Диммерный блок с интерфейсом ModBus RTU RS485
Предлагаемый вашему вниманию диммерный блок разработан на базе релейного блока для системы домашней автоматизации. Диммер предназначен для плавной регулировки сетевого напряжения переменного тока, путем изменения фазы выключения нагруки в каждом полупериоде сетевого напряжения.
В текущей версии устройства реализовано:
- Управление четырех выходов по принципу «N вход - N выход»
- Установка задержки включения и (или) выключения выхода. Задержка может быть установлена от 1 сек. до 256 сек. с шагом 1 сек., либо от 10 до 2560 сек. с шагом 10 сек. с точностью до минус один шаг. Выбор варианта задержки устанавливается установкой соответствующего бита в ячейку флагов делителя пауз.
- Смеситель входов, позволяющий подключить к любому из четырех входов любые из четырех выходов.
- Работа выходов в режиме диммирования.
Принципиальная схема устройства аналогична релейному модулю (рис 1, 2). В качестве выходных элементов применяются симисторы или твердотельные реле без встроенного детектора нуля (Zero Cross Detector). Конструктивно диммерный блок состоит их двух плат - платы управления и платы силовых элементов, размещенных в одном корпусе на DIN-рейку.
Рис. 1
Рис. 2
Управление в режимах «выключатель» и «кнопка» происходит без диммирования. Выходные симисторы в этих режимах либо весь период открыты, либо закрыты.
В режиме диммера управление осуществляется кнопкой. Кратковременное нажатие (менее 0.5 сек.) на кнопку приводит к выключению/включению выхода с плавным изменением от 0% до установленного уровня диммирования. Удержание в нажатом положении кнопки более 1 сек. приводит к плавному изменению уровня уставки, с реверсированием направления изменения уставки при повторном длинном нажатии. Кнопкой можно установить уровень уставки диммирования от 8% до 100% (командами Modbus RTU через интерфейс RS485 доступен полный диапазон от 0 до 100%)
Вход может работать как кнопка, как выключатель, как диммерная кнопка или вход может быть отключен от управления.
Имеется еще пятый вход, который работает как кнопка «выключить/включить все». Короткое нажатие на эту кнопку приводит к выключению всех выходов, а если ее нажать и подержать более 1 сек. произойдет включение всех выходов (включение которых настроено).
Настройка режимов может производиться как командами через интерфейс RS485, так и с помощью кнопки программирования. Для смены режимов необходимо установить требуемое сочетание входов и выходов (см. таблицу), нажать и подержать кнопку программирования от 3 до 5 сек. Для удобства программирования при нажатии на кнопку программирования более 2 сек. временно все входы начинают работать как кнопки.
Если подержать кнопку программирования более 10 сек., в память устройства запишется текущее состояние выходов, которое будет устанавливаться при включении питания. Текущее состояние входов при этом будет являться настройкой реакции выходов на вход «выключить/включить все».
Диммерный блок может управляться по интерфейсу RS485 (Modbus RTU). Устройство понимает более 50 команд, которые позволяют тонко провести настройку, контролировать состояния входов и выходов, вести различное управление выходами. Например, запись в регистр 0х05 по функции записи 0х03 управляет настройками режима работы входов согласно приведенной ниже таблицы:
Адреса используемых ячеек EEPROM:
0x00 – настройка входов кнопка/выключатель/диммерная кнопка/отключен
0x01 – настройка состояния реле при включении питания
0x02 – сетевой адрес устройства
0x03 – настройка состояния реакции выходов на вход «выключить/включить все»
0x11 – настройка значение константы диммирования (определяет уровень диммирования установленный после включения питания)
Аппаратная часть проекта разработана в среде EasyEDA - https://easyeda.com/Alex_AW/Dimmer_4k
Видео работы диммерного блока: