हाई पावर लोड के लिए रेट्रोफिट बीएलई नियंत्रण - कोई अतिरिक्त तारों की आवश्यकता नहीं: 10 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

अद्यतन: १३ जुलाई २०१८ - टोरॉयड आपूर्ति में ३-टर्मिनल नियामक जोड़ा गया

यह निर्देशयोग्य BLE (ब्लूटूथ लो एनर्जी) को 10W से> 1000W की सीमा में मौजूदा लोड के नियंत्रण को कवर करता है। पॉवर आपके Android मोबाइल से pfodApp के माध्यम से दूरस्थ रूप से स्विच किया जाता है।

कोई अतिरिक्त वायरिंग की आवश्यकता नहीं है, बस मौजूदा स्विच में BLE नियंत्रण सर्किट जोड़ें।

अक्सर जब मौजूदा प्रतिष्ठानों में होम ऑटोमेशन को फिर से लगाया जाता है, तो नियंत्रण जोड़ने का एकमात्र उचित स्थान मौजूदा स्विच पर होता है। विशेष रूप से जब आप स्विच को मैन्युअल ओवरराइड के रूप में रखना चाहते हैं। हालांकि आमतौर पर स्विच पर केवल दो तार होते हैं, सक्रिय और स्विच तार लोड करने के लिए, कोई तटस्थ नहीं। जैसा कि ऊपर दिखाया गया है कि यह बीएलई नियंत्रण केवल उन दो तारों के साथ काम करता है और इसमें मैन्युअल ओवरराइड स्विच शामिल है। लोड चालू या बंद होने पर रिमोट कंट्रोल और मैनुअल स्विच दोनों काम करते हैं।

दीवार स्विच के पीछे सर्किट रखकर 200W बैंक रोशनी को नियंत्रित करने के लिए यहां विशेष उदाहरण है। pfodApp पर कंट्रोल बटन प्रदर्शित करने के लिए RedBear BLE Nano (V1.5) और RedBear BLE Nano V2 दोनों के लिए कोड दिया गया है। कोड में एक वैकल्पिक समयबद्ध ऑटो ऑफ फ़ंक्शन भी उपलब्ध है।

चेतावनी: यह प्रोजेक्ट केवल अनुभवी कंस्ट्रक्टर्स के लिए है। बोर्ड मेन्स पावर्ड है और अगर चलते समय इसके किसी हिस्से को छुआ जाए तो यह घातक हो सकता है। मौजूदा लाइट स्विच सर्किट में इस बोर्ड की वायरिंग केवल एक योग्य इलेक्ट्रीशियन द्वारा की जानी चाहिए।

चरण 1: यह परियोजना क्यों?

पिछली परियोजना, रिमोट कंट्रोल के साथ एक मौजूदा लाइट स्विच को रेट्रोफिट करें, 240VAC (या 110VAC के लिए 5W से 60W) के लिए 10W और 120W के बीच लोड के लिए काम किया, लेकिन लाउंज रूम की रोशनी का सामना करने में सक्षम नहीं था जिसमें 10 x 20W = 200W शामिल थे। कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट। पिछली परियोजना के सभी लाभों को बनाए रखते हुए उस लोड सीमा को दूर करने के लिए यह परियोजना कुछ घटकों और एक हाथ घाव टोरॉयड जोड़ती है। यह डिज़ाइन जिस लोड को स्विच कर सकता है वह केवल रिले संपर्क रेटिंग द्वारा सीमित है। यहां इस्तेमाल किया गया रिले 16 एएमपीएस प्रतिरोधी स्विच कर सकता है। यानी 110VAC पर 1500W और 240VAC पर>3500W। BLE नियंत्रण सर्किट और रिले mWs का उपयोग करता है और इसलिए यह गर्म भी नहीं होता है।

इस परियोजना के लाभ हैं: - (अधिक विवरण के लिए रिमोट कंट्रोल के साथ एक मौजूदा लाइट स्विच को फिर से तैयार करें देखें)

स्थापित करने और बनाए रखने में सरल यह समाधान मेन्स पावर्ड है लेकिन इसे स्थापित करने के लिए किसी अतिरिक्त वायरिंग की आवश्यकता नहीं है। बस मौजूदा मैनुअल स्विच में नियंत्रण सर्किट जोड़ें स्थापित करें।

लचीला और मजबूत मैनुअल ओवरराइड स्विच रिमोट कंट्रोल सर्किट के विफल होने पर भी लोड को नियंत्रित करना जारी रखता है (या आपको अपना मोबाइल नहीं मिल रहा है)। इसके अलावा आप लोड को बंद करने के लिए मैन्युअल ओवरराइड स्विच का उपयोग करने के बाद दूरस्थ रूप से चालू कर सकते हैं

अतिरिक्त कार्यएक बार जब आपके पास अपने लोड को नियंत्रित करने वाला माइक्रोप्रोसेसर हो, तो आप आसानी से अतिरिक्त फ़ंक्शन जोड़ सकते हैं। इस परियोजना के कोड में एक निश्चित समय के बाद लोड को बंद करने का विकल्प शामिल है। आप लोड को नियंत्रित करने और तापमान सेटपॉइंट को दूरस्थ रूप से समायोजित करने के लिए एक तापमान सेंसर भी जोड़ सकते हैं।

एक पूर्ण होम ऑटोमेशन नेटवर्क के लिए आधार बनाता हैयह आरेख ब्लूटूथ V5 "मेष प्रोफ़ाइल विशिष्टता 1.0", जुलाई 13, 2017, ब्लूटूथ SIG से है।

जैसा कि आप देख सकते हैं कि इसमें एक जाली में कई रिले नोड्स होते हैं। रिले नोड्स हर समय सक्रिय रहते हैं और जाल में अन्य नोड्स और बैटरी संचालित सेंसर तक पहुंच प्रदान करते हैं। इस मेन्स पावर्ड बीएलई रिमोट मॉड्यूल को स्थापित करने से आपके पूरे घर में नोड्स का एक सेट स्वचालित रूप से उपलब्ध हो जाएगा जिसे रिले नोड्स के रूप में मेष में जोड़ा जा सकता है। RedBear BLE Nano V2 ब्लूटूथ V5 संगत है।

हालांकि बीएलई मेष विनिर्देश बहुत हालिया है और वर्तमान में कोई उदाहरण कार्यान्वयन नहीं है। इसलिए जाल की स्थापना इस परियोजना में शामिल नहीं है, लेकिन एक बार उदाहरण कोड उपलब्ध हो जाने के बाद आप एक जालीदार होम ऑटोमेशन नेटवर्क प्रदान करने के लिए RedBear BLE Nano V2 को फिर से प्रोग्राम करने में सक्षम होंगे।

चरण 2: जब कोई तटस्थ कनेक्शन नहीं है तो BLE रिमोट स्विच कैसे संचालित होता है?

इस नियंत्रण के लिए विचार एक साधारण निरंतर वर्तमान स्रोत सर्किट के लिए, कई सालों से पहले की तारीख है। (नेशनल सेमीकंडक्टर एप्लीकेशन नोट 103, चित्र 5, जॉर्ज क्लीवलैंड, अगस्त 1980)

इस सर्किट के बारे में दिलचस्प बात यह है कि इसमें केवल दो तार होते हैं, एक और एक बाहर। लोड के अलावा -ve आपूर्ति (gnd) से कोई संबंध नहीं है। यह सर्किट अपने बूट स्ट्रैप्स द्वारा खुद को ऊपर खींचता है। यह रेगुलेटर को पावर देने के लिए रेगुलेटर और रेसिस्टर में वोल्टेज ड्रॉप का उपयोग करता है।

रिमोट कंट्रोल के साथ एक मौजूदा लाइट स्विच का रेट्रोफिट एक समान विचार का उपयोग करता है।

लोड के साथ श्रृंखला में एक 5V6 जेनर बीएलई नियंत्रक और लैचिंग रिले के लिए बिजली की आपूर्ति करता है। जब लोड को बहुत कम मात्रा में चालू किया जाता है तो 5mA का प्रवाह जारी रहता है, हालांकि जेनर (और लोड) 0.047uF और 1K के माध्यम से खुले स्विच को दरकिनार कर देता है। यह छोटा करंट, जो मुश्किल से पता लगाने योग्य और 'सुरक्षित' होता है, लोड बंद होने पर BLE कंट्रोलर को पावर देने के लिए पर्याप्त होता है और लोड को दूर से स्विच करने के लिए लैचिंग रिले को चलाने के लिए कैपेसिटर को चार्ज भी करता है। पूर्ण सर्किट और विवरण के लिए रिमोट कंट्रोल के साथ मौजूदा लाइट स्विच को फिर से लगाना देखें।

उपरोक्त सर्किट की सीमा यह है कि जब लोड चालू होता है, तो सारा लोड करंट जेनर से होकर गुजरता है। 5W जेनर का उपयोग करने से करंट लगभग आधा amp तक सीमित हो जाता है। यानी एक 60W लैम्प (110VAC पर) 3W लोड के चालू होने पर जेनर से गर्मी के रूप में नष्ट किया जा रहा है। 110V एसी सिस्टम के लिए यह लोड को लगभग 60W और 240V सिस्टम के लिए लगभग 120W तक सीमित करता है। आधुनिक एलईडी लाइटिंग के साथ यह अक्सर पर्याप्त होता है, हालांकि यह लाउंज रूम में 200W लैंप के साथ सामना नहीं करेगा।

यहां वर्णित सर्किट उस सीमा को हटा देता है और किलोवाट बिजली को BLE और pfodApp के माध्यम से mWs द्वारा दूर से नियंत्रित करने की अनुमति देता है।

चरण 3: सर्किट आरेख

ऊपर दिया गया सर्किट लोड ऑफ दिखाता है। इस अवस्था में BLE नियंत्रक को पिछले सर्किट की तरह 0.047uF और 1K के माध्यम से आपूर्ति की जाती है। जब लोड चालू होता है (अर्थात उपरोक्त सर्किट में या तो वॉल स्विच या लैचिंग रिले को संचालित करें), शीर्ष ब्रिज रेक्टिफायर और 0.047uF और 1K घटकों को रिले और स्विच द्वारा छोटा कर दिया जाता है। पूरा लोड करंट तब टॉरॉयडल ट्रांसफार्मर से प्रवाहित होता है जो कंट्रोल सर्किट के लिए आवश्यक mWs की आपूर्ति करता है। यद्यपि टॉरॉइड को प्राथमिक रूप से लगभग 3.8V एसी के रूप में दिखाया गया है, प्राथमिक वाइंडिंग लगभग पूरी तरह से प्रतिक्रियाशील है और लोड वोल्टेज के साथ चरण से बाहर है, इसलिए वास्तव में टॉरॉयड द्वारा बहुत कम शक्ति ली जाती है, वास्तव में mWs।

पूरा सर्किट आरेख यहाँ है (पीडीएफ)। भागों की सूची, BLE_HighPower_Controller_Parts.csv, यहाँ है

आप बाईं ओर अतिरिक्त घटक देख सकते हैं। टॉरॉयडल ट्रांसफॉर्मर, सर्ज सप्रेसर, लिमिटिंग रेसिस्टर और फुल वेव रेक्टिफायर। रिमोट कंट्रोल के साथ मौजूदा लाइट स्विच को फिर से लगाना बाकी सर्किट का वर्णन करता है।

टॉरॉयडल ट्रांसफार्मर द्वारा आपूर्ति की जाने वाली वोल्टेज लोड करंट के साथ बदलती रहती है (अधिक विवरण के लिए नीचे देखें)। फुल वेव रेक्टिफायर और जेनर को चलाने के लिए अधिक 7V की आवश्यकता होती है। RL रेसिस्टर को जेनर के माध्यम से करंट को कुछ mAs तक सीमित करने के लिए चुना जाता है, जैसे कि 20mA से कम। एक टॉरॉयडल आपूर्ति वोल्टेज होना जो लोड करंट के साथ बदलता रहता है, कोई समस्या नहीं है क्योंकि जेनर द्वारा संभाल सकने वाली धाराओं की विस्तृत श्रृंखला, 0.1mA से 900mA, जो RL में एक विस्तृत श्रृंखला उपलब्ध वोल्टेज ड्रॉप देता है और इसलिए स्वीकार्य की एक विस्तृत श्रृंखला टॉरॉयडल आपूर्ति वोल्टेज। निश्चित रूप से दक्षता के लिए हम चाहते हैं कि टॉरॉयड से आउटपुट वोल्टेज अधिक निकटता से मेल खाए जो कि आवश्यक है।

अपडेट: 13 जुलाई 2018 - RL को 3-टर्मिनल रेगुलेटर से बदल दिया गया

कुछ महीनों के बाद हार्डवेयर की जाँच करने पर, करंट लिमिटिंग रेसिस्टर RL थोड़ा जला हुआ लग रहा था, इसलिए टॉरॉयडल ट्रांसफॉर्मर सर्किट को संशोधित किया गया था (modifiedCircuit.pdf) इसके बजाय 3-टर्मिनल करंट लिमिटर का उपयोग करने के लिए।

Z1 (एक द्वि-दिशात्मक जेनर) को प्राथमिक पर वोल्टेज स्पाइक को <12V और IC1 तक सीमित करने के लिए जोड़ा गया था, जैसा कि माध्यमिक द्वारा आपूर्ति की गई धारा को ~ 10mA तक सीमित करने के लिए जोड़ा गया था। 60V की इनपुट वोल्टेज सीमा के साथ एक LM318AHV का उपयोग किया गया था और Z2 LM318AHV की सुरक्षा के लिए ट्रांसफॉर्मर आउटपुट को <36V तक सीमित करता है।

चरण 4: टॉरॉयडल ट्रांसफार्मर को डिजाइन करना

यहां एक टॉरॉयडल ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाता है क्योंकि इसमें बहुत कम चुंबकीय प्रवाह रिसाव होता है और इसलिए बाकी सर्किट के साथ हस्तक्षेप को कम करता है। टॉरॉयड कोर दो प्रकार के होते हैं, आयरन पाउडर और फेराइट। इस डिज़ाइन के लिए आपको लौह चूर्ण प्रकार का उपयोग करने की आवश्यकता है जो कि उपयोग की जाने वाली शक्ति के लिए डिज़ाइन किया गया है। मैंने Jaycar, LO-1246 से HY-2 कोर का उपयोग किया। 14.8 मिमी ऊँचाई, 40.6 मिमी आयुध डिपो, 23.6 मिमी आईडी। यहाँ विनिर्देश पत्रक है। वह शीट नोट करती है कि T14, T27 और T40 टॉरॉइड समान हैं, इसलिए आप उनमें से किसी एक को आज़मा सकते हैं।

बी-एच वक्र की गैर-रैखिक प्रकृति, चुंबकीय हिस्टैरिसीस और कोर और तार के नुकसान के कारण ट्रांसफार्मर डिजाइन एक कला है। मैग्नेटिक इंक की एक डिज़ाइन प्रक्रिया है जो सीधे आगे लगती है, लेकिन एक्सेल की आवश्यकता होती है और ओपन ऑफिस के तहत नहीं चलती है, इसलिए मैंने इसका उपयोग नहीं किया। सौभाग्य से यहां आपको केवल डिजाइन को मोटे तौर पर सही करने की आवश्यकता है और आप इसे प्राथमिक मोड़ जोड़कर या आरएल बढ़ाकर समायोजित कर सकते हैं। मैंने नीचे दी गई डिज़ाइन प्रक्रिया का उपयोग किया और दूसरी प्राथमिक वाइंडिंग जोड़ने के बाद पहली बार एक स्वीकार्य ट्रांसफार्मर प्राप्त किया। मैंने दूसरे ट्रांसफार्मर के लिए घुमावों की संख्या और घुमावदार प्रक्रिया को परिष्कृत किया।

मूल डिजाइन मानदंड हैं: -

• बी-एच वक्र हिस्टैरिसीस को दूर करने के लिए कोर में चुंबकीय क्षेत्र (एच) में पर्याप्त परिवर्तन की आवश्यकता है, लेकिन कोर को संतृप्त करने के लिए पर्याप्त नहीं है। यानी 4500 से 12000 गॉस कहें।
• प्राथमिक वोल्ट इस पर निर्भर करता है: - प्राथमिक वाइंडिंग का इंडक्शन और रिएक्शन देने के लिए मेन फ़्रीक्वेंसी और फिर प्राइमरी वाइंडिंग का वोल्टेज देने के लिए लोड करंट द्वारा।
• माध्यमिक वोल्ट, मोटे तौर पर, प्राथमिक वोल्ट के प्राथमिक समय के लिए माध्यमिक अनुपात पर निर्भर करता है। कोर नुकसान और घुमावदार प्रतिरोध का मतलब है कि आउटपुट हमेशा एक आदर्श ट्रांसफार्मर से कम होता है।
• सेकेंडरी वोल्ट को 6.8V (== 5.6V (जेनर) + 2 * 0.6V (रेक्टिफायर डायोड)) से अधिक एसी चक्र के लिए जेनर के माध्यम से औसत करंट प्रदान करने के लिए कुछ mA से अधिक BLE सर्किट को पावर देने की आवश्यकता होती है।.
• पूर्ण भार प्रवाह को ले जाने में सक्षम होने के लिए प्राथमिक घुमावदार तार आकार को चुना जाना चाहिए। माध्यमिक सामान्य रूप से केवल आरएल सीमित रोकनेवाला डालने के बाद एमए ले जाएगा ताकि माध्यमिक घुमावदार तार का आकार महत्वपूर्ण न हो।

चरण 5: 50 हर्ट्ज मेन्स के लिए एक डिज़ाइन

टॉरॉयड इंडक्शन प्रति टर्न कैलकुलेटर, टॉरॉयड आयामों और पारगम्यता, ui को देखते हुए, दिए गए नंबरों के लिए इंडक्शन और गॉस/एम्प की गणना करेगा।

इस एप्लिकेशन के लिए, लाउंज रूम रोशनी, लोड करंट लगभग 0.9A है। एक 2: 1 स्टेप अप ट्रांसफॉर्मर और सेकेंडरी पर 6.8V पीक से अधिक मान लें तो पीक प्राइमरी वोल्टेज 6.8 / 2 = 3.4V पीक / sqrt (2) == AC RMS वोल्ट से अधिक होना चाहिए, इसलिए प्राथमिक RMS वोल्ट की आवश्यकता होती है अधिक हो तो 3.4 / 1.414 = 2.4V RMS। तो चलिए 3V AC के बारे में प्राथमिक RMS वोल्ट का लक्ष्य रखते हैं।

प्राथमिक वोल्टेज रिएक्शन समय लोड करंट यानी 3/0.9 = 3.33 प्राथमिक रिएक्शन पर निर्भर करता है। वाइंडिंग के लिए प्रतिक्रिया 2 * pi * f * L द्वारा दी जाती है, जहाँ f आवृत्ति है और L अधिष्ठापन है। तो 50 हर्ट्ज मुख्य प्रणाली के लिए एल = 3.33/(2 * पीआई * 50) == 0.01 एच == 10000 यूएच

प्रति टर्न कैलक्यूलेटर टोरॉयड इंडक्शन का उपयोग करना और 14.8 मिमी ऊंचाई, 40.6 मिमी ओडी, 23.6 मिमी आईडी के टॉरॉयड आयामों को सम्मिलित करना, और यूआई के लिए 150 मानकर 200 मोड़ 9635uH और 3820 गॉस/ए नोट: यूआई को विनिर्देश में सूचीबद्ध किया गया है 75 लेकिन यहां इस्तेमाल किए गए फ्लक्स घनत्व के निचले स्तरों के लिए, 150 सही आंकड़े के करीब है। यह अंतिम कॉइल के प्राथमिक वोल्टेज को मापकर निर्धारित किया गया था। लेकिन सटीक आंकड़े के बारे में ज्यादा चिंता न करें क्योंकि आप प्राथमिक वाइंडिंग को बाद में ठीक कर सकते हैं।

तो ५० हर्ट्ज, एफ के लिए २०० मोड़ का उपयोग करते हुए, प्रतिक्रिया की आपूर्ति करें == २*पीआई*एफ*एल == २ *३.१४२ * ५० * ९६३५ई-६ = ३.०३ और इसलिए ०.९ ए आरएमएस एसी पर प्राथमिक वाइंडिंग में वोल्ट 3.85V के पीक वोल्टेज और 7.7V के सेकेंडरी पीक वोल्टेज के लिए 3.03 * 0.9 = 2.72V RMS है, 2: 1 स्टेप अप ट्रांसफॉर्मर मानते हुए।

शिखर गॉस 3820 गॉस / ए * 0.9 ए == 4861 गॉस है जो इस कोर के लिए 12000 गॉस संतृप्ति स्तर से कम है।

2:1 के ट्रांसफॉर्मर के लिए सेकेंडरी वाइंडिंग में 400 टर्न होने चाहिए। परीक्षण से पता चला कि यह डिज़ाइन काम करता है और 150 ओम के एक RL सीमित अवरोधक ने लगभग 6mA का माध्य जेनर करंट दिया।

प्राथमिक तार के आकार की गणना मुख्य आवृत्ति बिजली ट्रांसफार्मर की गणना - सही तार का चयन करके की गई थी। 0.9A के लिए उस वेब पेज ने 0.677 मिमी व्यास दिया। तो प्राथमिक के लिए 0.63mm dia एनामेल्ड वायर (Jaycar WW-4018) का इस्तेमाल किया गया और सेकेंडरी के लिए 0.25mm dia एनामेल्ड वायर (Jaycar WW-4012) का इस्तेमाल किया गया।

वास्तविक ट्रांसफॉर्मर निर्माण में 0.25 मिमी व्यास के एनामेल्ड तार के 400 घुमावों की एकल माध्यमिक वाइंडिंग और 0.63 मिमी व्यास के एनामेल्ड तार में से प्रत्येक में 200 की दो (2) प्राथमिक वाइंडिंग का उपयोग किया गया था। यह कॉन्फ़िगरेशन ट्रांसफॉर्मर को 0.3A से 2A की सीमा में लोड धाराओं के साथ काम करने के लिए कॉन्फ़िगर करने में सक्षम बनाता है यानी (33W से 220W 110V पर या 72W से 480W 240V पर)। प्राथमिक वाइंडिंग को जोड़ना श्रृंखला है, अधिष्ठापन को दोगुना करता है और ट्रांसफार्मर को RL == 3R3 के साथ 0.3A (110V पर 33W या 240V पर 72W) और RL = 150 ओम के साथ 0.9A तक धाराओं के लिए उपयोग करने की अनुमति देता है। दो प्राथमिक वाइंडिंग को समानांतर में जोड़ने से उनकी वर्तमान वहन क्षमता दोगुनी हो जाती है और एक उपयुक्त RL के साथ 0.9A से 2A (220W पर 110V और 480W पर 240W) का लोड करंट प्रदान करता है।

मेरे आवेदन के लिए 240V पर 200W रोशनी को नियंत्रित करने के लिए, मैंने जुड़ा हुआ घुमावदार समानांतर है और आरएल के लिए 47 ओम का उपयोग किया है। यह आउटपुट वोल्टेज से निकटता से मेल खाता है, जबकि एक या अधिक बल्ब विफल होने पर सर्किट को 150W तक लोड के लिए अभी भी कार्य करने की अनुमति देता है।

चरण 6: 60 हर्ट्ज मेन्स के लिए टर्न का संशोधन

60 हर्ट्ज पर प्रतिक्रिया 20% अधिक है इसलिए आपको उतने मोड़ की आवश्यकता नहीं है। चूंकि इंडक्शन एन ^ 2 (चुकता हो जाता है) के रूप में भिन्न होता है, जहां एन घुमावों की संख्या है। 60Hz सिस्टम के लिए आप घुमावों की संख्या को लगभग 9% कम कर सकते हैं। जैसा कि ऊपर वर्णित है, माध्यमिक के लिए 365 मोड़ और प्रत्येक प्राथमिक के लिए 0.3A से 2A को कवर करने के लिए 183 मोड़ हैं।

चरण 7: उच्च भार धाराओं के लिए डिजाइनिंग, 10A 60Hz उदाहरण

इस परियोजना में प्रयुक्त रिले 16A तक के प्रतिरोधक लोड करंट को स्विच कर सकता है। ऊपर का डिज़ाइन 0.3A से 2A के लिए काम करेगा। इसके ऊपर टॉरॉयड संतृप्त होना शुरू हो जाता है और प्राथमिक घुमावदार तार का आकार लोड करंट को ले जाने के लिए पर्याप्त बड़ा नहीं होता है। परिणाम, 8.5A लोड के साथ परीक्षण द्वारा पुष्टि की गई, एक बदबूदार गर्म ट्रांसफार्मर है।

उच्च लोड डिज़ाइन के उदाहरण के रूप में, आइए 60Hz 110V सिस्टम में 10A लोड के लिए डिज़ाइन करें। यानी 110V पर 1100W।

मान लें कि प्राथमिक वोल्टेज 3.5V RMS और 2: 1 ट्रांसफार्मर कुछ नुकसान की अनुमति देता है, तो आवश्यक प्राथमिक प्रतिक्रिया 3.5V / 10A = 0.35 है। ६० हर्ट्ज के लिए इसका तात्पर्य ०.३५/(२*पीआई * ६०) = ९२८.४ यूएच का अधिष्ठापन है

इस बार ७५ के यूआई का उपयोग करते हुए, जैसा कि फ्लक्स घनत्व अधिक होगा, नीचे देखें, टॉरॉयड इंडक्शन प्रति टर्न कैलकुलेटर में घुमावों की संख्या के कुछ परीक्षण प्राथमिक के लिए ८८ मोड़ और फ्लक्स घनत्व के लिए ८४२ गॉस/ए या ८४२० गॉस देता है। 10A पर जो अभी भी 12000 गॉस संतृप्ति सीमा के भीतर है। प्रवाह के इस स्तर पर यू शायद 75 के बाद भी अधिक है, लेकिन जब आप नीचे ट्रांसफार्मर का परीक्षण करते हैं तो आप प्राथमिक घुमावों की संख्या को समायोजित कर सकते हैं।

मुख्य आवृत्ति बिजली ट्रांसफार्मर की गणना 4 मिमी ^ 2 क्रॉस सेक्शन या 2.25 मिमी व्यास का तार आकार देता है या शायद थोड़ा कम कहता है कि 88 के दो प्राथमिक घुमाव 2 मिमी ^ 2 क्रॉस सेक्शन यानी 1.6 मिमी व्यास तार में से प्रत्येक को समानांतर में जोड़ने के लिए जुड़े होते हैं कुल 4 मिमी ^ 2 क्रॉस सेक्शन।

इस डिज़ाइन के निर्माण और परीक्षण के लिए, 176 टर्न सेकेंडरी वाइंडिंग (पहले की तरह दो बार आउटपुट वोल्टेज देने के लिए) को हवा दें और फिर 1.6 मिमी व्यास के तार के केवल एक 88 टर्न प्राइमरी को हवा दें। नोट: पूर्व पर अतिरिक्त तार छोड़ दें ताकि यदि आवश्यक हो तो आप अधिक मोड़ जोड़ सकते हैं। फिर 10A लोड को कनेक्ट करें और देखें कि क्या सेकेंडरी बीएलई सर्किट को चलाने के लिए आवश्यक वोल्टेज/करंट की आपूर्ति कर सकता है। 1.6 मिमी व्यास का तार 10A को उस कम समय के लिए झेल सकता है जिसे आप माध्यमिक माप रहे हैं।

यदि पर्याप्त वोल्ट हैं, तो वर्तमान को सीमित करने के लिए आवश्यक आरएल निर्धारित करें, और बहुत अधिक वोल्टेज होने पर शायद कुछ मोड़ बंद कर दें। अन्यथा यदि पर्याप्त माध्यमिक वोल्टेज नहीं है, तो प्राथमिक वोल्टेज को बढ़ाने के लिए प्राथमिक में कुछ और मोड़ जोड़ें और इसलिए माध्यमिक वोल्टेज। प्राथमिक वोल्टेज एन ^ 2 के रूप में बढ़ता है जबकि माध्यमिक वोल्टेज लगभग 1/एन के रूप में घटता अनुपात में परिवर्तन के कारण घटता है, इसलिए प्राथमिक घुमाव जोड़ने से माध्यमिक वोल्टेज में वृद्धि होगी।

एक बार जब आप अपने लिए आवश्यक प्राथमिक घुमावों की संख्या निर्धारित कर लेते हैं, तो आप पूर्ण भार वर्तमान वहन क्षमता प्रदान करने के लिए दूसरी प्राथमिक वाइंडिंग को पहले वाले के समानांतर हवा दे सकते हैं।

चरण 8: टॉरॉयडल ट्रांसफार्मर को घुमाना

ट्रांसफॉर्मर को हवा देने के लिए आपको पहले तार को पूर्व में घुमाने की जरूरत है जो टोरॉयड के माध्यम से फिट होगा।

पहले गणना करें कि आपको कितने तार की आवश्यकता है। Jaycar के लिए, LO-1246 प्रत्येक मोड़ लगभग 2 x 14.8 + 2 * (40.6 - 23.6)/2 == 46.6mm है। तो 400 मोड़ के लिए आपको लगभग 18.64 मीटर तार की आवश्यकता होती है।

अगला आपके द्वारा उपयोग किए जाने वाले पूर्व पर एकल मोड़ के आकार की गणना करें। मैंने लगभग ७.१ मिमी व्यास वाली एक पेंसिल का उपयोग किया जिसने पीआई * डी = ३.१४ * ७.१ == २२.८ मिमी प्रति मोड़ की बारी की लंबाई दी। तो 18.6 मीटर तार के लिए मुझे पूर्व में लगभग 840 मोड़ चाहिए थे। पूर्व में होने वाले घुमावों की गणना करने के बजाय, मैंने 0.26 मिमी व्यास तार (तार के वास्तविक 0.25 मिमी व्यास से थोड़ा बड़ा) मानते हुए, 840 मोड़ों की अनुमानित लंबाई की गणना की। ०.२६ * ८४० = २२० मिमी लंबी घुमावदार घाव को मोड़कर पूर्व में १८.६ मीटर तार मिलता है। चूंकि पेंसिल केवल 140 मिमी लंबी थी, इसलिए मुझे प्रत्येक 100 मिमी लंबाई की कम से कम 2.2 परतों की आवश्यकता होगी। अंत में मैंने दूसरी परत के लिए टोरॉयड पर मैला घुमावदार और बढ़ी हुई मोड़ लंबाई की अनुमति देने के लिए लगभग 20% अतिरिक्त तार जोड़ा और वास्तव में पेंसिल पूर्व पर 100 मिमी लंबी प्रत्येक की 3 परतें लगाईं।

पूर्व में पेंसिल पर तार को हवा देने के लिए मैंने पेंसिल को घुमाने के लिए बहुत धीमी गति की ड्रिल प्रेस का इस्तेमाल किया। गाइड के रूप में परतों की लंबाई का उपयोग करते हुए, मुझे घुमावों की गिनती करने की आवश्यकता नहीं थी। आप वाइस में लगे हैंड ड्रिल का भी इस्तेमाल कर सकते हैं।

टॉरॉयड को एक सॉफ्ट जॉ वाइस में रखते हुए जो टॉरॉयड को हॉरिजॉन्टल रखने के लिए जबड़ों को घुमा सकता है, मैंने पहले सेकेंडरी वाइंडिंग को घाव दिया। तार को घाव के रूप में रखने में मदद करने के लिए टॉरॉयड के बाहर चारों ओर पतली दो तरफा टेप की एक परत के साथ शुरू करना। मैंने चीजों को यथावत रखने में मदद करने के लिए प्रत्येक परत के बीच नल की एक और परत जोड़ी। आप ऊपर फोटो में टैप की अंतिम परत देख सकते हैं। मैंने इस काम के लिए विशेष रूप से वाइस खरीदा, एक स्टेनली मल्टी एंगल हॉबी वाइस। यह अच्छी तरह से मुद्रा लायक था।

दो प्राथमिक वाइंडिंग के लिए वाइंडिंग पूर्व तैयार करने के लिए एक समान गणना की गई थी। हालांकि यह मामला है कि मैंने टर्न की लंबाई की गणना करने के लिए, द्वितीयक घुमावदार के साथ, टॉरॉयड के नए आकार को मापा। ऊपर द्वितीयक घाव के साथ ट्रांसफॉर्मर की एक तस्वीर है और पहले प्राथमिक घुमावदार के लिए तार घुमावदार शुरू करने के लिए तैयार है।

चरण 9: निर्माण

इस प्रोटोटाइप के लिए मैंने रिमोट कंट्रोल के साथ एक मौजूदा लाइट स्विच को रेट्रोफिट में वर्णित पीसीबी में से एक का पुन: उपयोग किया और दो ट्रैक काट दिए और इसे टोरॉयड के लिए फिर से कॉन्फ़िगर करने के लिए एक लिंक जोड़ा।

टॉरॉयड को अलग से माउंट किया गया था और सर्ज सप्रेसर को सीधे सेकेंडरी वाइंडिंग में रखा गया था।

फुल वेव रेक्टिफायर और आरएल को माउंट करने के लिए एक बेटी बोर्ड का इस्तेमाल किया गया था।

सर्ज सप्रेसर देर से जोड़ा गया था। जब मैंने पहली बार 0.9A लोड के साथ पूर्ण सर्किट का परीक्षण किया, तो मैंने लोड को दूर से चालू करने के लिए pfodApp का उपयोग करते समय एक तेज दरार सुनी। करीब से निरीक्षण में टर्न ऑन के दौरान आरएल से एक छोटा नीला डिस्चार्ज पाया गया। जब पूरे 240V RMS (340V शिखर) को चालू किया जा रहा था, तो क्षणिक के दौरान टॉरॉयड के प्राथमिक पर लागू किया जा रहा था। सेकेंडरी, 2: 1 के टर्न रेशियो के साथ 680V तक उत्पन्न कर रहा था जो RL और पास के ट्रैक के बीच ब्रेक डाउन का कारण बनने के लिए पर्याप्त था। पास की पटरियों को साफ करने और सेकेंडरी कॉइल में 30.8V एसी सर्ज सप्रेसर जोड़ने से यह समस्या हल हो गई।

चरण 10: बीएलई नैनो प्रोग्रामिंग और कनेक्टिंग

बीएलई नैनो में कोड वही है जो रिमोट कंट्रोल के साथ एक मौजूदा लाइट स्विच को रेट्रोफिट में इस्तेमाल किया जाता है और यह प्रोजेक्ट कोड और नैनो को प्रोग्राम करने के तरीके पर चर्चा करता है। केवल BLE विज्ञापन नाम और pfodApp पर प्रदर्शित होने वाले संकेत में परिवर्तन किया गया था। Android मोबाइल से pfodApp के माध्यम से कनेक्ट होने पर यह बटन प्रदर्शित होता है।

सर्किट एक पीले बटन को सही ढंग से प्रदर्शित करने के लिए लोड पर लागू वोल्टेज की निगरानी करता है जब लोड को रिमोट स्विच या मैनुअल ओवरराइड द्वारा संचालित किया जाता है।

निष्कर्ष

यह प्रोजेक्ट रिमोट कंट्रोल के साथ एक मौजूदा लाइट स्विच को रेट्रोफिट करता है ताकि आप इस सर्किट को मौजूदा स्विच में जोड़कर किलोवाट लोड को दूरस्थ रूप से नियंत्रित कर सकें। कोई अतिरिक्त वायरिंग की आवश्यकता नहीं है और मूल स्विच मैन्युअल ओवरराइड के रूप में काम करना जारी रखता है, जबकि आप इसे बंद करने के लिए मैन्युअल ओवरराइड स्विच का उपयोग करने के बाद भी लोड को दूरस्थ रूप से चालू करने की इजाजत देते हैं।

यदि रिमोट कंट्रोल सर्किट विफल हो जाना चाहिए, या आपको अपना मोबाइल नहीं मिल रहा है, तो मैनुअल ओवरराइड स्विच काम करना जारी रखता है।

आगे बढ़ते हुए, ब्लूटूथ V5 को सपोर्ट करने वाले BLE Nano V2 कंट्रोल मॉड्यूल के साथ अपने हाउस लाइट स्विच को रेट्रोफिटिंग करने का मतलब है कि भविष्य में आप ब्लूटूथ V5 मेश का उपयोग करके एक हाउस वाइड ऑटोमेशन नेटवर्क स्थापित कर सकते हैं।