kategória: Najlepšie články » Praktická elektronika
Počet zobrazení: 51598
Komentáre k článku: 6
Dvojžilové lustrové riadiace obvody využívajúce polovodiče
Prvá časť článku: Ako ovládať luster v dvoch drôtoch. Reléové obvody.
Jeden dobrý inžinier, elektronický inžinier, povedal, že ak je v obvode pravdepodobne relé, potom je potrebné ho vylepšiť. A s tým nemôžeme nesúhlasiť: zdroj aktivácie kontaktov reléových kontaktov je len niekoľko stoviek, možno tisíckrát, zatiaľ čo tranzistor pracujúci pri frekvencii najmenej 1 KHz robí 1 000 prepínačov každú sekundu.
Tranzistorový obvod s efektom poľa
Táto schéma bola navrhnutá v časopise „Radio“ č. 9 z roku 2006. Je znázornená na obrázku 1.
Algoritmus obvodu je rovnaký ako v predchádzajúcich dvoch: pri každom krátkodobom kliknutí na prepínač je pripojená nová skupina žiaroviek. Iba v týchto schémach je jedna skupina, a to celé dve.
Je ľahké vidieť, že základom obvodu je dvojciferné počítadlo vyrobené na čipe K561TM2, ktoré obsahuje 2 D - klopné obvody v jednom kryte. Tieto spúšťače obsahujú obyčajné dvojciferné binárne počítadlo, ktoré sa môže počítať podľa algoritmu 00b, 01b, 10b, 11b a opäť v rovnakom poradí 00b, 01b, 10b, 11b ... Písmeno „b“ označuje, že čísla sú v binárnom systéme číslice. Bit nízkeho rádu v týchto číslach zodpovedá priamemu výstupu spúšťača DD2.1 a starší bit priamemu výstupu DD2.2. Každá jednotka v týchto číslach označuje, že zodpovedajúci tranzistor je otvorený a je pripojená zodpovedajúca skupina svetiel.
Takto sa získa nasledujúci algoritmus na zapnutie svetiel. Žiarovka EL1 svieti ihneď po zatvorení spínača SA1. Po krátkom stlačení spínača sa svetlá rozsvietia v týchto kombináciách: EL1; (EL1 a EL2); (EL1 & EL3 & EL4); (EL1 a EL2 a EL3 a EL4).
Aby sa vykonalo prepínanie podľa uvedeného algoritmu, je potrebné aplikovať počítacie impulzy na vstup C najmenej významného bitu počítadla DD2.1 v okamihu každého kliknutia na prepínač SA1.
Obrázok 1. Riadiaci obvod luster na tranzistoroch s poľným efektom
Počítadlo riadenia
Vykonáva sa pomocou dvoch impulzov. Prvým z nich je impulz počítadla resetov a druhým je počítací impulz prepínajúci žiarovky.
Počítadlo impulzov na reset počítadla
Keď zapnete zariadenie po dlhom vypnutí (najmenej 15 sekúnd) elektrolytický kondenzátor C1 úplne vybitý. Keď je spínač SA1 uzavretý, pulzujúce napätie z usmerňovacieho mostíka VD2 s frekvenciou 100 Hz cez rezistor R1 generuje napäťové impulzy obmedzené zenerovou diódou VD1 pri 12 V. S týmito impulzmi sa elektrolytický kondenzátor C1 začne nabíjať cez odpojovaciu diódu VD4. V tomto okamihu generuje diferenciálny reťazec C3, R4 na R - vstupoch impulzov vysokej úrovne R - vstupy spúšťačov DD2.1, DD2.2 a počítadlo sa resetuje do stavu 00. Tranzistory VT1, VT2 sú uzavreté, takže keď prvýkrát zapnete luster, svietidlá EL2 ... EL4 nesvietia. Svieti iba kontrolka EL, pretože sa zapína priamo spínačom.
Počítanie impulzov
Prostredníctvom diódy VD3 impulzy generované Zenerovou diódou VD1 nabijú kondenzátor C2 a udržiavajú ho v nabitom stave. Preto výstup logický prvok DD1.3 nízka logická úroveň.
Keď sa istič SA1 otvorí na krátky čas, zvlnené napätie z usmerňovača sa zastaví. Kondenzátor C2 sa teda dokáže vybiť, čo bude trvať asi 30 ms, a na výstupe prvku DD1.3 sa nastaví vysoká logická úroveň - pokles napätia sa vytvorí z nízkej úrovne na vysokú alebo sa často nazýva stúpajúca hrana impulzu. Je to stúpajúca predná časť, ktorá nastavuje spúšť DD2.1 do jediného stavu a pripravuje sa na zapnutie lampy.
Ak sa pozriete pozorne na obrázok v diagrame D spúšťač, môžete si všimnúť, že jeho taktovaný vstup C začína šikmým segmentom smerujúcim zľava doprava.Tento segment naznačuje, že spúšť sa spúšťa na vstupe C pozdĺž stúpajúcej hrany impulzu.
Tu je čas na vyvolanie elektrolytického kondenzátora C1. Ak je pripojený cez oddeľovaciu diódu VD4, môže sa vybiť iba prostredníctvom mikroobvodov DD1 a DD2, inými slovami, aby sa udržali v pracovnom stave po určitú dobu. Otázka znie, ako dlho?
Čipy série K561 môže pracovať v rozsahu napájacieho napätia 3 ... 15 V a v statickom režime sa nimi spotrebovaný prúd počíta v jednotkách mikropamp. Preto pri tomto návrhu dôjde k úplnému vybitiu kondenzátora najskôr po 15 sekundách a potom vďaka odporu R3.
Pretože kondenzátor Cl nie je takmer vybitý, pri zatvorení spínača SA1 nie je generovaný resetovací impulz reťazcom C3, R4, takže počítadlo zostáva v stave, ktorý prijal po nasledujúcom počítajúcom impulze. Naopak, v okamihu otvorenia SA1 sa vygeneruje počítací impulz, pričom sa vždy zvýši stav počítadla o jeden. Po uzavretí SA1 sa na obvod privedie sieťové napätie a kontrolka EL1 a žiarovky EL2 ... EL4 sa rozsvietia podľa stavu počítadla.
S moderným vývojom polovodičových technológií, kľúčové (prepínacie) kaskády vykonávané na tranzistoroch s poľným efektom (MOSFET), Vytvorenie takýchto kľúčov na bipolárnych tranzistoroch sa teraz považuje za jednoducho neslušné. V tomto obvode sú to tranzistory typu BUZ90A, ktoré vám umožňujú ovládať žiarovky s výkonom až 60 W a pri použití energeticky úsporných žiaroviek je tento výkon viac ako dostatočný.
Ďalšia možnosť
Obrázok 2 zobrazuje možný variant práve zvažovanej schémy.
Obrázok 2. Riadiaci obvod luster 5 (3) -x
Namiesto počítadla na D-klopných obvodoch sa v obvode používa posuvný register K561IR2. V jednom puzdre mikroobvodu obsahuje dva takéto registre. V okruhu sa používa iba jeden, jeho závery v obvode sú uvedené v zátvorkách. Takáto náhrada umožnila mierne znížiť počet tlačených vodičov na doske, alebo autor jednoducho nemal iný čip. Ale vo všeobecnosti, navonok sa pri prevádzke okruhu nič nezmenilo.
Logika posuvného registra je veľmi jednoduchá. Každý impulz prichádzajúci na vstup C prenáša obsah vstupu D na výstup 1 a tiež vykonáva posun informácií podľa algoritmu 1-2-4-8.
Pretože v tomto obvode je vstup D jednoducho spájkovaný na + napájanie mikroobvodu (konštantná „log. Unit“), jednotky sa objavia na výstupoch pri každom strihovom impulze na vstupe C. Teda k zapáleniu lámp dôjde v poradí: 0000, 0001, 0011, 0000. Ak nezabudnete na žiarovku EL1, potom s ňou bude nasledovať spínacia sekvencia: EL1; (EL1 a EL2); (EL1 a EL2 a EL3).
Prvá kombinácia 0000 sa objaví, keď sa luster na začiatku zapne pod vplyvom resetovacieho impulzu generovaného diferenciálnym reťazcom C3, R4, ako v predchádzajúcej schéme. Posledná nulová kombinácia sa objaví aj v dôsledku vynulovania registra, ale iba vtedy, keď resetovací signál prechádza cez diódu VD4, len čo sa na výstupe 4 objaví signál logický 1, t.j. pri štvrtom kliknutí na prepínač.
Zostávajúce prvky okruhu sú už známe z popisu predchádzajúceho. Strihač impulzov v šmyku je zostavený na čipe K561LA7 (predtým, ako išlo o trojstupňový LA9, zapnutý aj invertorom), a elektrolytický kondenzátor C1 pôsobí ako zdroj energie pre čipy počas krátkeho kliknutia na prepínač. Výstupné klávesy sú všetky rovnaké MOSFETy, aj keď ide o iný typ IRF740, ktorý vo všeobecnosti nič nemení.
Ovládací obvod tyristora
Z nejakého dôvodu predchádzajúce obvody prepínali žiarovky pomocou tranzistorov s efektom poľa, hoci tyristory a triaky, Obvod využívajúci tyristor je znázornený na obrázku 3.
Obrázok 3. Riadiaci obvod lustru na tyristoroch
Rovnako ako v predchádzajúcich schémach sa jedno svetlo EL3 zapne jednoducho, keď sa spínač SA1 zatvorí. Skupina žiaroviek EL1, EL2 sa rozsvieti po opätovnom stlačení spínača SA1. Schéma funguje takto.
Keď sa SA1 prvýkrát uzavrie, rozsvieti sa lampa EL3 a súčasne sa pulzujúce napätie z usmerňovacieho mostíka cez rezistor R4 privádza do stabilizátora napätia vytvoreného na Zenerovej dióde VD1 a kondenzátore C1, ktorý sa rýchlo nabíja na stabilizačné napätie zenerovej diódy. Toto napätie sa používa na napájanie čipu DD1.
Súčasne sa elektrolytický kondenzátor C2 začne nabíjať cez odpor R2 a nie príliš rýchlo. V tomto okamihu je výstupom prvku DD1.1 vysoká úroveň, ktorá nabíja kondenzátor C3, takže na jeho pravej strane podľa obvodu je plus.
Len čo náboj kondenzátora C3 dosiahne úroveň logickej jednotky, na výstupe prvku DD1.1 sa objaví nízka úroveň, ale na vstupoch prvkov DD1.2 DD1.3, v dôsledku nabitého kondenzátora C3 a odpojovacej diódy VD4, zostane vysoká úroveň. Preto na výstupoch 4 a 10 prvku DD1 je udržiavaná nízka úroveň, ktorá udržuje tranzistor VT1 uzavretý. Tyristor VS1 je tiež uzavretý, takže lampy nesvietia.
Krátkym kliknutím na spínač SA1 sa kondenzátor C1 vybíja dostatočne rýchlo, čím odpojí mikroobvod. Výbojová konštanta kondenzátora C2 je oveľa vyššia, s hodnotami uvedenými na obvode najmenej 1 sekundu. Preto sa kondenzátor C3 rýchlo dobije v opačnom smere - plus bude podľa jeho schémy na jeho ľavom obložení.
Ak je v čase kratšom ako jedna sekunda čas znovu zapnúť lustr, potom na vstupe prvku DD1.1, pretože kondenzátor Cl nemá čas na vybitie, už bude prítomná vysoká úroveň napätia a na vstupoch prvkov DD1.2, DD1.3 nízka, nastavená podľa smeru nabíjania kondenzátora C3. Na výstupoch 4 a 10 prvku DD1 je nastavená vysoká úroveň, ktorá otvára tranzistor VT1 a tým je tyristor VS1, zapaľujúc žiarovky EL1, EL2. V budúcnosti je tento stav prvku DD1 udržiavaný spätnou väzbou cez rezistor R3.
Mikroprocesorové riadenie lustra
Schémy zapnuté mikroprocesory Nie bez dôvodu sa v návrhu obvodov považujú za celkom jednoduché. Pridaním malého počtu príloh získate veľmi funkčné zariadenie. Je pravda, že cena za takú jednoduchosť obvodu je písanie programov, bez ktorých je mikrokontrolér, dokonca aj veľmi výkonný, iba kúskom železa. Ale s dobrým programom sa toto železo v niektorých prípadoch zmení na umelecké dielo.
Riadiaci obvod luster na mikroradiči je znázornený na obr.
Obrázok 4. Riadiaci obvod luster na mikroradiči
Rovnako ako všetky predchádzajúce obvody sú ovládané iba jedným sieťovým prepínačom SW1. Kliknutia na prepínač umožňujú nielen zvoliť počet zapnutých žiaroviek, ale tiež ich plynule zapnúť, aby sa nastavil požadovaný jas žiara. Okrem toho vám umožňuje simulovať prítomnosť ľudí v dome - zapínanie a vypínanie osvetlenia podľa určitého algoritmu. Takéto jednoduché bezpečnostné zariadenie.
Dodatok k článku: Ako opraviť čínsky luster - príbeh jednej opravy.
Pozri tiež na electro-sk.tomathouse.com
: