатель ON позволяет отключить питание регулятора и компрессора.