Предлагаю схемы 4-х ступенчатого и 8-ми ступенчатого релейных стабилизаторов напряжения сети с управлением и индикацией на Ардуино нано.
4-х ступенчатый стабилизатор позволяет поддерживать выходное напряжение от 205 до 230В переменного напряжения при изменении напряжения сети от 170 до 260В. Максимальный ток в нагрузке 16А. Схема приведена ниже
Принцип работы заключается в том, что для стабилизации выходного напряжения применен стандартный мощный силовой трансформатор TR1 с двумя вторичными выходными обмотками по от 24 до 30В каждая. Вторичные обмотки подключены к первичной.Таким образом трансформатор TR1 превращается в автотрансформатор. В зависимости от положения контактов реле RL2 и RL3 вторичные обмотки будут подключены к нагрузке синфазно или противофазно с напряжением сети.Когда напряжение понижено, обмотки подключаются синфазно, когда понижено - противофазно. Реле включаются с помощью полевых транзисторов Q1,Q2, затворы которых подключены к выходам D12, D11 Ардуино. Входное напряжение сети измеряется с помощью измерительного трансформатора TR2, выход которого через потенциометр RV1 подключен к аналоговому входу А1 Ардуино. Состояние выходов D12, D11 от значения напряжения питающей сети приведено на схеме.
Выходное напряжение измеряется с помощью измерительного трансформатора TR3, выход которого через потенциометр RV2 подключен к аналоговому входу А2 Ардуино. Выходной ток измеряется с помощью измерителя тока U1, выход которого через потенциометр RV3 подключен к аналоговому входу А0.При превышении тока в нагрузке 16А на выходе D13 появляется лог.1, открывается транзистор Q3, срабатывает реле RL1 и устройство отключается. Также оно отключается если входное напряжение ниже 170В или выше 260В.
Температурный сенсор U2 измеряет температуру трансформатора TR1. Когда температура достигает выше 60°C, на выходе D8 включается лог.1, открывается транзистор Q4 и включается вентилятор. Когда температура достигает 100°C срабатывает реле RL1 и устройство отключается. Подробнее на видео.
Для более широкого диапазона изменения напряжения сети можно применить 8-ми ступенчатую схему, приведенную ниже
Диапазон изменения напряжения питающей сети от 150 до 290В. В устройстве применены 2 силовых трансформатора TR1,TR2 с двумя вторичными выходными обмотками по от 24 до 30В каждая. Первичные обмотки включены параллельно. Вторичные обмотки переключаются в зависимости от значения напряжения питающей сети контактами реле RL2 - RL5. Обмотки реле управляются полевыми транзисторами Q3 - Q6, затворы которых подключены к выходам D12, D11, D10, D9 Ардуино.Таблица состояния этих выходов в зависимости от напряжения питающей сети приведена на схеме.
Схемы управления обоих устройств питаются от AC DC конвертора IRM20-12 c выходным напряжением 12Vdc ток 1,8А. Индикатор выполнен на 4-х строчном 20-ти символьном LCD дисплее. Скетчи для Ардуино выполнены в среде FLPROG 7.3.8 64бит.
Перечни элементов, проекты в FLPROG и скетчи, чертежи печатных плат в EagleCAD с герберфайлами для заказа, проект в Протеус с симуляцией в архиве