Placed before silk

Симисторный регулятор мощности (одноканальный)

Полный цикл разработки устройства под сетевую нагрузку: схема → печатная плата в KiCad → параметрический корпус во FreeCAD → файлы для 3D-печати. Регулятор рассчитан на длительную работу с током до 4 А.

⚠️ Безопасность. Устройство работает с сетевым напряжением 220 В. Повторяйте только при наличии опыта работы с силовой электроникой. Изоляция спроектирована по правилам усиленной изоляции, но готовое изделие требует проверки перед эксплуатацией.

Возможности

• Управление активной нагрузкой до 4 А длительно (симистор BTA416Y-800C, 3Q Hi-Com, с изолированным фланцем)
• Коммутация в момент перехода через ноль (zero-cross) — без импульсных помех в сеть
• Гальваническая развязка сетевой и низковольтной частей (оптроны MOC3052)
• ЖК-дисплей 1602 с I2C и трёхкнопочное меню
• Датчик температуры по 1-Wire с TVS-защитой на входе
• Питание МК от изолированного модуля IRM-10-5 (5 В)
• Корпус для 3D-печати, генерируется скриптом под конкретную плату
• Разъём программатора (SWIO, +5V, GND, RX, TX) для прошивки и отладки

Технические характеристики

* При температуре воздуха в корпусе 40 °C и кристалле ≤ 110 °C, по максимальным потерям BTA416Y-800C из даташита.

Аппаратная часть

Компоновка платы

• Все компоненты на верхней стороне; нижняя сторона чистая, плата лежит на стойках корпуса.
• Сетевая часть — левая колонка (симистор с радиатором, клеммники сети и нагрузки).
• Низковольтная часть — правая сторона (МК, дисплей, кнопки, датчик).
• Между ними — полоса развязки, через которую нет меди; оптроны установлены поперёк неё.
• Все клеммники на нижней кромке, провода вставляются через окна стенки корпуса.

ЭМС и разводка

• Сплошная земля на нижнем слое в низковольтной части; верхний слой залит землёй; слои связаны 27 переходными.
• Питание МК — дерево без петель: IRM → C201 → шина → МК / периферия.
• Датчик: TVS-диод стоит первым от клеммника, его земля — переходным рядом.
• Конденсатор фильтра детектора нуля расположен у выхода оптрона.
• Силовые пути 4 А разведены дорожками 2 мм.

Правила изоляции (проверены DRC)

DRC: 0 ошибок, 0 неразведённых цепей. Сверка со схемой — 0 расхождений.

Корпус

Корпус строится автоматически по файлу платы скриптом case.py (FreeCAD 1.1): считываются контур, отверстия, клеммники, симистор и цепи сети/НН. Затем скрипт проверяет посадку и зазоры и выгружает STL и STEP.

• Высота над платой 36 мм — рассчитывается по карте глубин всего, что висит на крышке (дисплей с переходником, провода, держатель, кнопки).
• Зазоры от сетевых деталей — не меньше 6 мм, от остальных — 1 мм.
• Вентиляция: вход через щели левой стенки на уровне рёбер радиатора, выход — под дисплеем. Щели 1,6 мм (щуп ⌀2,5 не проходит).
• Крепление платы — 4 самореза в стойки дна; крышка — 4 самореза сбоку.
• Возможна подвеска на стену (два ключевых паза в низковольтной зоне).

Детали для печати

Материал: ABS/ASA или негорючий ABS/PC (V-0) — радиатор греется до ~90 °C.

Сборка из исходников

Плата не правится напрямую — она собирается из частей:

cd hw_1ch_v2

# Сборка файла платы из частей
head -n -2 build/placed.kicad_pcb > regulator1.kicad_pcb
cat routes/*.sexp >> regulator1.kicad_pcb
printf '\t(embedded_fonts no)\n)\n' >> regulator1.kicad_pcb

# Проверка правил проектирования
kicad-cli pcb drc --refill-zones --save-board \
    --severity-error -o build/drc_err.rpt regulator1.kicad_pcb