Триггер на реле с одной кнопкой схема: Триггер управление одной кнопкой

Содержание

Электронные выключатели и переключатели, реле времени (К561ТМ2, CD4060)

Рассмотрено 6 принципиальных схем самодельных электронных выключателей и реле времени, выполненных на основе микросхем К561ТМ2 и CD4060, описана их работа и возможности по применению. В настоящее время в радиоэлектронной аппаратуре, в основном, электронные выключатели, либо и электронный и механический.

Электронный выключатель управляется обычно одной кнопкой, — одно нажатие, и аппарат включен, при следующем нажатии -выключен. Реже бывают с двумя кнопками, — одна для включения, вторая для выключения.

Электронный выключатель в радиоэлектронной аппаратуре в подавляющем большинстве случаев входит в состав контроллера управления, управляющего и другими функциями аппарата.

Но, если нужно оборудовать электронным выключателем какое-то устройство, самодельное или у которого не предусмотрен электронный выключатель, это можно по одной из приводимых здесь схем, на основе микросхемы КМОП-логики и мощного полевого ключевого транзистора.

Выключатель управляемый одной кнопкой

Первая схема простого выключателя, управляемого одной кнопкой приведена на рисунке 1. Мощный полевой транзистор VТ1 выполняет функции электронного ключа, а управляет им D-триггер микросхемы К561ТМ2.

Данная схема, как и все последующие, потребляет минимальный ток, измеряемый единицами микроампер, и поэтому, практически не оказывает влияния на расход источника питания.

Рис. 1. Схема простого электронного выключателя, управляемого одной кнопкой.

Для того чтобы в момент подключения источника питания нагрузка не включилась сама здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние.

То есть, на его прямом выходе — единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку не поступает.

При этом, на инверсном выходе триггера будет напряжение логического нуля. Оно через резистор R3, с небольшой задержкой, поступает на вход «D» триггера.

Теперь, при нажатии кнопки S1 на вход «С» триггера поступает от кнопки импульс и триггер устанавливается в то состояние, которое имеет место на его входе «D», то есть, в данный момент, в логический нуль.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку поступает питание.

Теперь на инверсном выходе триггера -единица. Эта единица, с небольшой задержкой, через резистор R3 поступает на вход «D» триггера.

Теперь, при следующем нажатии кнопки S1 на вход «С» триггера поступает от кнопки импульс и триггер устанавливается в то состояние, которое имеет место на его входе «D», то есть, в данный момент, в единицу. Единица на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ1 падает до величины, недостаточной для открывания полевого транзистора VТ1. Нагрузка выключается.

Электронный переключатель двух нагрузок

Но не всегда требуется именно выключатель, бывает что нужен переключатель. На рисунке 2 показана схема электронного переключателя двух нагрузок. Главное отличие от схемы на рис.1 в том, что здесь два мощных полевых транзистора.

Для того чтобы в момент подключения источника питания схема устанавливалась в одно известное положение, то есть, в данном случае, нагрузка 1 выключена, нагрузка 2 включена, здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние. То есть, на его прямом выходе — единица, на инверсном — ноль.

При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, питание на нагрузку 1 не поступает. А напряжение между истоком и затвором транзистора VТ2 будет достаточным для его открывания, и транзистор откроется, поступит питание на нагрузку 2.

Рис. 2. Схема простого самодельного электронного переключателя двух нагрузок.

При этом, нуль с инверсного выхода триггера через резистор R3, с небольшой задержкой, поступает на вход «D» триггера. Теперь, при нажатии кнопки S1 на вход «С» триггера поступает от кнопки импульс и триггер устанавливается в то состояние, которое имеет место на его входе «D», то есть, в данный момент, в логический нуль.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ 1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку 1 поступает питание.

Но транзистор VТ2 при этом закрывается, и нагрузка 2 выключается. Таким образом, при каждом нажатии кнопки S1 происходит переключение нагрузок.

Несколько слов, о назначении цепи C2-R3 в схемах на рис.1 и рис.2. Дело в том, что кнопка -это механические контакты, которые соединяются механически, и здесь практически не возможно обойтись без дребезга контактов. И чем больше износ кнопки, тем сильнее проявляется дребезг её контактов.

Поэтому, как при нажатии кнопки, так и при её отпускании, может формировать не один импульс, а целая серия коротких импульсов. И это может привести к многократному переключению триггера, и в результате, установке его в произвольное состояние. Чтобы такого не происходило здесь есть цепь C2-R3.

Она несколько задерживает приход логического уровня с инверсного выхода триггера на его вход «D». Поэтому, пока длится дребезг контактов, напряжение на входе «D» не меняется, и импульсы дребезга на состояние триггера не влияют.

Выключатель с двумя кнопками

Как уже отмечено выше, электронные выключатели бывают как с одной кнопкой, так и с двумя, — одна для включения, другая для выключения. На рисунке 3 показана схема именно выключателя.

Рис. 3. Схема электронного выключателя нагрузки с двумя кнопками.

Здесь точно так же, мощный полевой транзистор VТ1 выполняет функции электронного ключа, а управляет им триггер микросхемы К561ТМ2. Только работает он не как D-триггер, а как RS-триггер. Для этого его входы «С» и «D» соединены с общим минусом питания (то есть, на них всегда логические нули).

Для того чтобы в момент подключения источника питания нагрузка не включилась сама здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние.

То есть, на его прямом выходе — единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VT1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку не поступает.

Для включения нагрузки служит кнопка S1. При её нажатии триггер переключается в положение «R», то есть, на его прямом выходе устанавливается логический ноль.

Логический нуль на затворе VT1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VT1.

На нагрузку поступает питание. Для того, чтобы выключить нагрузку нужно нажать кнопку S2. При её нажатии триггер переключается в положение «S», то есть, на его прямом выходе устанавливается логическая единица.

Единица на затворе VT1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT1 падает до величины, недостаточной для открывания полевого транзистора VT1. Нагрузка выключается.

Две кнопки и две нагрузки

Электронный переключатель с двумя кнопками работает логичнее однокнопочного, во всяком случае понятно, что одна кнопка включается одну нагрузку, а другая — другую нагрузку. На рисунке 4 показана схема двухкнопочного электронного переключателя двух нагрузок.

Рис. 4. Схема электронного переключателя с двумя кнопками для двух нагрузок.

Для того чтобы в момент подключения источника питания схема устанавливалась в одно известное положение, то есть, в данном случае, нагрузка 1 выключена, нагрузка 2 включена, здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние. То есть, на его прямом выходе — единица, на инверсном — ноль.

При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VT1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку 1 не поступает.

А напряжение между истоком и затвором транзистора VT2 будет достаточным для его открывания, и транзистор откроется, поступит питание на нагрузку 2. Для включения нагрузки 1 служит кнопка 51. При её нажатии триггер переключается в положение «R», то есть, на его прямом выходе устанавливается логический ноль.

Логический нуль на затворе VT1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VT1. На нагрузку поступает питание.

При этом, на инверсном выходе триггера присутствует логическая единица. Напряжение между истоком и затвором транзистора VT2 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку 2 не поступает.

Для включения нагрузки 2 служит кнопка 52. При её нажатии триггер переключается в положение «S», то есть, на его инверсном выходе устанавливается логический ноль. Логический нуль на затворе VT2 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT2 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VT2.

На нагрузку 2 поступает питание. При этом, на прямом выходе триггера присутствует логическая единица. Напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку 1 не поступает.

Электронное реле времени

Но понадобиться могут не только выключатели и переключатели, но реле времени. На рисунке 5 показана схема электронного реле времени, которое включает нагрузку при нажатии кнопки S1, а выключает её примерно через 30 секунд.

Рис. 5. Схема электронного реле времени для включения нагрузки при нажатии кнопки и выключения через 30 секунд.

Реле времени запускается кнопкой S1. При её нажатии триггер переключается в положение «R», то есть, на его прямом выходе устанавливается логический ноль.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ 1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку поступает питание.

В то же время, логическая единица с инверсного выхода начинает через резистор R2 медленно заряжать конденсатор С1. Время включенного состояния нагрузки истекает тогда, когда конденсатор С1 зарядится до напряжения, которое будет понято микросхемой как логическая единица. Тогда триггер установится в состояние «S».

То есть, на его прямом выходе — единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор закроется, -питание на нагрузку выключится. Время включенного состояния нагрузки зависит от цепи C1-R2.

Реле времени на 8 часов

Изменением составляющих этой цепи можно изменять это время в широких пределах, но очень большого времени выдержки достигнуть сложно. На рисунке 6 показана схема реле времени на цифровой микросхеме, время включенного состояния нагрузки в котором составляет около 8 часов.

Рис. 6. ЁПринципиальная схема реле времени на цифровой микросхеме, которое включает нагрузку на 8 часов.

Реле времени запускается кнопкой S1. При её нажатии счетчик микросхемы D1 переключается в нулевое состояние, то есть, на всех его выходах устанавливается логический ноль, в том числе и на самом старшем выходе D14. Откуда он поступает на затвор VТ1.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку поступает питание.

Далее, счетчик начинает отсчитывать время, считая импульсы, которые вырабатывает его встроенный мультивибратор. Спустя заданное время на выводе 3 устанавливается логическая единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор закроется, — питание на нагрузку выключится.

В то же время, логическая единица через диод VD3 поступает на вывод 11 D1 и блокирует внутренний мультивибратор микросхемы. Генерация импульсов прекращается. Во всех схемах для подачи питания на нагрузку используются транзисторы IRFR5505. Это ключевой полевой транзистор с допустимым током коллектора 18А и сопротивлением в открытом состоянии 0,1 От.

Открывается транзистор при напряжении на затворе не ниже 4,25V. Поэтому и минимальное напряжение питания в схемах указано 5V, так сказать, чтобы точно хватило. Но, при напряжении питания схемы до 7V и при большом токе нагрузки транзистор все же открывается не полностью.

И сопротивление его канала существенно больше 0,1 Ом, поэтому, при питании ниже 7V ток нагрузки не должен превышать 5А. При питании же более высоким напряжением, ток может быть до 18А. Так же нужно учесть, что при токе нагрузки более 4А транзистору нужен будет радиатор для отвода тепла. Одно из свойств таких транзисторов, -это относительно большая емкость затвора.

И именно этого боятся микросхемы КМОП — относительно большой емкости на выходе. Потому что, хотя статическое сопротивление затвора и стремится к бесконечности, но при изменении напряжения на затворе возникает существенный бросок тока на заряд / разряд его емкости.

В очень редких случаях это повреждает микросхему, гораздо чаще это приводит к сбоям в работе микросхемы, особенно триггеров и счетчиков. Чтобы этих сбоев не происходило между выходами микросхем и затворами транзисторов в этих схемах включены токоограничивающие резисторы, например, R4 в схеме на рис.1. Плюс два диода, ускоряющих заряд / разряд емкости затвора.

Литовкин С. Н. РК-08-17.

Литература: И. Нечаев. — Электронный выключатель. Р-02-2004.

Схема кнопки без фиксации

Схема управления электромагнитным реле по сущности представляет собой силовой включатель с фиксацией положения. Однако ее схематическое решение позволило применить в управлении устройством обычную кнопку без фиксации. Эта конструкция очень простая и выполнена на реле и одном биполярном n-канальном транзисторе. Работает устройство так .

Блог о электронике

С батарейным питанием все замечательно, кроме того, что оно кончается, а энергию надо тщательно экономить. Хорошо когда устройство состоит из одного микроконтроллера — отправил его в спячку и все. Собственное потребление в спящем режиме у современных МК ничтожное, сравнимое с саморазрядом батареи, так что о заряде можно не беспокоиться. Но вот засада, не одним контроллером живо устройство. Часто могут использоваться разные сторонние периферийные модули которые тоже любят кушать, а еще не желают спать. Прям как дети малые. Приходится всем прописывать успокоительное. О нем и поговорим.

▌Механическая кнопка
Что может быть проще и надежней сухого контакта, разомкнул и спи спокойно, дорогой друг. Вряд ли батарейку раскачает до того, чтобы пробить миллиметровый воздушный зазор. Урания в них для этого не докладывают. Какой нибудь PSW переключатель то что доктор прописал. Нажал-отжал.

Вот только беда, ток он маленький держит. По паспорту 100мА, а если запараллелить группы, то до 500-800мА без особой потери работоспособности, если конечно не клацать каждые пять секунд на реактивную нагрузку (катушки-кондеры). Но девайс может кушать и поболее и что тогда? Приматывать синей изолентой к своему хипстерскому поделию здоровенный тумблер? Нормальный метод, мой дед всю жизнь так делал и прожил до преклонных лет.

▌Кнопка плюс
Но есть способ лучше. Рубильник можно оставить слабеньким, но усилить его полевым транзистором. Например вот так.

Тут переключатель просто берет и поджимает затвор транзистора к земле. И он открывается. А пропускаемый ток у современных транзисторов очень высокий. Так, например, IRLML5203 имея корпус sot23 легко тащит через себя 3А и не потеет. А что-нибудь в DPACK корпусе может и десяток-два ампер рвануть и не вскипеть. Резистор на 100кОм подтягивает затвор к питанию, обеспечивая строго определенный уровень потенциала на нем, что позволяет держать транзистор закрытым и не давать ему открываться от всяких там наводок.

▌Плюс мозги
Можно развить тему управляемого самовыключения, таким вот образом. Т.е. устройство включается кнопкой, которая коротит закрытый транзистор, пуская ток в контроллер, он перехватывает управление и, прижав ногой затвор к земле, шунтирует кнопку. А выключится уже тогда, когда сам захочет. Подтяжка затвора тоже лишней не будет. Но тут надо исходить из схемотехники вывода контроллера, чтобы через нее не было утечки в землю через ногу контроллера. Обычно там стоит такой же полевик и подтяжка до питания через защитные диоды, так что утечки не будет, но мало ли бывает…

Или чуть более сложный вариант. Тут нажатие кнопки пускает ток через диод на питание, контроллер заводится и сам себя включает. После чего диод, подпертый сверху, уже не играет никакой роли, а резистор R2 эту линию прижимает к земле. Давая там 0 на порту если кнопка не нажата. Нажатие кнопки дает 1. Т.е. мы можем эту кнопку после включения использовать как нам угодно. Хоть для выключения, хоть как. Правда при выключении девайс обесточится только на отпускании кнопки. А если будет дребезг, то он может и снова включиться. Контроллер штука быстрая. Поэтому я бы делал алгоритм таким — ждем отпускания, выбираем дребезг и после этого выключаемся. Всего один диод на любой кнопке и нам не нужен спящий режим 🙂 Кстати, в контроллер обычно уже встроен этот диод в каждом порту, но он очень слабенький и его можно ненароком убить если вся ваша нагрузка запитается через него. Поэтому и стоит внешний диод. Резистор R2 тоже можно убрать если нога контроллера умеет делать Pull-down режим.

▌Отключая ненужное
Можно сделать и по другому. Оставить контроллер на «горячей» стороне, погружая его в спячку, а обесточивать только жрущую периферию.

Выделив для нее отдельную шину питания. Но тут надо учесть, что есть такая вещь как паразитное питание. Т.е. если вы отключите питание, например, у передатчика какого, то по шине SPI или чем он там может управляться пойдет питание, поднимется через защитные диоды и периферия оживет. Причем питания может не хватить для его корректной работы из-за потерь на защитных диодах и вы получите кучу глюков. Или же получите превышение тока через порты, как результат выгоревшие порты на контроллере или периферии. Так что сначала выводы данных в Hi-Z или в Low, а потом обесточивайте.

▌Выкидываем лишнее
Что-то мало потребляющее можно запитать прям с порта. Сколько дает одна линия? Десяток миллиампер? А две? Уже двадцать. А три? Параллелим ноги и вперед. Главное дергать их синхронно, лучше за один такт.

Правда тут надо учитывать то, что если нога может отдать 10мА ,то 100 ног не отдадут ампер — домен питания не выдержит. Тут надо справляться в даташите на контроллер и искать сколько он может отдать тока через все выводы суммарно. И от этого плясать. Но до 30мА с порта накормить на раз два.

Главное не забывайте про конденсаторы, точнее про их заряд. В момент заряда кондера он ведет себя как КЗ и если в вашей периферии есть хотя бы пара микрофарад емкостей висящих на питании, то от порта ее питать уже не следует, можно порты пожечь. Не самый красивый метод, но иногда ничего другого не остается.

▌Одна кнопка на все. Без мозгов
Ну и, напоследок, разберу одно красивое и простое решение. Его несколько лет назад набросил мне в комменты uSchema это результат коллективного творчества народа на его форуме.

Одна кнопка и включает и выключает питание.

При включении, конденсатор С1 разряжен. Транзистор Т1 закрыт, Т2 тоже закрыт, более того, резистор R1 дополнительно подтягивает затвор Т1 к питанию, чтобы случайно он не открылся.

Конденсатор С1 разряжен. А значит мы в данный момент времени можем считать его как КЗ. И если мы нажмем кнопку, то пока он заряжается через резистор R1 у нас затвор окажется брошен на землю.

Это будет одно мгновение, но этого хватит, чтобы транзистор Т1 распахнулся и на выходе появилось напряжение. Которое тут же попадет на затвор транзистора Т2, он тоже откроется и уже конкретно так придавит затвор Т1 к земле, фиксируясь в это положение. Через нажатую кнопку у нас С1 зарядится только до напряжения которое образует делитель R1 и R2, но его недостаточно для закрытия Т1.

Отпускаем кнопку. Делитель R1 R2 оказывается отрезан и теперь ничто не мешает конденсатору С1 дозарядиться через R3 до полного напряжения питания. Падение на Т1 ничтожно. Так что там будет входное напряжение.

Схема работает, питание подается. Конденсатор заряжен. Заряженный конденсатор это фактически идеальный источник напряжения с очень малым внутренним сопротивлением.

Жмем кнопку еще раз. Теперь уже заряженный на полную конденсатор С1 вбрасывает все свое напряжение (а оно равно напряжению питания) на затвор Т1. Открытый транзистор Т2 тут вообще не отсвечивает, ведь он отделен от этой точки резистором R2 аж на 10кОм. А почти нулевое внутреннее сопротивление конденсатора на пару с его полным зарядом легко перебивает низкий потенциал на затворе Т1. Там кратковременно получается напряжение питания. Транзистор Т1 закрывается.

Тут же теряет питание и затвор транзистора Т2, он тоже закрывается, отрезая возможность затвору Т1 дотянуться до живительного нуля. С1 тем временем даже не разряжается. Транзистор Т2 закрылся, а R1 действует на заряд конденсатора С1, набивая его до питания. Что только закрывает Т1.

Отпускаем кнопку. Конденсатор оказывается отрезан от R1. Но транзисторы все закрыты и заряд с С1 через R3 усосется в нагрузку. С1 разрядится. Схема готова к повторному включению.

Вот такая простая, но прикольная схема. Вот тут еще полно реализаций похожих схем. На сходном принципе действия.

Рассмотрено 6 принципиальных схем самодельных электронных выключателей и реле времени, выполненных на основе микросхем К561ТМ2 и CD4060, описана их работа и возможности по применению. В настоящее время в радиоэлектронной аппаратуре, в основном, электронные выключатели, либо и электронный и механический.

Электронный выключатель управляется обычно одной кнопкой, — одно нажатие, и аппарат включен, при следующем нажатии -выключен. Реже бывают с двумя кнопками, — одна для включения, вторая для выключения.

Электронный выключатель в радиоэлектронной аппаратуре в подавляющем большинстве случаев входит в состав контроллера управления, управляющего и другими функциями аппарата.

Но, если нужно оборудовать электронным выключателем какое-то устройство, самодельное или у которого не предусмотрен электронный выключатель, это можно по одной из приводимых здесь схем, на основе микросхемы КМОП-логики и мощного полевого ключевого транзистора.

Выключатель управляемый одной кнопкой

Первая схема простого выключателя, управляемого одной кнопкой приведена на рисунке 1. Мощный полевой транзистор VТ1 выполняет функции электронного ключа, а управляет им D-триггер микросхемы К561ТМ2.

Данная схема, как и все последующие, потребляет минимальный ток, измеряемый единицами микроампер, и поэтому, практически не оказывает влияния на расход источника питания.

Рис. 1. Схема простого электронного выключателя, управляемого одной кнопкой.

Для того чтобы в момент подключения источника питания нагрузка не включилась сама здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние.

То есть, на его прямом выходе — единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку не поступает.

При этом, на инверсном выходе триггера будет напряжение логического нуля. Оно через резистор R3, с небольшой задержкой, поступает на вход «D» триггера.

Теперь, при нажатии кнопки S1 на вход «С» триггера поступает от кнопки импульс и триггер устанавливается в то состояние, которое имеет место на его входе «D», то есть, в данный момент, в логический нуль.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку поступает питание.

Теперь на инверсном выходе триггера -единица. Эта единица, с небольшой задержкой, через резистор R3 поступает на вход «D» триггера.

Теперь, при следующем нажатии кнопки S1 на вход «С» триггера поступает от кнопки импульс и триггер устанавливается в то состояние, которое имеет место на его входе «D», то есть, в данный момент, в единицу. Единица на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ1 падает до величины, недостаточной для открывания полевого транзистора VТ1. Нагрузка выключается.

Электронный переключатель двух нагрузок

Но не всегда требуется именно выключатель, бывает что нужен переключатель. На рисунке 2 показана схема электронного переключателя двух нагрузок. Главное отличие от схемы на рис.1 в том, что здесь два мощных полевых транзистора.

Для того чтобы в момент подключения источника питания схема устанавливалась в одно известное положение, то есть, в данном случае, нагрузка 1 выключена, нагрузка 2 включена, здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние. То есть, на его прямом выходе — единица, на инверсном — ноль.

При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, питание на нагрузку 1 не поступает. А напряжение между истоком и затвором транзистора VТ2 будет достаточным для его открывания, и транзистор откроется, поступит питание на нагрузку 2.

Рис. 2. Схема простого самодельного электронного переключателя двух нагрузок.

При этом, нуль с инверсного выхода триггера через резистор R3, с небольшой задержкой, поступает на вход «D» триггера. Теперь, при нажатии кнопки S1 на вход «С» триггера поступает от кнопки импульс и триггер устанавливается в то состояние, которое имеет место на его входе «D», то есть, в данный момент, в логический нуль.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ 1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку 1 поступает питание.

Но транзистор VТ2 при этом закрывается, и нагрузка 2 выключается. Таким образом, при каждом нажатии кнопки S1 происходит переключение нагрузок.

Несколько слов, о назначении цепи C2-R3 в схемах на рис.1 и рис.2. Дело в том, что кнопка -это механические контакты, которые соединяются механически, и здесь практически не возможно обойтись без дребезга контактов. И чем больше износ кнопки, тем сильнее проявляется дребезг её контактов.

Поэтому, как при нажатии кнопки, так и при её отпускании, может формировать не один импульс, а целая серия коротких импульсов. И это может привести к многократному переключению триггера, и в результате, установке его в произвольное состояние. Чтобы такого не происходило здесь есть цепь C2-R3.

Она несколько задерживает приход логического уровня с инверсного выхода триггера на его вход «D». Поэтому, пока длится дребезг контактов, напряжение на входе «D» не меняется, и импульсы дребезга на состояние триггера не влияют.

Выключатель с двумя кнопками

Как уже отмечено выше, электронные выключатели бывают как с одной кнопкой, так и с двумя, — одна для включения, другая для выключения. На рисунке 3 показана схема именно выключателя.

Рис. 3. Схема электронного выключателя нагрузки с двумя кнопками.

Здесь точно так же, мощный полевой транзистор VТ1 выполняет функции электронного ключа, а управляет им триггер микросхемы К561ТМ2. Только работает он не как D-триггер, а как RS-триггер. Для этого его входы «С» и «D» соединены с общим минусом питания (то есть, на них всегда логические нули).

Для того чтобы в момент подключения источника питания нагрузка не включилась сама здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние.

То есть, на его прямом выходе — единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VT1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку не поступает.

Для включения нагрузки служит кнопка S1. При её нажатии триггер переключается в положение «R», то есть, на его прямом выходе устанавливается логический ноль.

Логический нуль на затворе VT1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VT1.

На нагрузку поступает питание. Для того, чтобы выключить нагрузку нужно нажать кнопку S2. При её нажатии триггер переключается в положение «S», то есть, на его прямом выходе устанавливается логическая единица.

Единица на затворе VT1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT1 падает до величины, недостаточной для открывания полевого транзистора VT1. Нагрузка выключается.

Две кнопки и две нагрузки

Электронный переключатель с двумя кнопками работает логичнее однокнопочного, во всяком случае понятно, что одна кнопка включается одну нагрузку, а другая — другую нагрузку. На рисунке 4 показана схема двухкнопочного электронного переключателя двух нагрузок.

Рис. 4. Схема электронного переключателя с двумя кнопками для двух нагрузок.

Для того чтобы в момент подключения источника питания схема устанавливалась в одно известное положение, то есть, в данном случае, нагрузка 1 выключена, нагрузка 2 включена, здесь имеется цепь C1-R2, которая при подаче питания триггер устанавливает в единичное состояние. То есть, на его прямом выходе — единица, на инверсном — ноль.

При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VT1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку 1 не поступает.

А напряжение между истоком и затвором транзистора VT2 будет достаточным для его открывания, и транзистор откроется, поступит питание на нагрузку 2. Для включения нагрузки 1 служит кнопка 51. При её нажатии триггер переключается в положение «R», то есть, на его прямом выходе устанавливается логический ноль.

Логический нуль на затворе VT1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VT1. На нагрузку поступает питание.

При этом, на инверсном выходе триггера присутствует логическая единица. Напряжение между истоком и затвором транзистора VT2 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку 2 не поступает.

Для включения нагрузки 2 служит кнопка 52. При её нажатии триггер переключается в положение «S», то есть, на его инверсном выходе устанавливается логический ноль. Логический нуль на затворе VT2 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VT2 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VT2.

На нагрузку 2 поступает питание. При этом, на прямом выходе триггера присутствует логическая единица. Напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор остается закрытым, — питание на нагрузку 1 не поступает.

Электронное реле времени

Но понадобиться могут не только выключатели и переключатели, но реле времени. На рисунке 5 показана схема электронного реле времени, которое включает нагрузку при нажатии кнопки S1, а выключает её примерно через 30 секунд.

Рис. 5. Схема электронного реле времени для включения нагрузки при нажатии кнопки и выключения через 30 секунд.

Реле времени запускается кнопкой S1. При её нажатии триггер переключается в положение «R», то есть, на его прямом выходе устанавливается логический ноль.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ 1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку поступает питание.

В то же время, логическая единица с инверсного выхода начинает через резистор R2 медленно заряжать конденсатор С1. Время включенного состояния нагрузки истекает тогда, когда конденсатор С1 зарядится до напряжения, которое будет понято микросхемой как логическая единица. Тогда триггер установится в состояние «S».

То есть, на его прямом выходе — единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор закроется, -питание на нагрузку выключится. Время включенного состояния нагрузки зависит от цепи C1-R2.

Реле времени на 8 часов

Изменением составляющих этой цепи можно изменять это время в широких пределах, но очень большого времени выдержки достигнуть сложно. На рисунке 6 показана схема реле времени на цифровой микросхеме, время включенного состояния нагрузки в котором составляет около 8 часов.

Рис. 6. ЁПринципиальная схема реле времени на цифровой микросхеме, которое включает нагрузку на 8 часов.

Реле времени запускается кнопкой S1. При её нажатии счетчик микросхемы D1 переключается в нулевое состояние, то есть, на всех его выходах устанавливается логический ноль, в том числе и на самом старшем выходе D14. Откуда он поступает на затвор VТ1.

Логический нуль на затворе VТ1 приводит к тому, что напряжение между истоком и затвором VТ1 возрастает до величины, достаточной для открывания полевого транзистора VТ1. На нагрузку поступает питание.

Далее, счетчик начинает отсчитывать время, считая импульсы, которые вырабатывает его встроенный мультивибратор. Спустя заданное время на выводе 3 устанавливается логическая единица. При этом, напряжение между истоком и затвором транзистора VТ1 будет слишком мало для его открывания, и транзистор закроется, — питание на нагрузку выключится.

В то же время, логическая единица через диод VD3 поступает на вывод 11 D1 и блокирует внутренний мультивибратор микросхемы. Генерация импульсов прекращается. Во всех схемах для подачи питания на нагрузку используются транзисторы IRFR5505. Это ключевой полевой транзистор с допустимым током коллектора 18А и сопротивлением в открытом состоянии 0,1 От.

Открывается транзистор при напряжении на затворе не ниже 4,25V. Поэтому и минимальное напряжение питания в схемах указано 5V, так сказать, чтобы точно хватило. Но, при напряжении питания схемы до 7V и при большом токе нагрузки транзистор все же открывается не полностью.

И сопротивление его канала существенно больше 0,1 Ом, поэтому, при питании ниже 7V ток нагрузки не должен превышать 5А. При питании же более высоким напряжением, ток может быть до 18А. Так же нужно учесть, что при токе нагрузки более 4А транзистору нужен будет радиатор для отвода тепла. Одно из свойств таких транзисторов, -это относительно большая емкость затвора.

И именно этого боятся микросхемы КМОП — относительно большой емкости на выходе. Потому что, хотя статическое сопротивление затвора и стремится к бесконечности, но при изменении напряжения на затворе возникает существенный бросок тока на заряд / разряд его емкости.

В очень редких случаях это повреждает микросхему, гораздо чаще это приводит к сбоям в работе микросхемы, особенно триггеров и счетчиков. Чтобы этих сбоев не происходило между выходами микросхем и затворами транзисторов в этих схемах включены токоограничивающие резисторы, например, R4 в схеме на рис.1. Плюс два диода, ускоряющих заряд / разряд емкости затвора.

Литовкин С. Н. РК-08-17.

Литература: И. Нечаев. — Электронный выключатель. Р-02-2004.

Переключение реле по нажатию на кнопку. Схема на 4013

Эта простая схема включает и отключает реле одним нажатием кнопки. Можно использовать любой тип кнопки. Нажав кнопку один раз — мы включим реле. Если же мы нажмем ее повторно, то отключим реле.

Схема построена на микросхеме 4013. Используется только половина 4013. Таким образом, вы можете построить два независимых тумблера на одной микросхеме. Схема будет работать при любом напряжении от 5 до 15 вольт. Все, что вам нужно сделать, это выбрать реле с напряжением катушки, подходящим для вашего источника питания.

Как это работает

Как уже было сказано ранее, в этой схеме используется микросхема CMOS 4013. Она содержит два независимых триггеры типа D.

Выводы одного триггера расположены по одну сторону микросхемы, а выводы другого по другую сторону. Оба триггера имеют общее питание — контакты 14 и 7.

В нашей схеме мы используем только один D-триггер. Второй будет запасным. Хорошей практикой является подключение входных контактов неиспользуемого триггера к земле.

В целом CMOS-микросхемы потребляют очень мало тока. Единственный случай потребление более высокого тока происходит только в процессе изменения состояния.

Выходы неиспользуемого триггера — 12 и 13. Если вы соедините контакты 8, 9, 10 и 11 с землей, то это предотвратит случайное изменение состояния контактов 12 и 13, и соответственно предотвратит лишнее потребление энергии.

Выходы нашего триггера находятся на выводах 1 и 2. Оба они помечены буквой Q. Но над одним Q есть черта, а над другим — нет. Это указывает на то, что выходы являются — «комплементарными» (противоположные по состоянию).  Другими словами — если на выходе 1 будет высокое состояние, то на выходе 2 будет низкое и наоборот.

Для управления реле мы можем использовать любой из этих выводов. Возьмем выход на выводе 1.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Переключение реле происходит от нажатия кнопки. Кнопка в свою очередь подключена к тактовому входу 3 D-триггера. Переключение состояния триггера происходит по восходящему фронту сигнала, т.е при переходе с низкого к высокому состоянию. В нашей схеме это обеспечивается за счет конденсатора C1 и резистора R1.

Простое изменение состояния на входе 3 D-триггера не приведет к изменению состояния его выхода. Но чтобы это произошло, мы вывод 2 подключили к входу данных (вывод 5) — через резистор R5.

Резистор R2 гарантирует, что в начале работы конденсатор C1 будет всегда разряжен. В момент нажатия на кнопку, предварительно разряженный конденсатор начинает заряжаться, тем самым обеспечив низкий уровень на тактовом входе 3.

По истечении нескольких микросекунд (когда конденсатор C1 зарядиться) на входе 3 снова будет высокий уровень. Таким образом, при каждом нажатии на кнопку происходит изменение состояния сигнала на выходе D-триггера.

Высокое состояние на выходе открывает транзистор Q1 (BC547), который в свою очередь управляет работой реле. Диод D1 (1N4148) защищает транзистор от ЭДС самоиндукции, возникающей при отключении реле. Светодиод служит индикатором включения реле. Резистор R3 — токоограничивающий резистор для светодиода.

Электронная кнопка с фиксацией. Включение и выключение нагрузки одной кнопкой без фиксации

Казалось бы, чего проще, включил питание и прибор, содержащий МК, заработал. Однако на практике бывают случаи, когда обычный механический тумблер для этих целей не годится. Показательные примеры:

  • микропереключатель хорошо вписывается в конструкцию, но он рассчитан на низкий ток коммутации, а устройство потребляет на порядок больше;
  • необходимо осуществить дистанционное включение/выключение питания сигналом логического уровня;
  • тумблер питания сделан в виде сенсорной (квазисенсорной) кнопки;
  • требуется осуществить «триггерное» включение/выключение питания повторным нажатием одной и той же кнопки.

Для таких целей нужны специальные схемные решения, основанные на применении электронных транзисторных ключей (Рис. 6.23, а…м).

Рис. 6.23. Схемы электронного включения питания (начало):

а) SI — это выключатель «с секретом», применяемый для ограничения несанкционированного доступа к компьютеру. Маломощный тумблер открывает/закрывает полевой транзистор VT1, который подаёт питание на устройство, содержащее МК. При входном напряжении выше +5.25 В требуется поставить перед М К дополнительный стабилизатор;

б) включение/выключение питания +4.9 В цифровым сигналом ВКЛ-ВЫКЛ через логический элемент DDI и коммутирующий транзистор VT1

в) маломощная «квазисенсорная» кнопка SB1 триггерно включает/выключает питание +3 В через микросхему DDL Конденсатор C1 снижает «дребезг» контактов. Светодиод HL1 индицирует протекание тока через ключевой транзистор VTL Достоинство схемы — очень низкое собственное потребление тока в выключенном состоянии;


Рис. 6.23. Схемы электронного включения питания (продолжение):

г) подача напряжения +4.8 В маломощной кнопкой SBI (без самовозврата). Источник входного питания +5 В должен иметь защиту по току, чтобы не вышел из строя транзистор VTI при коротком замыкании в нагрузке;

д) включение напряжения +4.6 В по внешнему сигналу £/вх. Предусмотрена гальваническая развязка на оптопаре VU1. Сопротивление резистора RI зависит от амплитуды £/вх;

е) кнопки SBI, SB2 должны быть с самовозвратом, их нажимают по очереди. Начальный ток, проходящий через контакты кнопки SB2, равен полному току нагрузки в цепи +5 В;

ж) схема Л. Койла. Транзистор VTI автоматически открывается в момент соединения вилки ХР1 с розеткой XS1 (за счёт последовательно включённых резисторов R1, R3). Одновременно в основное устройство подаётся звуковой сигнал от аудиоусилителя через элементы С2, R4. Резистор RI допускается не устанавливать при низком активном сопротивлении канала «Audio»;

з) аналогично Рис. 6.23, в, но с ключом на полевом транзисторе VT1. Это позволяет снизить собственное потребление тока как в выключенном, так и во включённом состоянии;


Рис. 6.23. Схемы электронного включения питания (окончание):

и) схема активизации МК на строго фиксированный промежуток времени. При замыкании контактов переключателя S1 конденсатор С5 начинает заряжаться через резистор R2, транзистор VTI открывается, МК включается. Как только напряжение на затворе транзистора VT1 уменьшится до порога отсечки, МК выключается. Для повторного включения надо разомкнуть контакты 57, выдержать небольшую паузу (зависит от R, С5) и затем снова их замкнуть;

к) гальванически изолированное включение/выключение питания +4.9 В при помощи сигналов с СОМ-порта компьютера. Резистор R3 поддерживает закрытое состояние транзистора VT1 при «выключенной» оптопаре VUI;

л) удалённое включение/выключение интегрального стабилизатора напряжения DA 1 (фирма Maxim Integrated Products) через СОМ-порт компьютера. Питание +9 В может быть снижено вплоть до +5.5 В, но при этом надо увеличить сопротивление резистора R2, чтобы напряжение на выводе 1 микросхемы DA I стало больше, чем на выводе 4;

м) стабилизатор напряжения DA1 (фирма Micrel) имеет вход включения питания EN, который управляется ВЫСОКИМ логическим уровнем. Резистор RI нужен, чтобы вывод 1 микросхемы DAI «не висел в воздухе», например, при Z-состоянии КМОП-микросхемы или при расстыковке разъёма.

Коридорный выключатель очень хорошо знаком электрикам старшего поколения. Сейчас подобное устройство несколько забыто, поэтому придется вкратце рассказать об алгоритме его действия.

Представьте, что Вы выходите из комнаты в коридор, в котором нет окон. Около двери щелкаете выключателем, и в коридоре загорается свет. Этот выключатель условно назовем первым.

Дойдя до противоположного конца коридора, перед выходом на улицу Вы гасите свет вторым выключателем, расположенным около выходной двери. Если в комнате еще кто-то остался, то он также может при выходе включить свет первым выключателем, и с помощью второго выключить. При заходе в коридор с улицы свет включается вторым выключателем, а уже в комнате выключается первым.

Хотя все устройство в целом называется выключателем, для его изготовления потребуются два переключателя с перекидным контактом. Обычные выключатели здесь не подойдут. Схема такого коридорного выключателя показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Коридорный выключатель с двумя переключателями.

Как видно из рисунка схема достаточно проста. Лампочка будет светить в том случае, если оба переключателя S1 и S2 замкнуты на один и тот же провод, или верхний, или нижний, как показано на схеме. В противном случае лампа погашена.

Для управления одним источником света из трех мест, не обязательно одной лампочкой, это может быть несколько светильников под потолком, схема уже другая. Она показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Коридорный выключатель с тремя переключателями.

По сравнению с первой схемой, эта схема несколько сложнее. В ней появился новый элемент — переключатель S3, который содержит две группы переключающих контактов. В положении контактов, указанном на схеме, лампа включена, хотя обычно указывается положение, при котором потребитель выключен. Но при таком начертании, легче проследить путь тока через выключатели. Если теперь любой из них перевести в положение противоположное указанному на схеме, то лампа выключится.

Чтобы проследить путь тока при других вариантах положения переключателей, достаточно просто поводить по схеме пальцем и мысленно перевести их во все возможные положения.

Обычно такой способ позволяет разобраться и с более сложными схемами. Поэтому длинного и скучного описания работы схемы здесь не приводится.

Такая схема позволяет управлять освещением из трех мест. Она может найти применение в коридоре, в который выходят две двери. Конечно, можно возразить, что в этом случае проще поставить современный датчик движения, который даже следит за тем, день сейчас или ночь. Поэтому днем освещение включаться не будет. Но в некоторых случаях такая автоматика просто не поможет.

Представьте себе, что такой тройной выключатель установлен в комнате. Одна клавиша расположена у входной двери, другая над письменным столом, а третья около кровати. Ведь автоматика может включить свет, когда вы просто во сне перевернетесь с боку на бок. Можно найти еще немало условий, где необходима именно схема без автоматики. Такие выключатели называют также проходными , а не только коридорными.

Теоретически такой проходной выключатель можно сделать и с большим количеством переключателей, но это значительно усложнит схему, потребуются переключатели все с большим количеством контактных групп. Уже даже всего пять переключателей сделают схему неудобной для монтажа и просто понимания принципов ее работы.

А если такой выключатель потребуется для коридора, в который выходит десять, а то и двадцать комнат? Ситуация достаточно реальная. Таких коридоров достаточно в провинциальных гостиницах, студенческих и заводских общежитиях. Как же быть в этом случае?

Вот тут на помощь придет электроника. Ведь как работает такой проходной выключатель? На одну клавишу нажали — свет включился, и горит до тех пор, пока не нажали на другую. Такой алгоритм работы напоминает работу электронного устройства — триггера. Более подробно о различных триггерах можно почитать в цикле статей « ».

Если просто стоять и нажимать на одну и ту же клавишу, то лампочка будет поочередно включаться и гаснуть. Такой режим похож на работу триггера в счетном режиме — с приходом каждого управляющего импульса состояние триггера меняется на противоположное.

При этом в первую очередь следует обратить внимание на то, что при использовании триггера клавиши не должны иметь фиксации: достаточно просто кнопок, наподобие звонковых. Для подсоединения такой кнопки потребуется всего два провода, причем не очень даже и толстых.

А если параллельно одной кнопке подключить еще одну, то получится проходной выключатель с двумя кнопками. Ничего не меняя в принципиальной схеме, можно подключить пять, десять и более кнопок. Схема с использованием триггера К561ТМ2 показана на рисунке 3.


Рисунок 3. Проходной выключатель на триггере К561ТМ2.

Триггер включен в счетном режиме. Для этого его инверсный выход подключен к входу D. Это стандартное включение, при котором каждый входной импульс по входу C изменяет состояние триггера на противоположное.

Входные импульсы получаются при нажатии кнопок S1…Sn. Цепочка R2C2 предназначена подавления дребезга контактов, и формирования одиночного импульса. При нажатии на кнопку происходит заряд конденсатора C2. При отпускании кнопки конденсатор разряжается через C — вход триггера, формируя входной импульс. Таким образом обеспечивается четкая работа всего переключателя в целом.

Цепочка R1C1, подключенная к входу R триггера обеспечивает сброс при начальном включении питания. Если этого сброса не требуется, то R — вход следует просто подключить к общему проводу питания. Если его оставить просто «в воздухе», то триггер воспримет это как высокий уровень и будет все время находиться в нулевом состоянии. Поскольку RS — входы триггера являются приоритетными, подача импульсов на вход C состояния триггера менять не сможет, вся схема окажется заторможенной, неработоспособной.

К прямому выходу триггера подключается выходной каскад, управляющий нагрузкой. Самый простой и надежный вариант это реле и транзистор, как показано на схеме. Параллельно катушке реле подключен диод D1, назначение которого уберечь выходной транзистор от напряжения самоиндукции при выключении реле Rel1.

Микросхема К561ТМ2 в одном корпусе содержит два триггера, один из которых не используется. Поэтому входные контакты незадействованного триггера следует соединить с общим проводом. Это контакты 8, 9, 10 и 11. Такое подключение предотвратит выход микросхемы из строя под воздействием статического электричества. Для микросхем структуры КМОП такое соединение всегда обязательно. Питающее напряжение +12В следует подать на 14 вывод микросхемы, а 7 вывод соединить с общим проводом питания.

В качестве транзистора VT1 можно применить КТ815Г, диод D1 типа 1N4007. Реле малогабаритное с катушкой на 12В. Рабочий ток контактов выбирается в зависимости от мощности светильника, хотя может быть и любая другая нагрузка. Здесь лучше всего использовать импортные реле типа TIANBO или им подобные.

Источник питания показан на рисунке 4.

Рисунок 4. Источник питания.

Источник питания выполнен по трансформаторной схеме с использованием интегрального стабилизатора 7812, обеспечивающего на выходе постоянное напряжение 12В. В качестве сетевого трансформатора используется трансформатор мощностью не более 5…10 Вт с напряжением вторичной обмотки 14…17В. Диодный мост Br1 можно применить типа КЦ407, либо собрать из диодов 1N4007, которые в настоящее время очень распространены.

Электролитические конденсаторы импортные типа JAMICON или подобные. Их теперь также проще купить, чем детали отечественного производства. Хотя стабилизатор 7812 имеет встроенную защиту от коротких замыканий, но все равно перед включением устройства следует убедиться в правильности монтажа. Это правило забывать не следует никогда.

Источник питания, выполненный по указанной схеме, обеспечивает гальваническую развязку от осветительной сети, что позволяет применять данное устройство в сырых помещениях, таких как погреба и подвалы. Если такого требования не предъявляется, то источник питания можно собрать по бестрансформаторной схеме, подобно той, которая показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Бестрансформаторный источник питания.

Такая схема позволяет отказаться от использования трансформатора, что в ряде случаев достаточно удобно и практично. Правда кнопки, да и вся конструкция в целом, будут иметь гальваническую связь с осветительной сетью. Об этом не следует забывать, и соблюдать правила техники безопасности.

Выпрямленное сетевое напряжение через балластный резистор R3 подается на стабилитрон VD1 и ограничивается на уровне 12В. Пульсации напряжения сглаживаются электролитическим конденсатором C1. Нагрузка включается транзистором VT1. При этом резистор R4 подключается к прямому выходу триггера (вывод 1), как показано на рисунке 3.

Собранная из исправных деталей схема не требует налаживания, начинает работать сразу.

Данное устройство позволяет включать и выключать нагрузку нажатием на одну кнопку без фиксации. В основе лежит T-триггер образованный D-триггером и одновибратор по входу для исключения дребезга контактов и воздействия помех. При помощи устройства можно управлять например включением света. Управляющий вход реагирует на замыкание на массу, это позволяет так-же использовать устройство в автомобиле.

Принцип работы

Схема содержит 2 D-триггера. Первый включен по схеме одновибратора. Входы D и CLK замкнуты на общий, и на них всегда присутствует логический ноль. Через R2 на вход S поступает логическая единица. Выход соединен с выводом RESET через RC цепочку. Далее идет стандартная схема T-триггера на основе D-триггера- вход D соединен с инвертирующим выходом, а выводы RS не используются и подключены к общему.

Посмотрим, что произойдет, если нажать на кнопку.


На момент нажатия кнопки на вывод S поступает логический ноль, он-же попадает на выход, и через R1 обнуляет триггер, тот переходит в начальное состояние. Конденсатор С1 сглаживает цикл, и от его емкости зависит сколько должно длится нажатие на кнопку, чтобы триггер сработал.

После нажатия на кнопку состояние устройства приобретает следующий вид:


Единственное изменение по сравнению с начальным состоянием- выход триггера приобрел состояние логической единицы. Он сохранит это состояние до следующего нажатия, тогда выход перейдет обратно в состояние логического нуля.

Принципиальная схема


Для коммутации нагрузки триггер управляет полевым транзистором VT1, через токоограничительный резистор R3. Питание схемы 7-35В.


Устройство собранное на макетной плате выглядит так:

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
VR1 Линейный регулятор

LM7805CT

1 Поиск в LCSC В блокнот
IC1 Триггер

CD4013B

1 Поиск в LCSC В блокнот
VT1 MOSFET-транзистор

IRFZ44R

1 Поиск в LCSC В блокнот
R1 Резистор

47 кОм

1 Поиск в LCSC В блокнот
R2 Резистор

10 кОм

1 Поиск в LCSC В блокнот
R3 Резистор

20 Ом

1 Поиск в LCSC В блокнот
C1 Электролитический конденсатор 10мкФ 16В 1

Практически каждый радиолюбитель хоть раз да применял переключатели П2К, которые могут быть одиночными (с фиксацией или без), или собираться в группы (без фиксации, независимая фиксация, зависимая фиксация). В ряде случаев такие переключатели целесообразнее заменить на электронные, собранные на ТТЛ микросхемах. Именно о таких переключателях мы и поговорим.

Переключатель с фиксацией. Эквивалентом в цифровой схемотехнике такому переключателю служит триггер со счетным входом. При первом нажатии на кнопку триггер переходит в одно устойчивое состояние, при повторном – в противоположное. Но управлять счетным входом триггера кнопкой напрямую невозможно из-за дребезга ее контактов в момент замыкания и размыкания. Одним из самых распространенных методов борьбы с дребезгом является использование кнопки на переключение совместно со статическим триггером. Взглянем на рис.1.

Рис.1

В исходном состоянии на выходах элементов DD1.1 и DD1.2 «1» и «0» соответственно. При нажатии на кнопку SB1 первое же замыкание ее нормально разомкнутых контактов переключает триггер, собранный на DD1.1 и DD1.2 , причем дребезг контактов на дальнейшую его судьбу не влияет – чтобы триггер вернулся в исходное состояние, необходимо подать логический ноль на нижний его элемент. Это может произойти только при отпускании кнопки и снова дребезг не повлияет на надежность переключения. Далее наш статический триггер управляет обычным счетным, который переключается по входу С фронтом сигнала с выхода DD1.2.

Следующая схема (рис.2) работает аналогично, но позволяет сэкономить один корпус, поскольку в качестве статического триггера используется вторая половина микросхемы DD1.


Рис.2

Если применение кнопок с переключающими контактами неудобно, то можно воспользоваться схемой, изображенной на рис.3.

Рис.3

В ней в качестве подавителя дребезга используется цепочка R1,С1,R2. В исходном состоянии конденсатор подключен к цепи +5 В и разряжен. При нажатии на кнопку SB1 начинается заряд конденсатора. Как только он зарядится, на входе счетного триггера сформируется отрицательный импульс, который его и переключит. Поскольку время зарядки конденсатора много больше времени переходных процессов в кнопке и составляет порядка 300 нс, дребезг контактов кнопки не влияет на состояние триггера

Переключатели с фиксацией и общим сбросом . Схема, изображенная на рис.4 представляет собой произвольное количество кнопок с независимой фиксацией и одной кнопкой общего сброса.

Рис.4

Каждый переключатель представляет собой статический триггер, включаемый отдельной кнопкой. Поскольку при появлении даже короткого низкого уровня триггер однозначно переключается и удерживается в таком положении до сигнала «сброс» на другом входе, схема подавления дребезга контактов кнопки не нужна. Сбрасывающие входы всех триггеров соединены и подключены к кнопке SBL, являющейся общей кнопкой сброса. Таким образом включить каждый триггер можно отдельной кнопкой, выключить же можно только все сразу кнопкой «Сброс».

Переключатели с зависимой фиксацией . В этой схеме каждая кнопка включает свой статический триггер и одновременно сбрасывает все остальные. Таким образом мы получаем аналог линейки кнопок П2К с зависимой фиксацией (рис.5).

Рис.5

Как и в предыдущей схеме, каждая кнопка включает свой триггер, но одновременно с этим запускает схему сброса, собранную на транзисторе VT2 и элементах DК.3, DK.4. Рассмотрим работу этого узла. Предположим, нам нужно включить первый триггер (элементы D1.1, D1.2). При нажатии на кнопку SB1 низкий уровень (поскольку конденсатор C1 разряжен) переключит триггер (вход элемента D1.1). Конденсатор тут же начнет заряжаться через цепь SB1, R8. Как только напряжение на нем увеличится примерно до 0.7В, откроется транзистор VT1, но для элемента D1.1 такое напряжение еще является логическим «0».

Транзистор тут же переключит триггер Шмидта на элементах DK.3, DK.4, который сформирует короткий импульс на входах сброса всех триггеров. Все триггеры будут сброшены (если до этого были включены), кроме первого, поскольку через кнопку SB1 на его верхний по схеме вход все еще подается логический «0» (напряжение ниже 1 В). Таким образом, задержка прохождения сигнала сброса достаточна для прекращения дребезга контактов, но сброс произойдет быстрее, чем мы отпустим кнопку, запрещающую переключение соответствующего триггера

Интересную и несложную схему переключателя с зависимой фиксацией можно построить на микросхеме К155ТМ8 (рис.6).


Рис.6

При подаче питания цепочка R6, С1 сбрасывает все триггеры и на их прямых выходах устанавливается низкий логический уровень. На входах D так же уровень низкий, поскольку все они замкнуты каждый через свою кнопку на общий провод. Предположим нажата кнопка SB1. На входе первого триггера устанавливается «1» (благодаря R1), на общем тактирующем входе – «0» (через переключающий контакт кнопки). Пока теоретически ничего не происходит, поскольку микросхема стробирует данные по положительному перепаду. А вот при отпускании кнопки данные со входов будут переписаны в триггеры – в 2, 3, 4 – «0», в 1 – «1», поскольку положительный фронт на входе С появится раньше, чем верхние по схеме контакты SB1 замкнутся. При нажатии любой другой кнопки цикл повторится, но «1» будет записана в тот триггер, чья кнопка будет нажата. Это в теории. Практически из-за дребезга контактов данные с входа перепишутся сразу после нажатия кнопки и по отпусканию ее не изменятся.

Все вышеперечисленные схемы с зависимой фиксацией обладают одним существенным недостатком, который свойственен и переключателям П2К – возможность «защелкивания» нескольких кнопок при их одновременном нажатии. Избежать этого позволит схема, собранная на приоритетном шифраторе (рис.7).


Рис.7

Схема, конечно, с виду достаточно громоздка, но фактически состоит лишь из трех корпусов без дополнительных навесных элементов и, что немаловажно, не требует кнопок на переключение. При нажатии на кнопку, приоритетный шифратор DD1 устанавливает на своем выходе двоичный код (инверсный) этой кнопки и подтверждает его сигналом G «строб», который тут же записывает данные в микросхему DD2, работающую в режиме четырехразрядного параллельного регистра-защелки. Здесь код еще раз инвертируется (выходы у регистра инверсные) и поступает на обычный двоично-десятичный дешифратор DD3. Таким образом, на соответствующем выходе дешифратора устанавливается низкий уровень, который будет неизменным до нажатия любой другой кнопки. Невозможность одновременного защелкивания двух кнопок обеспечивает схема приоритета (подробнее о работе приоритетного шифратора я писал ). Поскольку микросхема К155ИВ1 прямо таки создана для наращивания разрядности, было бы глупо не воспользоваться этим и не собрать блок переключателей с зависимой фиксацией на 16 кнопок (рис.8).


Рис.8

Останавливаться на работе схемы я не буду, поскольку принцип наращивания разрядности ИВ1 я подробно описал . Разводку выводов питания ТТЛ микросхем серии К155 (1533, 555, 133) можно посмотерть .

В настоящее время в радиоэлектронной аппаратуре часто применяют электронные выключатели, в которых одной кнопкой можно осуществлять как ее включение, так и выключение. Сделать такой выключатель мощным, экономичным и малогабаритным можно, если применить полевой переключательный транзистор и цифровую КМОП микросхему.

Схема простого выключателя приведена на рис. 1. Транзистор VT1 выполняет функции электронного ключа, а триггер DD1 им управляет. Устройство постоянно подключено к источнику питания и потребляет небольшой ток — единицы или десятки микроампер.

Если на прямом выходе триггера высокий логический уровень, то транзистор закрыт, нагрузка обесточена. При замыкании контактов кнопки SB1 триггер переключится в противоположное состояние, на его выходе появится низкий логический уровень. Транзистор VT1 откроется, и напряжение поступит на нагрузку. В таком состоянии устройство будет находиться до тех пор, пока снова не окажутся замкнутыми контакты кнопки. Тогда транзистор закроется, нагрузка обесточится.

Указанный на схеме транзистор имеет сопротивление канала 0,11 Ом, а максимальный ток стока может достигать 18 А. Следует учитывать, что напряжение затвор-сток, при котором транзистор открывается, составляет 4…4,5 В. При напряжении питания 5…7 В ток нагрузки не должен превышать 5 А, в противном случае падение напряжения на транзисторе может превысить 1 В. Если напряжение питания больше, ток нагрузки может достигать 10… 12 А.

Когда ток нагрузки не превышает 4 А, транзистор можно использовать без теплоотвода. Если ток больше, необходим теплоотвод, либо следует применить транзистор с меньшим сопротивлением канала. Подобрать его нетрудно по справойной таблице, приведенной в статье «Мощные переключательные транзисторы фирмы International Rektifier» в «Радио», 2001, №5, с. 45.

На такой выключатель можно возложить и другие функции, например, автоматическое отключение нагрузки при снижении или превышении питающим напряжением заранее установленного значения. В первом случае это может понадобиться при питании аппаратуры от аккумуляторной батареи, чтобы не допустить ее чрезмерного разряда, во втором — для защиты аппаратуры от завышенного напряжения.

Схема электронного выключателя с функцией отключения при снижении напряжения приведена на рис. 2. В него дополнительно введены транзистор VT2,стабилитрон,конденсатор и резисторы, один из которых — подстроенный (R4).


При нажатии на кнопку SB 1 полевой транзистор VT1 открывается, напряжение поступает на нагрузку. Из-за зарядки конденсатора С1 напряжение на коллекторе транзистора в начальный момент не превысит 0,7 В, т.е. будет иметь низкий логический уровень. Если напряжение на нагрузке станет больше установленного подстроечным резистором значения, на базу транзистора поступит напряжение, достаточное для его открывания. В этом случае на входе «S» триггера останется низкий логический уровень, а кнопкой можно включать и выключать питание нагрузки.

Как только напряжение снизится ниже установленного значения, напряжение на движке подстроечного резистора станет недостаточным для открывания транзистора VT2 — он закроется. При этом на коллекторе транзистора напряжение увеличится до высокого логического уровня, который поступит на вход «S» триггера. На выходе триггера появится также высокий уровень, что приведет к закрыванию полевого транзистора. Нагрузка обесточится. Нажатия на кнопку в этом случае приведут только к кратковременному подключению нагрузки и последующему ее отключению.

Для введения защиты от превышения питающего напряжения автомат следует дополнить транзистором VT3, стабилитроном VD2 и резисторами R5, R6. В этом случае устройство работает аналогично описанному выше, но при увеличении напряжения выше определенного значения транзистор VT3 откроется, что приведет к закрыванию VT2, появлению высокого уровня на входе «S» триггера и закрыванию полевого транзистора VT1.

Кроме указанных на схеме, в устройстве можно применить микросхему К561ТМ2, биполярные транзисторы КТ342А-КТ342В, КТ3102А-КТ3102Е, стабилитрон КС156Г. Постоянные резисторы — МЛТ, С2-33, Р1-4, подстроенные — СПЗ-3, СПЗ-19, конденсатор — К10 17, кнопка — любая малогабаритная с самовозвратом.


При использовании деталей для поверхностного монтажа (микросхема CD4013, биполярные транзисторы КТ3130А-9 — КТ3130Г-9, стабилитрон BZX84C4V7, постоянные резисторы P1-I2, конденсатор К10-17в) их можно разместить на печатной плате (рис. 3) из односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 20×20 мм. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 4.

Схема кодового замка на дверь » Паятель.Ру


Эта схема предназначена для управления отпорным механизмом электромеханического замка. Замок запирается вручную (при закрывании двери он защелкивается), а чтобы его открыть нужно подать напряжение на электропривод. Схема подает напряжение на отпорный привод, если на клавиатуре, установленной на внешней стороне двери, будет набрано определенное четырехзначное кодовое число.


Причем, в отличие от многих простых схем, требующих одновременного нажатия кнопок, здесь кодовое число нужно набирать последовательным нажатием числовых кнопок. Одновременное нажатие или набор цифр в другом порядке принимается схемой как неверный код, и напряжение на механизм отпора не подается.

Состояние замка индицируется двухцветным светодиодом. При нажатии любой кнопки, как входящей в кодовое число, так и не входящей в него, светодиод зажигается красным светом, и гаснет при отпускании кнопки. Это индикация нажатия кнопки, чтобы быть уверенным в том, что она исправна, и при нажатии её контакты замыкаются.

После того как набран правильный код, схема ждет время около одной секунды, и потом светодиод загорается зеленым цветом, а на отпорный механизм поступает напряжение через промежуточное реле. Зеленое свечение светодиода служит подтверждением правильности набранного кода.

В схеме есть защита от подбора кода. После каждой неверной попытки набрать код включается задержка на несколько секунд, в течение которой схема вообще не реагирует на нажатие кнопок, хотя индикаторный светодиод и продолжается вспыхивать красным цветом при каждом нажатии кнопки. Эта задержка не позволяет подобрать код, так как, после каждой ошибки схема несколько секунд вообще не принимает код, даже если он будет набран правильно.

Схема кодового устройства показана на рисунке. Основная часть состоит из набора из 11-ти кнопок, десять из которых (S0-S9) служат для набора кода, а одна (S10) для сброса (или запирания), и блока триггеров на микросхеме D1.

RS-триггеры микросхемы К561ТР2 отличаются тем, что при наличии логической единицы на входе «S» триггер удерживается в единичном состоянии несмотря на любые изменения уровня на входе «R». Это позволяет блокировать триггер единицей на входе «5». Триггеры микросхемы D1 включены последовательно, соединением входа «S» с выходом предыдущего триггера.

В результате триггер невозможно переключить в нулевое состояние пока не будет переключен в такое состояние предыдущий триггер. Это делает необходимым строгое соблюдение последовательности набора цифр кода.

Код задается с помощью перемычек. На схеме показана установка перемычек для кода «0359». Для задания кода нужно каждую кнопку кода соединить с входом «R» одного из триггеров, соблюдая последовательность набора. Например, если код «0359» (как показано на схеме), то первая цифра «0», — значит кнопку S0 нужно соединить с входом «R» D1.1. Вторая цифра «3», поэтому кнопка S3 соединена с «R» D1.2. И так далее.

Все оставшиеся кнопки соединяют вместе и с входом «S» D1.1 через цепь R2-VD1. Нажатие любой из кнопок, не входящих в кодовое число, приводит к тому, что на вход «S» D1.1 подается напряжение логической единицы. Если D1.1 был в нулевом состоянии (какие-то цифры до ошибки были набраны правильно), то он устанавливается в единичное состояние, и в такое же состояние устанавливает все последующие триггеры.

Набор нужно делать снова. Более того, разряжается конденсатор C1, поэтому после отпускания ошибочной кнопки он начинает заряжаться через R1, и еще несколько секунд удерживает логическую единицу на входе «S» D1.1 делая невозможным набор даже правильного кода. Эта цепь (R1-C1) сильно затрудняет подбор кода методом проб и ошибок.

При правильном наборе кода на выходе D1.4 появляется логический ноль, и примерно, через секунду на выходе D2.2 появляется логическая единица. Ключ на VT1 и VT2 открывается и подает питание на обмотку реле Р1, которое управляет питанием отпорного привода замка.

Элемент D2.1 запрещает набор одновременным нажатием кнопок кодового числа. Если это происходит на его выходе появляется ноль, который открывает VT3, а тот через VD2 разряжает С1 и этим удерживает триггеры в единичном состоянии.

В схеме можно использовать любые аналогичные микросхемы. Реле Р1 — любое на 12V по мощности соответственно нагрузке. Светодиод HL1 — любой индикаторный двухцветный с тремя выводами. Его можно заменить двумя разноцветными светодиодами.

Как повысить IQ сетевой кнопки не вмешиваясь в мозг оператора / Хабр

Казалось бы, нет ничего проще, чем сетевая кнопка! Но иногда хочется чего-то такого… чего-то другого… чего-то такого, как не у всех. И если во всем остальном мы горазды, то сетевая кнопка всех ровняет. Шутки шутками, но иногда сетевая кнопка действительно доставляет массу хлопот. Например, когда ее надо разместить на передней панели устройства, и сетевые провода тащатся через весь корпус, наполняя его фоном 50 Герц. Или брутальный щелкающий тумблер не вписывается в концепцию дизайна устройства. Может возникнуть ситуация когда сетевой кнопке будет недоставать «интеллектуальности». Например, при сопряжении какого-либо устройства или старого советского измерительного прибора с компьютером. В этом случае нас может выручить электронная сетевая кнопка.



В основе «электронной кнопки» (рис. 1), как это ни странно, лежит кнопка — S1. Обычный «микрик», без переключения (тройника), без фиксации, который можно комфортно разместить на передней панели устройства, снабдив элегантной клавишей. Можно встретить подобные кнопочные переключатели, совмещенные конструктивно с индикаторным светодиодом (рис. 2) и разных видов исполнения. Для «печатного» монтажа (рис. 2.а), и более солидные, антивандальные (рис. 2.б). У последних, кроме всего прочего, неплохой дизайн. В общем, выбрать есть из чего.


Ну а самым главным элементом «электронной кнопки» является легендарный таймер NE555. В нашей конструкции он выполняет функции триггера, компаратора уровня, силового ключа, для управления исполнительным реле. Управляет светодиодом двухрежимной индикации состояния «кнопки» (включено/ярко, выключено/тускло), а также выполняет ряд специфических для простой сетевой кнопки функций.

Теперь давайте по порядку. Компаратор уровня, точней два компаратора, интегрированы в сам таймер со всеми цепями обвязки необходимыми для задания порогов срабатывания. Типовые значения уровней срабатывания компараторов составляют — 1/3Uпит для компаратора нижнего порога переключения и 2/3Uпит для компаратора верхнего порога переключения. Каждый из компараторов управляет RS триггером, который тоже интегрирован в сам таймер. Компаратор, срабатывающий по нижнему уровню напряжения, переключает встроенный триггер в состояние Set (установлено), а компаратор срабатывающий по верхнему уровню, устанавливает триггер в состояние Reset (сброшено). Выходной сигнал таймера полностью соответствует состоянию внутреннего RS триггера. Так, при состоянии Set на выходе таймера высокий уровень, при состоянии Reset низкий. Исполнительным реле управляет выходной драйверный каскад таймера. Выходной ток этого каскада может достигать 200 mA, чего вполне достаточно для включения небольшого реле. Высокий уровень напряжения на выходе драйвера, равен напряжению питания схемы, за минусом 1,7 Вольт (типовое значение). Низкий, порядка 0,3 Вольт. Стоит помнить, что напряжение низкого уровня зависит от втекающего тока.

Яркостью светодиода управляет тоже таймер. Для этого используется интегрированный в микросхему транзистор, предназначенный, в оригинальном включении, для разряда времязадающего конденсатора (Discharging). В нашем случае он используется как еще один выход таймера с открытым коллектором. В состоянии Set транзистор закрыт, а в состоянии Reset, сигналом логической единицы с инверсного выхода RS триггера, транзистор открыт.

В нашей схеме этот выход таймера, может выполнять и другую функцию — он может «сообщать» сторонним устройствам о том, что кнопка находится в состоянии «включено». Еще в нашей схеме может быть использован вход таймера Reset. Предназначен этот вход не только для сброса встроенного в таймер RS триггера. При удержании этого входа в нулевом состоянии, таймер вообще прекращает реагировать на внешние сигналы. Это свойство таймера, можно использовать, если необходимо запретить выключать «кнопку», подав на этот вход внешний сигнал логического ноля.


Теперь давайте разберемся, как это все работает. Начнем с момента подачи напряжения питания на схему «кнопки». В этот момент, по логике, «кнопка» должна установится в состояние «выключено», и чтоб это происходило надежно, в схеме предусмотрен конденсатор С1. Давайте посмотрим, как это происходит. В момент подачи напряжения на схему, напряжение, на средних точка внутреннего делителя напряжения таймера, состоящего из резисторов Ra, Rb и Rc, практически сразу достигает своих типовых значений – 1/3Uпит и 2/3Uпит. Как мы узнали выше, условием переключения RS триггера таймера в состояние Set (оно и соответствует в нашей схеме состоянию «кнопка выключена»), является величина напряжения, на входе Trigger таймера, меньше 1/3Uпит. Напряжение на этот вход подается с делителя R1 и R2 и составляет 1/2Uпит, что не выполняет условий переключения внутреннего RS триггера в состояние Set. Как же быть? Неувязочка… — Да, неувязочка. Как раз для этой цели и служит конденсатор С1, он задерживает рост напряжения на входе Trigger. Фронт становится более пологим и когда опорное напряжение компаратора уже давно 1/3Uпит, напряжение на входе Trigger еще где-то тянется к своим заветным 1/2Uпит, и еще гораздо меньше чем 1/3Uпит. Тем самым, создаются условия для начальной установки таймера в состояние Set, а «кнопки» в состояние «выключено». Этот момент времени обозначен как Self OFF (смотрим Рис. 3).

Теперь о резисторах R1 и R2. Эти два резистора образуют делитель напряжения, которое поступает на входы таймера. Напряжение это составляет 1/2Uпит. Почему именно столько? Схематически этот уровень показан (смотрим Рис. 3) как уровень Middle (средний). Уровни Set level и Reset level соответствуют уровням переключения компараторов таймера. То есть в состоянии ожидания нажатия на кнопку, уровень сигнала на входах таймера занимает промежуточное значение, равноудаленное от верхнего и нижнего уровней срабатывания/переключения таймера. Помимо того, что это необходимо для правильной работы устройства, это еще и выгодно тем, что величина импульсной помехи, наводимой в проводе которым подключена кнопка S1 может достигать ± 2 Вольта. То есть, провода могут быть достаточно длинными и даже не экранированными (хотя экраном пренебрегать не стоит).

Резистор R5 и конденсатор С3 выполняют функцию обратной связи и являются элементами формирования импульсов. Обратная связь обладает постоянной времени равной 1 секунде, которая чудесным образом совпадает с «тау» RC цепи. Это означает, что кнопку нельзя переключать чаще одного раза в секунду. Можно сделать и больше. Как? Пересчитать постоянную времени или просто подобрать конденсатором С3. Резистор R1 для этих целей не подходит. Увеличивая конденсатор С3 это время можно увеличить, а уменьшая соответственно уменьшить. Эти интервалы времени обозначены как Relax ON и Relax OFF (смотрим рис. 3). Кроме того, после включения сетевой вилки в розетку, «кнопку» нельзя будет «включить» еще в течение 1 секунды. Это время на графике (рис. 3), обозначено как Lost time (потерянное время).

Теперь, — че за импульсы и откуда они берутся? Импульсы, генерируются при нажатии на кнопку. Причем каждый раз разные. При нажатии на кнопку S1 когда «кнопка выключена», генерируется импульс положительной полярности относительно уровня Middle, а при нажатии на S1 когда «кнопка включена», отрицательной (смотрим рис. 3). Происходит это благодаря обратной связи, состоящей из резистора R5 и конденсатора С3. Обратная связь, она на то и обратная, чтоб передать на вход устройства часть сигнала с выхода этого устройства. В состоянии «кнопка выключена» на выходе устройства высокий уровень сигнала, поскольку внутренний RS триггер находится в состоянии Set (мы об этом говорили раньше). Это означает, что напряжение на конденсаторе С3 составляет (в установившемся режиме) порядка 10 Вольт. Этот уровень отмечен как Timer OUT Hi (рис. 3). При замыкании контактов кнопки S1, конденсатор С3 начинает разряжаться на резистор делителя R2, что приводит к появлению на нем импульса амплитудой 4 Вольта, который и поступает на вход таймера. Таймер незамедлительно отреагирует срабатыванием компаратора верхнего уровня и переключением RS триггера в состояние Reset. На выходе устройства устанавливается низкий уровень напряжения, и конденсатор С3 продолжит свой разряд, только уже не на резистор R2, а на выход устройства через резистор R5. Спустя некоторое время заряд конденсатора будет равен напряжению на выходе устройства, порядка 1 Вольта. Этот уровень отмечен на графике как Timer OUT Lo (смотрим рис. 3). Теперь если опять замкнуть контакты кнопки S1, он будет заряжаться через резистор R1, что приведет к образованию на резисторе импульса напряжения, только в данном случае обратной полярности относительно уровня Middle (смотрим рис. 3). Появление этого импульса на входе таймера приведет к срабатыванию компаратора нижнего уровня и переключению внутреннего RS триггера в состояние Set. И наша кнопка перейдет в состояние «выключено».

Конденсатор С2, существенно важной роли не играет. Но, говорят — надо… Надо – значит – надо. Он является блокировочным, и защищает от импульсных помех. Подключен он к входу таймера Control, который в нашей схеме никак не используется.

Как и у любой сетевой кнопки, у нашей «электронной кнопки», тоже есть группа мощных контактов. Только это контакты исполнительного реле Р1. Как раньше упоминалось, исполнительным реле управляет встроенный в таймер драйвер. Когда на выходе высокое напряжение (10 Вольт) — реле выключено, а когда низкое — реле включено. Как это, как это… — А вот так это… Посмотрите, как включено реле — между плюсом питания схемы и выходом таймера. Это можно представить себе как инверсный выход логического элемента с подключенным светодиодом, когда на выходе ноль — светодиод горит, когда единица — нет. И тут так же, при высоком уровне напряжения на выходе таймера к обмотке реле прикладывается всего два вольта, и этого не достаточно, чтоб оно притянуло свой якорь. А при низком уровне на выходе таймера, на обмотке реле напряжение составит 11 Вольт и оно сработает. При выборе реле, для схемы «кнопки», следует учитывать ток, на который рассчитаны контакты реле. Сопротивление обмотки не должно быть менее 200 Ом, рабочее напряжение не более 12 Вольт.

Индикация состояния «электронной кнопки» осуществляется светодиодом HL1. Как один светодиод может отображать два состояния? А очень просто – яркостью свечения. Для этого используется вход таймера Discharging, и в нашем устройстве используется как дополнительный выход таймера с «открытым коллектором». Когда наша «кнопка» находится в выключенном состоянии, транзистор внутри таймера подключенный к этому выходу закрыт, и выход имеет высокое сопротивление. Ток, который «поджигает» светодиод протекает через два резистора, R3 и R4, и хватает этого тока только на свечение светодиода в полнакала. Когда «кнопка» находится в состоянии «включено» то транзистор открыт, вход имеет малое сопротивление и резистор R4 оказывается не у дел, а большая часть тока протекает через открытый транзистор. Суммарное сопротивление в цепи уменьшается, ток в цепи увеличивается, и светодиод светит ярко, сигнализируя о включенном состоянии «кнопки». Если иллюминации надо больше, то светодиодов можно установить два, и разных цветов. Как это сделать показано на рис. 3. При высоком уровне сигнала, на выходе таймера, будет гореть светодиод HL1, а при низком HL2. Включенное состояние наверно удобней индицировать зеленым светодиодом, а выключенное красным. Хотя можно и наоборот…

Обмотка реле зашунтирована защитным диодом VD2, и защищает он не обмотку реле, а выход таймера от этой обмотки. Диод включен в обратном направлении по отношению к полюсам источника питания схемы, и большую часть времени попросту закрыт. Открывается он только в момент выключения реле. В этот момент, момент разрыва тока, на обмотке реле, которую в данный момент времени правильней рассматривать как катушку индуктивности, возникает импульс напряжения. Если предоставить этому импульсу свободу выбора, то он поспешит натворить дел! Например, пробьет один из транзисторов выходного драйвера таймера. Для того чтоб этого не случилось и устанавливается этот диод. В момент возникновения импульса диод открывается, и импульс напряжения превращается в импульс тока, который протекает по цепи: обмотка – диод – обмотка. Все целы и довольны, а мнение импульса никого не волнует, он знаете ли тут и так лишний…

Теперь о питании кнопки. По логике вещей оно должно быть индивидуальным и появляться сразу, как только устройство включено в сеть. Я применил для этих целей бестрансформаторный, или как их еще называют — конденсаторный блок питания. Для маломощных нагрузок с малым потреблением тока их можно с успехом применять. Эти блоки более простые, так как не имеют намоточных изделий, однако имеют пару серьезных недостатков. Нет гальванической развязки с первичной сетью – это первое, второе – обладают практически нулевой помехозащищенностью.

Поэтому, при работе с аппаратурой, питающейся от таких блоков, нужно быть очень осторожным.

Самым главным элементом, который лежит в основе идеи такого рода блоков питания это — омический балласт, на котором должно падать все лишнее напряжение источника питания подключенного к схеме. В нашем случае в роли балласта, выступает конденсатор С5. Как конденсатор!? – А вот так… Как известно из курса школьной физики, конденсаторы помимо емкости обладают еще и сопротивлением. Только не, активным — как обычные резисторы, а реактивным. Активное сопротивление проявляет себя вне зависимости от того какой ток через него протекает — переменный или постоянный. А вот реактивное сопротивление, признает только переменный ток, как раз тот, который и живет в сетевой розетке. Зная величину тока, который потребляет «кнопка», и напряжение питания, на которое она рассчитана, можно рассчитать величину сопротивления, которое необходимо установить последовательно, в цепь питания, от сети переменного тока напряжением 220 Вольт. Ну и поскольку величина реактивного сопротивления напрямую связана с емкостью конденсатора и частотой переменного тока, нетрудно вычислить какой емкости конденсатор необходимо применить, чтоб погасить лишнее напряжение при заданном токе. Какой попало конденсатор тут не подойдет. Подойдут отечественные конденсаторы типа К73-17 или импортные Klass X2 или Klass X1 на рабочее напряжение не менее 400 Вольт.

Так, с главным «кондером» разобрались, посмотрим, что еще у нас есть в блоке питания. Параллельно конденсатору установлен резистор R6. Это необходимо для разряда конденсатора при отключении устройства от сети. Если этого не делать, то штОпсель может сильно биться током. Последовательно с конденсатором и диодным мостиком установлен ограничивающий ток резистор R7. Стоп топ стоп… — мы же уже поставили конденсатор – этого мало? – Не-не… в самый раз… А этот резистор служит для ограничения тока в момент включения устройства в сеть. Если его не поставить мы рискуем потерять пару диодов в выпрямительном мостике, так как по самому «важному» закону нашей жизни, включение устройства в сеть будет происходить всегда именно в момент амплитудного максимума сетевого напряжения, равного 311 Вольт. Величина сопротивления этого резистора зависит от чувствительности диодов выпрямительного моста к предельно допустимым, для них, импульсам тока. Зная этот параметр диода и амплитудное значение напряжения в розетке можно прикинуть величину необходимого сопротивления по закону Ома. Стабилитрону VD2 это угрожает в меньшей степени, так как в момент включения он зашунтирован разряженным конденсатором C4. Заодно, в сумме с эквивалентным сопротивлением нагрузки и емкостью «гасящего» конденсатора, этот резистор играет роль эдакого фильтра сетевых помех (правда очень хилого, примерно до одного килогерца).

Диодный мост VD3-VD6, служит для выпрямления переменного напряжения, в постоянное, пульсирующее напряжение. Диоды можно заменить на 1N4007. Конденсатор С4 для сглаживания этих пульсаций, а стабилитрон VD2 для ограничения уровня напряжения на конденсаторе и выходе блока питания. Да, именно для ограничения, о полноценном параметрическом стабилизаторе с выбором режима работы стабилитрона, тут и речи быть не может. Но нам и не к чему стабилизатор, схема работает в большом интервале напряжений и плюс минус вольт ее не смутит.

С применением «кнопки» я думаю затруднений не должно возникнуть. Ей можно оборудовать уже имеющееся устройство или применить в новоделе. Схема включения очень проста (смотрим рис. 4).


Теперь об интеллекте… Как повысить IQ сетевой кнопки не вмешиваясь в мозг оператора, я не знаю. Но когда кнопка «электронная» — сам Бог велел… эээ… ну, то есть я… Для начала давайте разберемся зачем это надо. Очень может так случится, что вам когда-нибудь понадобится подключить какое-либо устройство к компьютеру по интерфейсу LPT или COM или даже USB. Как компьютер определит, а не забыли ли вы нажать кнопку «сеть» на устройстве, перед тем как начать обмен данными? Или как раз во время обмена данными вы, зазевавшись, нажмете кнопку и выключите прибор, подключенный к компьютеру? Данные потеряны! Да и фиг с ними, главное время, а время, как говорится — деньги, а деньги все любят, и терять их не любят… даа… Для того чтоб избежать подобных казусов, «кнопку» надо научить сообщать компьютеру что она включена, а еще научить «кнопку» не обращать внимание на оператора, то есть на вас, некоторое время. Разрешить компьютеру, разрешать это делать «кнопке». Именно эти две возможности и реализованы в схеме, показанной на рис. 5. Ну и поскольку в нашей «кнопке» используется источник питания без гальванической развязки с первичной сетью, то при реализации этих возможностей без оптопар не обойтись.


Пример реализации показан на рис. 6 для COM порта, и на рис. 7 для LPT порта. И приведен исключительно в качестве примера использования «специфических функций» «кнопки», ну а как это будет реализовано в вашем случае… тем более что эти два «старичка», молодежь пугают только одним своим внешним видом… да и давно уже освоены FTDI и прочие V-USB…


Начнем с первой – «сообщать, что все включено». Для того чтоб реализовать эту функцию придется пожертвовать индикацией на светодиоде HL1 и воспользоваться схемой индикации показанной на рис. 5. А к выходу таймера DIS (вывод 7), о котором уже много было рассказано, подключить светодиод оптопары U2. Но можно обойтись и без жертв, тогда, индикация остается прежней (как на рис. 1), а светодиод оптопары U2 перекочевывает на место светодиода HL1 (смотрим рис. 5). Фотодиод оптопары U2, совместно с подтягивающим резистором R19, подключен к необходимой линии порта (в моем случае это была линия RI – индикатор вызова). Напряжение, к которому подтягивается линия в свободном состоянии должно сниматься с одной из линий порта выставленной программно в единицу (поскольку в моем случае был реализован стандартный протокол обмена RS232, это была линия DTR – готовность выходных данных). При «включенной кнопке» линия RI будет прижата к нулевому потенциалу SG. При «выключенном» состоянии, линия порта подтянется к потенциалу логической единицы. Это все сказано для COM порта, а с LPT все гораздо проще и выставлять заранее там ничего не потребуется. Правда полной гальванической развязки устройства и компьютера не выйдет, но схема «кнопки» будет надежно развязана по питанию, с остальной схемой устройства в котором она будет применена.


Теперь об – «не обращать внимания на оператора, то есть на вас». Где-то выше мы вспоминали про один из входов таймера под названием Reset. Это было не случайно. Как раз именно этот вход и задействован для реализации этой функции «кнопки». Для этого, ко входу Reset (вывод 4), необходимо подключить фотодиод оптопары U1, через токоограничивающий резистор R3 (смотрим рис. 5). Этот резистор в данном случае будет еще являться и подтягивающим резистором для входа Reset таимера. Когда фотодиод оптопары не освещен, сопротивление фотодиода высокое и на входе Reset установится высокий логический уровень как раз через этот резистор. Теперь, после всех нововведений, для того чтоб запретить «кнопке» реагировать на необдуманные нажатия, на вход оптопары надо подать напряжение. Напряжение «логической единицы», не забыв при этом ограничить ток светодиода оптопары резистором R21. При этом вход Reset таймера прижмется к земле, и таймер перестанет реагировать на внешние сигналы. Кроме того при помощи этого входа кнопку можно принудительно включить сигналом с компьютера. Такой вот, своеобразный Master ON.

Ну а выключать придется всегда вручную – пальцем…

Двухвходовый релейный триггер (его варианты)

Изобретение относится к автоматике. Технический результат заключается в упрощении. Схема управления реле с катушкой (5) и контактом (6) осуществляется с двух постов управления, содержащих кнопки «Пуск», соответственно (1) и (4), и «Стоп» — (2) и (3). Кнопки «Стоп» разнесены так, что у них нет общей точки. Благодаря этому для присоединения каждой кнопочной станции требуется трехжильный кабель вместо четырехжильного, обычно используемого. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области электроавтоматики.

Наиболее близким к первому варианту изобретения является широко известный двухвходовый релейный триггер /1/, управляемый с двух мест, который содержит катушку реле и последовательно соединенные размыкающий контакт кнопки “Стоп-1” и замыкающий контакт кнопки “Пуск-1”, параллельно которому включены замыкающий контакт кнопки “Пуск-2” и замыкающий контакт реле, и имеет также замыкающий контакт кнопки “Стоп-2”. Недостаток устройства состоит в сложности, так как для подключения кнопочных станций требуется прокладка четырехжильного кабеля.

Наиболее близким ко второму варианту изобретения является широко известный двухвходовый релейный триггер /1/, управляемый с двух мест, который содержит параллельно соединенные замыкающие контакты кнопок “Пуск-1” и “Пуск-2”, одним выводом соединенные с катушкой реле, две кнопки “Стоп-1” и “Стоп-2” с замыкающими контактами, первый вывод первой кнопки “Стоп-1” соединен с вторым выводом кнопок “Пуск”. Это устройство обладает аналогичным недостатком.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается в первом варианте изобретения за счет того, что первый вывод контакта кнопки “Стоп-2” присоединен к второму выводу кнопок “Пуск-1” и “Пуск-2”, а второй вывод — к выводу катушки реле.

Поставленная цель достигается во втором варианте изобретения за счет того, что замыкающий контакт реле соединен первым выводом с вторым выводом кнопки “Стоп-1”, а вторым выводом через кнопку “Стоп-2” связан с вторым выводом кнопок “Пуск”.

На фиг.1 и 2 приведены схемы устройств, соответственно для первого и второго пунктов формулы изобретения. Здесь обозначено: 1 — кнопка “Стоп-1”; 2 — кнопка “Пуск-1”; 3 — кнопка “Стоп-2”; 4 — кнопка “Пуск-2”; 5 — катушка реле; 6 — контакт этого же реле. Кнопки 2 и 4 соединены параллельно. Кнопки, принадлежащие одному и тому же месту управления (одной кнопочной станции), обведены пунктирной линией. К зажимам устройства подводится напряжение от источника питания.

На фиг.1 кнопки 1, 2, 3 и катушка 5 включены последовательно. Контакт 6 реле включен параллельно цепи параллельно соединенных кнопок 2 и 4.

На фиг.2 кнопка 1, контакт 6, кнопка 3, катушка 5 соединены последовательно. Параллельно соединенные между собой кнопки 2 и 4 подключены параллельно цепи, составленной из последовательно соединенных кнопки 1, контакта 6, кнопки 3. Устройства работают следующим образом.

При нажатии на любую кнопку “Пуск” (2 или 4) через катушку 5 протекает ток, реле срабатывает и контактом 6 становится на самоудержание. Так запоминается пусковой импульс. При нажатии на любую кнопку “Стоп” (1 или 2) цепь питания катушки 5 прерывается и происходит сброс памяти.

Для реализации схемы требуются трехжильные кабели от каждого места управления. Это упрощает устройства.

Источник информации

1. Меньшов Б.Г. и др. Электрооборудование нефтяной промышленности. М.: Недра, 1990, стр.318, рис.9.6.

1. Двухвходовый релейный триггер, содержащий катушку реле и последовательно соединенные размыкающий контакт кнопки “Стоп-1” и замыкающий контакт кнопки “Пуск-1”, параллельно которому включены замыкающий контакт кнопки “Пуск-2” и замыкающий контакт реле, имеет также замыкающий контакт кнопки “Стоп-2”, отличающийся тем, что первый вывод контакта кнопки “Стоп-2” присоединен ко второму выводу кнопок “Пуск-1” и “Пуск-2”, а второй вывод — к выводу катушки реле.

2. Двухвходовый релейный триггер, содержащий параллельно соединенные замыкающие контакты кнопок “Пуск-1” и “Пуск-2”, одним выводом соединенные с катушкой реле, две кнопки “Стоп-1” и “Стоп-2 с замыкающими контактами, первый вывод первой кнопки “Стоп-1” соединен с вторым выводом кнопок “Пуск”, отличающийся тем, что замыкающий контакт реле соединен первым выводом с вторым выводом кнопки “Стоп-1”, а вторым выводом через кнопку “Стоп-2” связан с вторым выводом кнопок “Пуск”.

5 интересных схем триггеров — включение/выключение нагрузки с помощью кнопки

Пять простых, но эффективных схем электронных тумблеров-триггеров можно построить на основе IC 4017, IC 4093 и IC 4013. Мы увидим, как их можно реализовать. для попеременное включение реле , которое, в свою очередь, переключает электронную нагрузку, такую ​​как вентилятор, освещение или любое подобное устройство, одним нажатием кнопки.

Что такое триггерная схема

Триггерная релейная схема работает на основе концепции бистабильной схемы , в которой она имеет две стабильные ступени либо ВКЛ, либо ВЫКЛ.При использовании в схемах практических приложений он позволяет подключенной нагрузке попеременно переключаться из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ и наоборот в ответ на внешний триггер переключения ВКЛ/ВЫКЛ.

В наших следующих примерах мы узнаем, как сделать триггерные релейные схемы на основе 4017 IC и 4093 IC. Они предназначены для реагирования на чередующиеся триггеры с помощью кнопки и, соответственно, переключения реле и нагрузки попеременно из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ и наоборот.

Добавив всего несколько других пассивных компонентов, можно настроить схему так, чтобы она точно переключалась между последующими входными триггерами вручную или электронным способом.

Им можно управлять с помощью внешних триггеров вручную или с помощью электронного столика.

1) Простая схема электронного тумблера-триггера с использованием IC 4017

Первая идея говорит о полезной схеме электронного триггера-тумблера, построенной на основе IC 4017. Количество компонентов здесь минимально, а получаемый результат всегда до отметка.

Обращаясь к рисунку, мы видим, что микросхема подключена в своей стандартной конфигурации, т.е. высокий логический уровень на ее выходе смещается с одного вывода на другой под влиянием приложенных часов на ее выводе № 14.

Альтернативное переключение на его тактовом входе распознается как тактовый импульс и преобразуется в требуемое переключение на его выходных контактах. Всю операцию можно понять по следующим пунктам:

  • Список деталей
    • R4 = 10K,
    • R5 = 100K,
    • R6, R7 = 4K7,
    • C6, C7 = 7 мкФ/028 В, 908 1000 мкФ / 25В,
    • C10 = 0,1, диск,
    • Все диоды 1 н4007,
    • IC = 4017,
    • T1 = BC 547, T2 = BC 557,
    • IC2 = 7812
    • трансформатор = 0-12 В, 500 мА, ВХОД В СООТВЕТСТВИИ С ОБЛАСТЬЮ СПЕЦИФИКАЦИИ.

    Как это работает

    Мы знаем, что в ответ на каждый импульс высокого логического уровня на выводе № 14 выходные контакты IC 4017 последовательно переключаются с № 3 на № 11 в следующем порядке: 3, 4, 2, 7, 1, 5, 6, 9, 10 и 11.

    Однако этот процесс можно остановить в любой момент и повторить, просто подключив любой из вышеуказанных контактов к контакту сброса № 15.

    Например (в В данном случае) вывод № 4 микросхемы подключен к выводу № 15, поэтому последовательность будет ограничена и будет возвращаться в исходное положение (вывод № 3) каждый раз, когда последовательность (логический высокий уровень) достигает контакта № 4 и цикл повторяется.

    Это просто означает, что теперь последовательность переключается с контакта № 3 на контакт № 2 в обратном и обратном порядке, что представляет собой типичное действие переключения. Работа этой схемы электронного тумблера может быть дополнительно понята следующим образом:

    Каждый раз, когда положительный триггер подается на базу T1, он проводит и притягивает контакт № 14 IC к земле. Это переводит IC в режим ожидания.

    В момент снятия триггера T1 перестает проводить ток, на контакт № 14 теперь мгновенно поступает положительный импульс от R1.Микросхема распознает это как тактовый сигнал и быстро переключает свой выход с исходного вывода №3 на вывод №2.

    Следующий импульс дает тот же результат, так что теперь выходной сигнал смещается с контакта № 2 на контакт № 4, но поскольку контакт № 4 подключен к контакту сброса № 15, как объяснялось, ситуация возвращается к контакту № 3 (начальный точка).

    Таким образом, процедура повторяется каждый раз, когда T1 получает триггер либо вручную, либо через внешнюю цепь.

    Видеоклип:

    Модернизация схемы для управления более чем одной нагрузкой

    Теперь давайте посмотрим, как описанную выше концепцию IC 4017 можно модернизировать для управления 10 возможными электрическими нагрузками с помощью одной кнопки.

    Идею предложил г-н Дирадж.

    Цели и требования схемы

    Я Дхирадж Патхак из штата Ассам, Индия.

    В соответствии с приведенной ниже диаграммой должны выполняться следующие операции:

    • Переключатель переменного тока S1 при первом включении, нагрузка переменного тока 1 должна включиться и оставаться во включенном состоянии до тех пор, пока S1 не будет выключен. . Нагрузка переменного тока 2 должна оставаться выключенной во время этой операции
    • Во второй раз, когда S1 снова включается, нагрузка переменного тока 2 должна включаться и оставаться включенной, пока S1 не выключится.Нагрузка переменного тока 1 должна оставаться выключенной во время этой операции
    • В третий раз, когда S1 снова включается, обе нагрузки переменного тока должны включиться и оставаться включенными до тех пор, пока S1 не будет выключен.4. В четвертый раз, когда S1 включен, рабочий цикл должен повториться, как указано в шагах 1, 2 и 3.

    Я намерен использовать этот дизайн в моей единственной гостиной моей съемной квартиры. В помещении скрытая проводка, вентилятор расположен в центре крыши.

    Свет будет подключен параллельно вентилятору в качестве центрального источника света в комнате. В центре крыши нет дополнительной розетки. Единственная доступная розетка предназначена для вентилятора.

    Я не хочу прокладывать отдельные провода от распределительного щита к центральному свету. Следовательно, я думаю о разработке логической схемы, которая может определять состояние (вкл./выкл.) источника питания и соответствующим образом переключать нагрузки.

    Для использования центральной подсветки я не хочу постоянно держать вентилятор включенным и наоборот.

    Каждый раз, когда схема включается, последнее известное состояние должно инициировать следующую операцию схемы.

    Конструкция

    Ниже показана простая схема электронного переключателя, адаптированная для выполнения вышеупомянутых функций, без микроконтроллера. Выключатель кнопочного типа «звонок» используется для последовательного включения подключенного освещения и вентилятора.

    Конструкция не требует пояснений, если у вас есть какие-либо сомнения относительно описания схемы, пожалуйста, не стесняйтесь получить разъяснения в своих комментариях.

    Электронный переключатель без кнопки

    В соответствии с запросом и отзывами, полученными от г-на Дираджа, вышеуказанная конструкция может быть изменена для работы без кнопки… то есть с использованием существующего переключателя ВКЛ/ВЫКЛ на стороне входа сети для генерации указанных последовательностей переключения.

    Обновленный дизайн можно увидеть на приведенном ниже рисунке:

    Еще одно интересное реле ON OFF с одной кнопкой можно настроить с помощью одной IC 4093. Давайте изучим процедуры со следующим объяснением.

    2) Точные CMOS Flip Plop Схема с использованием IC 4093

    IC4093 Сведения о расписке

    Список деталей
    • R3 = 10K,
    • R4, R5 = 2M2,
    • R6, R7 = 39K,
    • C4, C5 = 0,22, DISC,
    • C6 = 100 мкФ/25 В,
    • D4, D5 = 1N4148,
    • T1 = BC 547,
    • IC = 4093,

    Вторая схема может быть довольно точной. используя три вентиля IC 4093. Глядя на рисунок, мы видим, что входы N1 и N2 соединены вместе, образуя логические инверторы, как и вентили НЕ.

    Это означает, что любой логический уровень, поданный на их входы, будет инвертирован на их выходах. Кроме того, эти два затвора соединены последовательно, чтобы сформировать конфигурацию защелки с помощью петли обратной связи через R5.

    N1 и N2 мгновенно защелкнутся, как только обнаружат положительный триггер на своем входе. Еще один вентиль N3 введен в основном для того, чтобы поочередно ломать эту защелку после каждого последующего входного импульса.

    Функционирование схемы может быть более подробно понято со следующим пояснением:

    Как это работает

    При получении импульса на триггерном входе N1 быстро реагирует, его выход меняет состояние, заставляя N2 также изменить состояние.

    Это приводит к тому, что на выходе N2 устанавливается высокий уровень, обеспечивая обратную связь (через R5) на вход N1, и оба вентиля фиксируются в этом положении. В этом положении выход N2 заблокирован на высоком логическом уровне, предыдущая схема управления активирует реле и подключенную нагрузку.

    Высокий выход также медленно заряжает C4, так что теперь один вход логического элемента N3 становится высоким. В этот момент другой вход N3 удерживается на низком логическом уровне с помощью R7.

    Теперь импульс в точке срабатывания заставит этот вход также на мгновение стать высоким, заставляя его выход стать низким.Это потянет вход N1 на землю через D4, мгновенно сломав защелку.

    Это приведет к тому, что на выходе N2 будет низкий уровень, отключив транзистор и реле. Теперь схема вернулась в исходное состояние и готова к тому, чтобы следующий входной триггер повторил всю процедуру.

    3) Схема триггера с использованием ИС 4013

    Быстрая доступность множества ИС на КМОП сегодня сделала проектирование очень сложных схем детской игрой, и, без сомнения, новые энтузиасты с удовольствием создают схемы с этими великолепными ИС.

    Одним из таких устройств является микросхема IC 4013, представляющая собой, по сути, ИС двойного триггера D-типа, которую можно использовать отдельно для реализации предлагаемых действий.

    Короче говоря, ИС содержит два встроенных модуля, которые можно легко сконфигурировать как триггеры, просто добавив несколько внешних пассивных компонентов.

    IC 4013 Назначение выводов

    IC можно понять по следующим пунктам.

    Каждый отдельный модуль триггера имеет следующие выводы:

    1. Q и Qdash = дополнительные выходы
    2. CLK = тактовый вход.
    3. Данные = Нерелевантный контакт, должен быть подключен либо к положительной линии питания, либо к отрицательной линии питания.
    4. SET и RESET = дополнительные выводы, используемые для установки или сброса условий вывода.

    Выходы Q и Qdash попеременно переключают свои логические состояния в ответ на входы установки/сброса или тактового сигнала.

    Когда на вход CLK подается тактовая частота, выходы Q и Qdash изменяют свое состояние попеременно до тех пор, пока часы продолжают повторяться.

    Точно так же состояние Q и Qdash можно изменить, вручную подав на контакты установки или сброса положительный источник напряжения.

    Обычно контакт установки и сброса должны быть соединены с землей, когда они не используются.

    На следующей принципиальной схеме показана простая схема IC 4013, которую можно использовать в качестве схемы триггера и применять для предполагаемых нужд.

    При необходимости можно использовать оба, однако, если используется только один из них, убедитесь, что выводы установки/сброса/данных и синхронизации другой неиспользуемой секции заземлены надлежащим образом.

    Пример схемы триггера практического применения можно увидеть ниже, используя описанную выше 4013 IC

    Резервирование при сбое сети и память для схемы Flip Flp

    описанную выше конструкцию 4013, вы можете модернизировать ее с помощью резервного конденсатора, как показано на следующем рисунке:

    Как видно, цепь конденсаторов и резисторов высокой емкости добавлена ​​к клемме питания ИС, а также пара диодов чтобы гарантировать, что энергия, накопленная внутри конденсатора, используется только для питания ИС, а не для других внешних каскадов.

    Всякий раз, когда сеть переменного тока выходит из строя, конденсатор 2200 мкФ постоянно и очень медленно позволяет накопленной энергии достигать контакта питания ИС, поддерживая «живую память» ИС и гарантируя, что положение защелки запоминается ИС, в то время как сеть недоступен.

    Как только сеть восстанавливается, ИС выполняет первоначальное блокирующее действие на реле в соответствии с предыдущей ситуацией и, таким образом, предотвращает потерю реле предыдущего состояния включения во время отсутствия сети.

    4) Электронный переключатель SPDT 220 В с использованием микросхемы 741

    Тумблер относится к устройству, которое используется для попеременного включения и выключения электрической цепи, когда это необходимо.

    Обычно для таких операций используются механические переключатели, которые широко применяются везде, где требуется электрическое переключение. Однако у механических переключателей есть один большой недостаток: они подвержены износу и склонны к искрообразованию и радиопомехам.

    Описанная здесь простая схема представляет собой электронную альтернативу вышеуказанным операциям.Используя один операционный усилитель и несколько других дешевых пассивных компонентов, можно построить и использовать для указанной цели очень интересный электронный тумблер.

    Хотя в схеме также используется механическое устройство ввода, этот механический переключатель представляет собой крошечный микропереключатель, который просто требует поочередного нажатия для реализации предлагаемых действий переключения.

    Микропереключатель является универсальным устройством, очень устойчивым к механическим воздействиям и поэтому не влияющим на эффективность цепи.

    Как работает схема

    На рисунке показана простая схема электронного тумблера, включающая операционный усилитель 741 в качестве основной части.

    Микросхема сконфигурирована как усилитель с высоким коэффициентом усиления, поэтому ее выход имеет тенденцию легко переключаться либо на логическую 1, либо на логический 0 попеременно.

    Крошечная часть выходного потенциала подается обратно на неинвертирующий вход операционного усилителя

    При нажатии кнопки C1 соединяется с инвертирующим входом операционного усилителя.

    Предполагая, что на выходе был логический 0, операционный усилитель немедленно меняет состояние.

    C1 теперь начинает заряжаться через R1.

    Однако удерживание переключателя нажатым в течение более длительного периода времени будет заряжать только C1 частично, и только когда он будет отпущен, C1 начнет заряжаться и продолжит заряжаться до уровня напряжения питания.

    Поскольку переключатель разомкнут, теперь C1 отключается, что помогает ему «сохранять» выходную информацию.

    Теперь, если нажать переключатель еще раз, высокий уровень на полностью заряженном C1 становится доступным на инвертирующем входе операционного усилителя, операционный усилитель снова меняет состояние и создает логический 0 на выходе, так что C1 начинает разряжаться доведение положения цепи до исходного состояния.

    Цепь восстановлена ​​и готова к следующему повторению вышеуказанного цикла.

    Выход представляет собой стандартный симисторный триггер, используемый для реагирования на выходы операционного усилителя для соответствующих коммутационных действий подключенной нагрузки.

    Список запчастей

    • R1, R8 = 1M,
    • R2, R3, R5, R6 = 10K,
    • R4 = 220K,
    • R7 = 1K
    • C1 = 0.1UF,
    • C2, C3 = 474 /400V,
    • S1 = кнопка микропереключателя,
    • IC1 = 741
    • Triac BT136

    схемы транзисторных триггеров, которые можно использовать для включения/выключения нагрузки с помощью триггера с одной кнопкой.Их также называют транзисторными бистабильными схемами.

    Термин «бистабильный транзистор» относится к состоянию схемы, в котором схема работает с внешним триггером, чтобы сделать себя стабильной (постоянно) в двух состояниях: в состоянии ВКЛ и в состоянии ВЫКЛ, отсюда и название «бистабильный», означающее стабильность в любом из состояний ВКЛ/ВЫКЛ. .

    Это стабильное включение/выключение цепи попеременно может быть выполнено с помощью механической кнопки или цифровых входов триггера напряжения.

    Давайте разберем предлагаемые схемы бистабильных транзисторов с помощью следующих двух примеров схемы:

    Работа схемы

    В первом примере мы можем видеть простую схему транзистора с перекрестной связью, которая очень похожа на конфигурацию моностабильного мультивибратора, за исключением базу к положительным резисторам, которые здесь намеренно отсутствуют.

    Понять бистабильное функционирование транзистора довольно просто.

    При включении питания, в зависимости от небольшого дисбаланса значений компонентов и характеристик транзистора, один из транзисторов полностью включится, а другой полностью выключится.

    Предположим, что правый транзистор ведет себя первым, он получит смещение через левый светодиод, 1 кОм и конденсатор 22 мкФ.

    Как только правый транзистор полностью переключится, левый транзистор полностью выключится, так как его база теперь будет удерживаться на земле через резистор 10 кОм на коллекторе/эмиттере правого транзистора.

    Вышеупомянутое положение будет удерживаться постоянным и постоянным до тех пор, пока подается питание на цепь или пока не будет нажата кнопка включения.

    При кратковременном нажатии показанной кнопки левый конденсатор 22 мкФ теперь не сможет реагировать, так как он уже полностью заряжен, однако правый 22 мкФ, находящийся в разряженном состоянии, получит возможность свободно проводить ток и обеспечивать более жесткую смещение на левый транзистор, который мгновенно включится, изменив ситуацию в свою пользу, при этом правый транзистор будет вынужден закрыться.

    Вышеупомянутое положение будет сохраняться до тех пор, пока снова не будет нажата кнопка. Переключение можно переключать попеременно с левого транзистора на правый и наоборот, кратковременно нажимая нажимной переключатель.

    Подключенные светодиоды будут загораться попеременно в зависимости от того, какой транзистор становится активным из-за бистабильных действий.

    Принципиальная схема

    Схема транзисторного бистабильного триггера с использованием реле

    В приведенном выше примере мы узнали, как можно заставить пару транзисторов защелкиваться в бистабильных режимах нажатием одной кнопки и использовать их для переключения соответствующих светодиодов и необходимые показания.

    Во многих случаях переключение реле становится необходимым для переключения более тяжелых внешних нагрузок. Та же схема, которая описана выше, может быть применена для активации реле ВКЛ/ВЫКЛ с некоторыми обычными модификациями.

    Глядя на следующую бистабильную конфигурацию транзистора, мы видим, что схема в основном идентична приведенной выше, за исключением правого светодиода, который теперь заменен реле, а значения резисторов были немного скорректированы для обеспечения большего тока, который может потребоваться для активация реле.
    Работа схемы также идентична.

    При нажатии переключателя реле либо выключается, либо включается, в зависимости от исходного состояния цепи.

    Реле можно попеременно переключать из состояния ВКЛ в состояние ВЫКЛ простым нажатием прилагаемой кнопки столько раз, сколько необходимо для переключения внешней нагрузки, подключенной к контактам реле, соответственно.

    Bistable Flip Flop Image

    У вас есть еще какие-нибудь идеи по обновлению проектов триггеров, пожалуйста, поделитесь с нами, мы будем очень рады опубликовать их здесь для вас и для удовольствия всех преданных читателей.

    Схема триггера с использованием микросхемы 4027

    После прикосновения к сенсорной панели. Транзистор Т1 (тип p-n-p) начинает работать. Результирующий импульс на входе тактового генератора 4027 имеет очень вялые фронты (из-за CI и C2).

    Соответственно (и необычно) первый J-K-триггер в 4027 затем служит управляющим вентилем Шмитта, превращая очень вялый импульс на своем входе (вывод 13) в плавный электрический сигнал, который можно добавить к следующему триггеру. тактовый вход флопа (вывод 3).

    После этого второй триггер функционирует согласно учебнику, обеспечивая реальный сигнал переключения, который можно использовать для включения и выключения реле через транзисторный каскад T2.

    Реле проводит поочередно, если постучать пальцем по контактной пластине. Ток потребления цепи при выключенном реле менее 1 мА, а при включенном реле до 50 мА. Любое более доступное реле можно использовать до тех пор, пока уровень напряжения катушки составляет 12 В.

    Использование IC 4049

    Триггер установки-сброса Использование IC 4011

    CMOS IC имеют несколько преимуществ по сравнению с TTL. Одной из ключевых особенностей является высокое входное сопротивление. На следующем рисунке пара вентилей ИЛИ-НЕ соединены друг с другом в конфигурации с перекрестной связью для создания триггера. При прикосновении к сенсорной пластине S фоновый шум создает переменное напряжение на входе G1. В течение первого положительного цикла выход G1 становится отрицательным, что приводит к установке триггера в положение SET, включая реле RLA1.Он продолжает гореть до тех пор, пока не будет нажата пластина R или пластина RESET.

    R1 и R2 не следует удалять, поскольку они разряжают любые уровни напряжения, возникающие на пластинах, вскоре после прикосновения к ним, что позволяет триггеру быстро изменять свое состояние.

    R1 и R2 дополнительно защищают от накопления статического заряда, который может привести к повреждению ИС при отключенном питании. Резисторы на 22 МОм трудно достать, поэтому пару резисторов на 10 МОм можно соединить последовательно.Схема триггера может постоянно оставаться включенной, так как миллиметр показывает, что в выключенном положении реле ток абсолютно не потребляется. При снятии реле RLA1 коллектор TR 1 превращается в выход TTL с большим разветвлением. Заземлите входы G3 и G4 на случай, если они не будут использоваться. Сенсорные панели могут располагаться на расстоянии многих футов от ИС только в том случае, если для соединительных проводов используется экранированное окончание.

    Блокировочное реле: что это такое? (Схема цепи и принцип ее работы)

    Что такое блокирующее реле?

    Блокировочное реле (также известное как бистабильное, стопорное, импульсное реле или просто «фиксатор») определяется как двухпозиционный электромеханический переключатель.Это переключатель с электрическим приводом, используемый для поддержания своего положения без подачи питания на катушку.

    Реле с фиксацией используется для управления большим потоком тока с меньшим током. Катушка фиксирующего реле потребляет энергию только тогда, когда реле включено. И его контакт остается в положении после отпускания переключателя. Подробнее о том, как это работает, см. на схеме замыкающего реле ниже.

    Реле с фиксацией похоже на двухпозиционный тумблер.В тумблере, когда спусковой крючок физически переводится в одно положение, он остается в том же положении до тех пор, пока спусковой крючок не будет переведен в противоположное положение.

    Аналогичным образом, после электрической установки в одно положение фиксирующее реле останется в этом положении до тех пор, пока не вернется в противоположное положение.

    Реле с фиксацией также известно как импульсное реле, бистабильное реле или реле блокировки.

    Что такое импульсное реле?

    Импульсное реле представляет собой реле с блокировкой и часто называется бистабильным реле.Он используется для изменения состояния контактов с помощью импульса.

    Когда импульсное реле срабатывает, оно определяет положение реле и возбуждает противоположную катушку. И реле сохранит это положение даже при отключении питания.

    При повторном включении питания контакт меняет свое состояние и остается в этом положении. И этот процесс повторяется при включении/выключении питания.

    Реле этого типа лучше всего подходят для таких приложений, как устройства ВКЛ/ВЫКЛ из нескольких мест с кнопочным или мгновенным выключателем.Например, он используется в цепи освещения или конвейере для управления из разных мест.

    Схема цепи фиксирующего реле

    Цепь фиксирующего реле имеет две кнопки. Кнопка-1 (B1) используется для создания цепей, а Кнопка-2 (B2) используется для разрыва цепи.

    Схема цепи фиксирующего реле

    При нажатии кнопки 1 катушка реле включается. И замкнуть контакты А на В и С на D.

    После подачи питания на катушку реле и замыкания контактов А и В, подача остается продолжаться после отпускания кнопки-1.

    Катушка реле должна быть обесточена, чтобы разомкнуть цепь. Итак, чтобы обесточить катушку реле, нам нужно нажать кнопку-2.

    Как работает блокирующее реле?

    Кнопка-1 является НО (нормально разомкнутой), а кнопка-2 является НЗ (нормально закрытой). Поэтому изначально кнопка-1 открыта, а кнопка-2 закрыта.

    Кнопка-1 нажата для включения цепи. После нажатия кнопки-1 ток потечет через (+Ve)-B1-A-B-(-Ve).

    Это активирует катушку реле.Контакты A подключены к B, а C подключены к D.

    Если вы отпустите кнопку B1, катушка реле останется под напряжением, и в цепи будет непрерывно течь ток. Путь тока (+Ve)-B2-B-A-(-Ve).

    Для отключения цепи нам необходимо обесточить катушку реле. Для этого нам нужно отключить текущий путь.

    Кнопка B2 используется для отключения цепи. Кнопка B2 является НЗ. Итак, когда мы нажмем эту кнопку, она изменит свою стадию на открытие.Следовательно, когда мы нажмем кнопку B2, она разорвет путь и обесточит цепь.

    Существует множество конфигураций реле, которые можно сделать с количеством контактов, связанных с реле.

    Как сделать схему реле с фиксацией

    Здесь мы обсудим пошаговую процедуру создания схемы реле с фиксацией.

    Шаг 1 Подключите реле к кнопке и источнику постоянного тока, как показано на рисунке ниже.

    Кнопка обычно является разомкнутым (нормально разомкнутым) переключателем.Поэтому изначально переключатель разомкнут. При нажатии кнопки реле включается. И когда кнопка отпускается, реле выключается.

    Это штатная работа реле с кнопкой. В случае реле с фиксацией реле остается во включенном состоянии после нажатия кнопки.

    Шаг 2 Таким образом, для работы реле с фиксацией общая точка реле должна быть подключена к источнику с помощью кнопки, как показано на рисунке ниже.

    В этом состоянии, когда мы нажимаем кнопку, реле включается.После отпускания кнопки контакт реле остается в том же положении.

    Здесь, когда мы отпускаем кнопку, питание A1 от кнопки отключается. Но питание постоянно доступно напрямую от линии постоянного тока.

    Следовательно, в этом состоянии, когда мы нажали кнопку, питание постоянно включено. И он никогда не будет OFF.

    Шаг 3 Поэтому мы подключаем дополнительную кнопку, нормально замкнутую (НЗ), с линией постоянного тока и реле, как показано на рисунке ниже.

    Эта кнопка используется для отключения питания. Таким образом, когда мы нажимаем эту кнопку, реле отключается от линии постоянного тока.

    Следовательно, чтобы включить питание, мы используем кнопку-1, а чтобы выключить питание, мы используем кнопку-2.

    1-канальный релейный модуль 5 В с триггером высокого/низкого уровня – Konnected Inc.

    Используйте Konnected для включения и выключения устройств с помощью релейного модуля.

    • — Компактный релейный модуль с винтовыми клеммами для коммутируемых устройств
    • — Нормально разомкнутые (НО) и нормально замкнутые (НЗ) контакты
    • — Настраиваемый триггер высокого или низкого уровня с перемычкой — может использоваться на всех 6 выходах
    • — Красный светодиодный индикатор при срабатывании реле
    • — питание 5 В напрямую от базы Konnected NodeMCU

    Реле — это переключатель, которым можно управлять с помощью электрического сигнала.В данном случае это способ размыкания или замыкания цепи с помощью сигнала от микроконтроллера Konnected. Реле изолирует цепь устройства, которым вы хотите управлять, от управляющего устройства.

    Если вы хотите использовать Konnected для управления механизмом открывания гаражных ворот, спринклерной системой или включать/выключать что-то, что имеет отдельный источник напряжения, вы используете релейный модуль.

    Реле имеет две стороны: 

    1. Сторона питания/срабатывания реле. В случае с Konnected мы подключаем реле постоянного тока 5 В через дополнительную плату Konnected и используем другой провод для ее включения/выключения.Без этой стороны вы не смогли бы управлять реле.
    2. Переключаемая (НО/НЗ) сторона реле. С другой стороны реле вы пропускаете ток, который можно включать/выключать. Вы можете настроить реле как нормально разомкнутое, что означает, что цепь не замкнута и ток не течет, пока вы его не переключите. Или вы можете настроить его как нормально замкнутый, что означает, что цепь замкнута и ток течет до тех пор, пока вы ее не переключите.

    Подключение стороны питания/триггера

    • 5 В подключено к реле VCC
    • GND подключен к GND реле
    • Zone или Out Connected (в зависимости от того, какую зону вы используете для срабатывания реле) переходит на IN

    Проводка со стороны переключателя

    • У вас всегда будет провод в COM (центральный разъем)

    Переключателем вверх: 

    • НЕТ будет справа от центра (обозначено НЕТ или пунктирной линией)
    • NC будет слева от центра (отмечено NC или сплошной линией)

     

    Важные примечания для подключений и реле

    • На платах Konnected есть только 5 контактов/зон, которые могут поддерживать триггерные реле высокого и низкого уровня.
      • Платы для самостоятельной сборки: D1, D2, D5, D6 и D7 на DIY
      • Производственные поля: Зоны 1-5 на производственных полях.
      • Pin RX и Out могут поддерживать ТОЛЬКО триггеры высокого уровня.
    • На них написано максимальное напряжение, которое может проходить через переключаемую (НО/НЗ) сторону реле. Пожалуйста, соблюдайте осторожность.

    Триггеры высокого и низкого уровня

    Какая разница?

    • Низкий уровень  срабатывает, позволяет току проходить по линии электропередачи, когда управляющий сигнал ниже определенного напряжения.
    • Срабатывание высокого уровня позволяет току проходить через линию электропередачи, когда управляющий сигнал превышает определенное напряжение.

     

    Переключатель мгновенного действия

    Это когда переключатель либо включается, либо выключается на очень короткий промежуток времени — думайте об этом как о быстром нажатии и отпускании кнопки. Например, для гаражных ворот вам просто нужно на короткое время замкнуть цепь, чтобы привести в действие двигатель гаражных ворот.

    Схемы Страница 9

    Триггер установки/сброса

    Это пример триггера установки/сброса с использованием дискретных компонентов. При подаче питания только один из транзисторов будет проводить ток. другой оставаться выключенным.Проводящий транзистор можно выключить заземление его базы с помощью кнопки, что приводит к тому, что коллектор напряжение поднимается и открывает противоположный транзистор.

    Меню

    Бистабильный триггер

    Вот два примера бистабильных триггеров, которые можно переключать. между состояниями с помощью одной кнопки. Когда кнопка нажата, конденсатор, подключенный к базе проводящего транзистора, будет зарядить до чуть более высокого напряжения.Когда кнопка отпущена, тот же конденсатор будет разряжаться до предыдущего напряжения, вызывая транзистор для выключения. Нарастающее напряжение на коллекторе транзистор, который закрывается, заставляет противоположный транзистор поворачиваться и схема остается в стабильном состоянии до следующего раза кнопка нажимается и отпускается. Обратите внимание, что в схеме светодиода база ток от проводящего транзистора течет через светодиод, который должен быть выключен, в результате чего он светится тускло.Базовый ток около 1 мА и добавление резистора 1K параллельно светодиоду уменьшит напряжение примерно до 1 вольта, что должно быть достаточно низким чтобы светодиод полностью погас.

    Меню

    Сильноточный MOSFET тумблер с кнопкой с отскоком.

    Эта схема была адаптирована из «Кнопки тумблера с ослабленным дребезгом». Джон Лундгрен. Полезен там, где необходимо включить нагрузку из одного места и выключается из другого.Любое количество мгновенных (Н/О) переключатели или кнопки могут быть подключены параллельно.

    Комбинация (10К, 10мкФ и диод) в левой части схемы гарантирует, что цепь включается при отключенной нагрузке и NPN проводка транзистора. Эти компоненты могут быть опущены, если начальное включение состояние не вопрос.

    Когда переключатель замкнут, напряжение конденсатора 1 мкФ подключается к переходу резисторы на 220 Ом и 33 кОм вызывают изменение состояния схемы.Когда переключатель открыт, крышка заряжается или разряжается до новый уровень через резистор 1M, и схема готова к переключению снова примерно через 1 секунду. Требуется некоторое время, чтобы крышка переместилась в новый уровень, либо +V, либо земля.

    Конденсатор (0,1 мкФ) на базе транзистора был добавлен для подавления шум, который может вызвать ложное срабатывание, если переключатели расположены далеко от цепи. Схема была протестирована с использованием 12 вольт, Автомобильная лампа мощностью 25 Вт и IRFZ44.Вероятно, можно использовать и другие МОП-транзисторы.

    Меню

    Схема переключения реле с использованием таймера 555

    Эта схема таймера 555 ниже переключает реле при нажатии кнопки. Контакты 2 и 6, входы порога и триггера, удерживаются на уровне 1/2. напряжение питания двумя резисторами 10K. Когда выход высокий, конденсатор заряжается через резистор 100К и разряжается, когда выход низкий. При нажатии кнопки напряжение на конденсаторе подается на контакты 2 и 6, что приводит к изменению выходного сигнала на противоположное состояние.При отпускании кнопки конденсатор заряжается или разрядиться до нового уровня на выходе (вывод 3). Части не критичны, резисторы могут быть несколько больше или меньше, но 2 резисторы на выводах 2 и 6 должны быть одинакового номинала, а резистор соединенных с шапкой должно быть в 10 и более раз больше.

    Преимуществом этой схемы является большой диапазон гистерезиса при вход, который позволяет избежать ложных срабатываний, и только несколько частей нужно для строительства.Одним из недостатков является то, что реле может быть включается при первом включении питания. Чтобы решить эту проблему, вы можете привяжите линию сброса (контакт 4) к другой комбинации резистор/конденсатор с конденсатором на землю и резистором в точке +V. Этот приведет к тому, что контакт 4 будет удерживаться вблизи земли в течение короткого периода времени, что сбросит выход при подаче питания.

    Резистор 100 Ом и конденсатор 100 мкФ служат для фильтрации шума. на линии питания, если схема используется в автомобильном приложении.Они могут быть не нужны. Схема может хорошо работать и без этих частей.

    Меню

    Схема переключения реле с использованием таймера 556

    Эта схема переключения работает с использованием пары таймеров 555, подключенных как инверторы. Контакты 2 и 6 являются пороговыми и триггерными входами для первый таймер и контакт 5 является выходом. Выход на контакте 5 будет всегда будет обратным входу на контактах 2 и 6. Аналогичным образом, выход на выводе 9 второго таймера всегда будет обратным вход на контакты 8 и 12.Резистор 100К подключает выход одного инвертора на вход другого, поэтому состояние одного будет противоположным другому.

    При работе конденсатор емкостью 1 мкФ будет заряжаться до любого напряжения. присутствует на выходе на выводе 5. При нажатии кнопки напряжение на конденсаторе будет подано на вход другой таймер, который изменит состояние обоих таймеров и включить или выключить реле.

    Чтобы проследить это более подробно, предположим, что выход на контакте 5 составляет +12 вольт. а второй выход на контакте 9 — ноль вольт.Крышка 1 мкФ будет заряжаться до 12 вольт. При нажатии кнопки колпачок подайте +12 на входы на контактах 2 и 6, что приведет к выходу на выводе 9 перейти в ноль, выключив реле. Когда кнопка отпустить, колпачок разрядится до нуля, так как напряжение на выводе 5 теперь ноль. При повторном нажатии кнопки конденсатор подайте ноль на контакты 2 и 6, что приведет к переключению выхода на контакте 9 положительный и включить реле, и цикл повторяется.

    Преимуществом этой схемы является большой диапазон гистерезиса на входы. Кнопку можно держать закрытой неопределенное время без нарушение состояния выходов, так как входное напряжение будет 1/2 питания из-за одинаковых резисторов 100K. Точки переключения составляют 1/3 и 2/3 питания, так что напряжение 50% не влияет. Схема также будет переключаться очень быстро и не требует устранения дребезга переключателей. Один недостаток в том, что он может включаться при включенном или выключенном реле.Чтобы решить эту проблему, вы можете использовать резистор последовательно. с одной из линий сброса (4 или 10) и добавить конденсатор от линии сброса к земле.

    Резистор 100 Ом и конденсатор 100 мкФ служат для фильтрации шума. на линии питания, если схема используется в автомобильном приложении. Они могут быть не нужны. Схема может хорошо работать без те части.

    Меню

    Цепь переключения реле с одним транзистором

    Для приведенной ниже схемы требуется двухполюсное двухпозиционное реле. в сочетании с одним транзистором, позволяющим переключать реле с мгновенным нажатием кнопки.Используется один набор контактов реле для управления нагрузкой, а другой используется для обеспечения обратной связи держите реле включенным или выключенным. Несколько кнопок могут быть подключены параллельно, чтобы можно было переключать реле с разных места.

    В деактивированном состоянии контакты реле расположены так, что Конденсатор емкостью 1000 мкФ заряжается примерно до 2,7 вольт. Когда переключатель закрыт, напряжение конденсатора подается на транзистор база через резистор 560, заставляющий транзистор включаться и активировать реле.В активированном состоянии контакты реле расположены так, что резистор 3,3K и резистор 560 Ом обеспечивают непрерывный ток на базу транзистора, поддерживающий активированный штат. В активированном состоянии конденсатор может разряд в ноль через резистор 1к. Когда переключатель снова закроется, конденсатор заставит базу транзистора двигаться к земле, отключая реле.

    Схема имеет три явных преимущества, она требует всего несколько деталей, всегда приходит с деактивированным реле и не требует никакого переключателя разоблачение.Однако, поскольку конденсатор начнет заряжаться, как только кнопка нажата, кнопка не может оставаться нажатой слишком долго, чтобы избежать повторное включение реле. Эту проблему можно свести к минимуму с помощью дополнительного резистор, подключенный от базы транзистора к земле так, чтобы база напряжение близко к 0,7 вольта при нажатой кнопке и транзисторе смещен в линейной области. При нажатой кнопке катушка реле напряжение должно быть где-то между входным и выходным напряжениями, поэтому что реле будет поддерживать последнее переключенное состояние.Это сработало примерно 820 Ом для схемы, которую я построил, используя катушку реле 12 В, 120 Ом. и транзистор 2N3053. Изменения температуры повлияют на ситуацию но операция все еще значительно улучшена. я нагрел транзистор феном и обнаружил, что реле снова включается с Кнопка удерживается нажатой примерно 1 секунду, но это не так уж много. проблема при нормальной работе.

    Меню

    Схема переключения одиночного реле MOSFET

    Эта схема аналогична приведенной выше, но использует канал N. МОП-транзисторы, такие как IRF530, 540, 640 и т. д.вместо NPN-транзистора. Можно было бы использовать МОП-транзисторы меньшего размера, но я не знаю номеров деталей. Я тестировал схему с IRF640, IRFZ44, IRFZ34 и REP50N06.

    Схема имеет те же три преимущества, требует всего несколько деталей, всегда приходит с деактивированным реле и не требует никакого переключателя разоблачение.

    В рабочем состоянии, когда реле отключено, конденсатор 100 мкФ заряжается до 6 вольт. При нажатии кнопки конденсатор подаст 6 вольт на затвор MOSFET, включив его.конденсатор напряжение (и напряжение затвора) упадет с 6 до 3 вольт примерно за 200 мс, что должно быть достаточно для срабатывания контактов реле. Для очень медленных реле может потребоваться конденсатор большей емкости.

    При срабатывании реле на контакты подается напряжение 12 вольт. Резистор 3,3К, выдающий 6 вольт на затворе, который будет держать реле включено на неопределенный срок. Теперь конденсатор разрядится до нуля. так как контакт реле +12 больше не подключен к резистору 15К.

    При повторном нажатии кнопки конденсатор включится. ноль вольт на ворота, отключающие реле. Не должно быть проблем с удерживанием кнопки, вызывающей реле для повторного включения, так как напряжение затвора будет только около 1,8 вольт, когда кнопка удерживается нажатой, а мосфет требуется около 3,5 вольт или более, чтобы начать проводить. Но ты нужно ждать около 1 секунды или дольше между нажатиями кнопок, поэтому конденсатор успевает зарядиться или разрядиться.Показаны две кнопки, но у вас может быть еще несколько параллельно для управления реле из нескольких разных мест.

    Меню

    CMOS Переключатель Flip Flop с помощью кнопки


    В приведенной ниже схеме используется двойной D-триггер CMOS (CD4013) для переключения реле или другая нагрузка с кнопкой мгновенного действия. Несколько кнопок могут быть подключены параллельно для управления реле из нескольких мест.

    Высокий уровень от кнопки подключается к заданной линии через маленький (0.1 мкФ) конденсатор. Высокий уровень с выхода Q инвертируется верхний транзистор и подает низкий уровень сброса на линию сброса для около 400 мс, после чего линия сброса возвращается в высокое состояние и сбрасывает флип-флоп. Нижняя секция флип-флопа настроена на переключение работы и изменения состояния по переднему фронту тактовой линии или по одновременно с тем, как верхний триггер переходит в заданное состояние. Переключатель дребезг из-за малой длительности установленного сигнала относительно длительное время до сброса цепи.Выходы Q или Qbar будет подавать только около 2 мА тока, поэтому буферный транзистор или силовой МОП-транзистор необходим для управления катушкой реле, лампой или другой нагрузкой. А 2Н3904 или почти любой маломощный NPN-транзистор можно использовать для сопротивления катушки реле. 250 Ом и более. Транзистор 2N3053 или средней мощности (500 мА) должен быть используется для катушек с сопротивлением ниже 250 Ом. Резистор 47 Ом и 10 мкФ конденсатор служит для развязки схемы от источника питания и фильтрации любые кратковременные шумовые сигналы, которые могут присутствовать.Сеть RC (.1/47K) на линии SET (контакт 8) служит для сброса при включении питания, чтобы гарантировать, что реле обесточивается при первом включении питания цепи. Идея сброса была предложена Терри Пиннелл, который использовал схему для управления светом из нескольких места.

    Меню

    CMOS Toggle Flip Flop с помощью лазерной указки


    Схема ниже аналогична схеме выше, но может использоваться с лазерной указкой для переключения реле, а не кнопки.ИК-фототранзистор Q1 (Radio Shack 276-145A) или аналогичный подключен на заданный вход (вывод 6). Фототранзистор должен быть экранирован от прямого света, чтобы напряжение на заданном входе (вывод 6) было меньше 1 вольт в условиях окружающей среды и достигает более 10 вольт при освещается лазерной указкой или другим источником света. Время сброса составляет около полсекунды с использованием конденсатора 4,7 мкФ, который предотвращает переключение более одного раза в течение полусекундного интервала.Резистор 10к и диод обеспечивают более быстрый путь разряда для конденсатора 4,7 мкФ, поэтому схема можно переключить менее чем за 1 секунду. Резистор 3К последовательно с фототранзистор, возможно, потребуется отрегулировать для лучшей производительности. Реле показано представляет собой полупроводниковую разновидность, предназначенную для использования с источниками света или другими резистивными нагрузками при менее 3 ампер. Механическое реле также можно использовать, как показано на схеме. над.

    Меню

    Моностабильный триггер

    Моностабильный триггер, иногда называемый «один выстрел», используется для производить одиночный импульс каждый раз, когда он срабатывает.Его можно использовать для устранения дребезга механического переключателя, чтобы только один поднимался и один спадающий фронт возникает при каждом замыкании переключателя или для создания задержки для приложений синхронизации. В дискретной схеме левый транзистор нормально проводит, пока правая сторона выключена. Нажатие переключателя заземляет базу проводящего транзистора вызывая его выключение, что приводит к повышению напряжения коллектора. По мере увеличения напряжения коллектора конденсатор начинает заряжаться через базу противоположного транзистора, заставляя его переключаться и выдать на выходе низкое состояние.Состояние низкого выхода сохраняется левый транзистор закрыт до тех пор, пока ток конденсатора не упадет ниже необходимо для насыщения выходного каскада. Когда выходная сторона начинает выключаться, рост напряжения приводит к тому, что левый транзистор вернуться в свое проводящее состояние, которое снижает напряжение в его коллектор и вызывает разрядку конденсатора через 10K резистор (эмиттер к базе). Затем схема остается в стабильном состоянии. состояние до следующего ввода. В схеме с одним кадром справа используются два логических инвертора, которые соединены времязадающим конденсатором.Когда переключатель замкнут или вход становится отрицательным, конденсатор будет заряжаться через резистор формирование начального высокого уровня на входе второго инвертора который создает состояние низкого вывода. Состояние низкого выхода подключено обратно на вход через диод, который поддерживает низкий уровень входа после переключатель открыт до тех пор, пока напряжение не упадет ниже 1/2 Vcc на контакте 3 в это время выход и вход возвращаются в высокое состояние. конденсатор затем разряжается через резистор (R), и цепь остается в стабильном состоянии. состояние до тех пор, пока не поступит следующий ввод.Резистор 10К последовательно с вход инвертора (вывод 3) уменьшает разрядный ток через вход защитные диоды. Этот резистор может не понадобиться с меньшим конденсатором ценности.

    Примечание. Эти схемы не перезапускаются, и продолжительность выходного сигнала будет короче, чем обычно, если цепь срабатывает до времязадающие конденсаторы разрядились, что требует примерно такого же количества времени в качестве вывода. Для повторно запускаемых цепей таймер 555, можно использовать схемы 74123 (TTL) или 74HC123 (CMOS).

    Меню

    555 Таймер Моно стабильная (однократная) схема

    Две схемы ниже иллюстрируют использование таймера 555 для закрытия реле на заданное время путем кратковременного нажатия Н/О кнопка. Схема слева может использоваться в течение длительного времени. периоды времени, когда кнопку можно нажать и отпустить до окончание временного периода. На более короткие периоды конденсатор может использоваться для изоляции выключателя, чтобы только начальное замыкание выключателя виден входом таймера, и переключатель может оставаться замкнутым в течение неограниченный срок без влияния на вывод.

    В состоянии ожидания выход на контакте 3 будет на землю и реле деактивировано. Триггерный вход (вывод 2) удерживается высоким резистором 100K, и оба конденсатора разряжены. Когда кнопка закрыта, крышка 0,1 мкФ будет заряжаться через кнопка и резистор 100K, который заставляет напряжение на контакте 2 перемещаться низким на несколько миллисекунд. Падающее напряжение на выводе 2 запускает 555 и запускает временной цикл. Выход на контакте 3 сразу перемещается вплоть до напряжения питания (около 10.4 вольта для питания 12 вольт) и остается на этом уровне до тех пор, пока не зарядится времязадающий конденсатор 22 мкФ. примерно до 2/3 напряжения питания (около 1 секунды, как показано). Большинство 12-вольтовых реле будут работать при напряжении 10,4 В, в противном случае напряжение питания можно поднять до 13,5 или около того, чтобы компенсировать это. Выход 555 будет поставлять до 200мА тока, поэтому реле можно было бы заменить лампочкой, дверной звонок или другая нагрузка, требующая менее 200 мА. Когда кнопка выпущено, 0.Конденсатор емкостью 1 мкФ разряжается через резисторы 100К и 2К. Диод на резисторе 100K предотвращает повышение напряжения на контакте 2. выше напряжения питания, когда крышка разряжается. Резистор 2к последовательно с крышкой 22 мкФ ограничивает ток разряда от контакта 7 таймера. Этот резистор может не понадобиться, но это хорошая идея для ограничения тока. при разрядке конденсаторов через контакты переключателя или транзисторы.

    Меню

    Генерация импульса с задержкой с помощью таймера 555

    Схема ниже иллюстрирует генерацию одного положительного импульса, который задерживается относительно времени входа триггера.Схема похожа на тот, что выше, но использует две ступени, так что как ширина импульса, так и задержку можно контролировать. Когда кнопка нажата, выход первая ступень будет двигаться вверх и оставаться вблизи напряжения питания до тех пор, пока истекло время задержки, которое в данном случае составляет около 1 секунды. вторая ступень 555 не будет реагировать на повышение напряжения, т.к. отрицательное падающее напряжение на контакте 2, и поэтому выход второй ступени остается низким, и реле остается обесточенным.В конце задержки время выход первой ступени возвращается к низкому уровню, а падение напряжение заставляет вторую ступень начинать свой выходной цикл, что также около 1 секунды, как показано. Эта же схема может быть построена с использованием двойного 555, который является 556, однако номера контактов будут другими.

    Меню

    Режекторный фильтр RC (Twin T)

    Двойной Т-образный режекторный фильтр можно использовать для блокировки нежелательной частоты или если разместить вокруг операционного усилителя в качестве полосового фильтра.Частота режекции происходит, когда емкостное сопротивление равно сопротивлению (Xc=R) и если значения близки, затухание может быть очень высоким и частота режекции практически исключена. Вносимые потери фильтра будет зависеть от нагрузки, которая подключена к выходу, поэтому резисторы должна иметь гораздо меньшую стоимость, чем нагрузка для минимальных потерь. На аудио частоты, фильтр может функционировать как схема усиления низких и высоких частот. путем ослабления средних частот.Использование резисторов 1,5K и 0,1 мкФ конденсаторы, полоса остановки на уровне -10 дБ составляет от 500 Гц до 2 кГц. Глубина и ширину отклика можно несколько отрегулировать с помощью значения 0,5R и добавив некоторое сопротивление к значениям C. Если используется цепь вокруг операционного усилителя в качестве полосового фильтра, отклик может потребоваться демпфируется, чтобы избежать колебаний.

    Меню

    NE555 ОДНОКНОПОЧНОЕ РЕЛЕ ТРИГГЕР — Общий проект

    Модуль ATMEGA328P со встроенным LoRa и CAN-BUSВВЕДЕНИЕ В своем стремлении усовершенствовать свою систему телеметрии LoRa к настоящему времени я прошел через довольно много прототипов.Этот пост будет посвящен следующему дизайну узла. В связи с тем, что площадь, на которой я буду развертывать систему, довольно большая, но с примерно квадратными граничными линиями ограждения, я решил попробовать уменьшить количество узлов LoRa Radio, необходимых для покрытия всей области. Это открыло возможность использовать CAN-BUS для подключения узлов, работающих только с датчиками, к радиоузлу, чтобы они сообщали о состоянии при возникновении исключений, а также по запросам от радиоузла. Таким образом, устройство будет функционировать как шлюз LoRa-to-CAN-BUS с некоторой локальной автоматизацией для управления передачей данных на мастер-станцию.Эта концепция также может быть адаптирована для использования в других областях, таких как домашняя автоматизация или промышленная установка. В основе устройства я остановился на универсальном ATMEGA328P, который, если исключить текущую нехватку чипов и текущие высокие цены, является очень недорогим чипом с множеством хорошо протестированных библиотек и относительно низкой кривой обучения, в значительной степени из-за его очень широкого использования в экосистеме Arduino. Компонент LoRa обрабатывается модулем RA-02 или даже RA-01H от AI-Tinker (не спонсируется).Это устройство, как мы видели в предыдущих прототипах, требует использования преобразователей логических уровней из-за того, что оно принимает только логические уровни 3,3 В. Хотя я мог бы избавиться от них, если бы запитал ATMEGA328P от 3,3 В, это вызвало бы две проблемы, одна из которых по-прежнему будет заставлять использовать преобразователи уровней… Я решил запустить ATMEGA328P на частоте 16 МГц, что в основном заставляет мне использовать 5v для питания чипа. Вторая причина не так очевидна, если вы внимательно не прочитаете несколько таблиц данных… Компонент CAN-Bus обрабатывается автономным контроллером SPI-to-CAN MCP2515, а также приемопередатчиком CAN-шины TJA1050. устройство только на 5В. Таким образом, теоретически я мог бы использовать преобразователи логических уровней только между MCP2515 и TJA1050, в то время как остальная часть схемы работает на 3,3 В … Учитывая, что я бы предпочел использовать ATMEGA328P на частоте 16 МГц, а также тот факт, что мой LoRa Radio Схема модуля со схемой преобразователя логического уровня работает очень хорошо, я решил не менять ее и оставить шину CAN на 5 В на всем протяжении, так как мне все равно придется использовать регулятор 5 В на печатной плате только для эта цель.Соединения ввода-вывода для модулей LoRa и CAN BUS Оба встроенных компонента ( Lora и CAN ) являются устройствами SPI. Это означает, что они имеют общие линии SCK, MISO и MOSI (обеспечиваемые на ATMEGA328P выводами D13, D12 и D11 соответственно. Затем индивидуальное устройство SPI дополнительно выбирается для работы с помощью вывода CE, по одному уникальному выводу на устройство). который устанавливается микроконтроллером на низкий уровень, чтобы указать устройству, что оно должно обратить внимание на данные, передаваемые по шине SPI … И LoRa, и CAN также используют другие контакты, LoRa нуждается в контакте сброса, подключенном к D9 , вывод CS/CE на D10, а также вывод аппаратного прерывания, подключенный к D2.(Обратите внимание, что это для использования с библиотекой LoRa от Sandeep Mistry. Для библиотеки Radiolib потребуется дополнительный контакт, обычно подключенный к DIO1 на модуле LoRa. Устройство не предоставляет доступ к этим контактам в его текущем макете, поэтому вы можете использовать только это с библиотекой Sandeep Mistry, по крайней мере на данный момент …) Модуль CAN использует вывод CE / CS на D4 с выводом IRQ на D6, который, хотя и не является выводом аппаратного прерывания, имеет функциональность PCINT. Контакты D10, D9 и D2 не размыкаются для доступа пользователя.хотя я решил дать доступ к D4 и D6, а также к шине SPI, D11, D12, D13, чтобы разрешить взаимодействие с логическими анализаторами или добавить к шине другие устройства SPI… Это подводит нас к очень интересному моменту. … Действительно ли два устройства SPI хорошо работают вместе? и что я имею в виду под «хорошо играть вместе»? Чтобы ответить на этот вопрос, мы вынуждены сначала взглянуть на немного теории, а также понять фундаментальные различия между SPI и I2C… Разница между SPI и I2CБольшинство из нас будет хорошо знакомо с I2C, так как это очень распространенный протокол, используемый для подключения датчиков к микроконтроллеру.Он состоит всего из двух линий ввода-вывода, SDA для данных и SCL для часов. Каждое устройство на шине имеет собственный встроенный адрес, как и в случае расширителя ввода-вывода PCF8574, этот адрес можно выбрать между 0x20h и 0x27h. Все устройства совместно используют эти общие линии данных и будут реагировать только тогда, когда специально адресуется главным контроллером… Если вы случайно не поместите два устройства с одинаковым адресом на одну и ту же шину (если это вообще сработает), таким образом, чтобы неправильное устройство ответило на любой запрос данных…SPI, с другой стороны, работает по совершенно другому принципу, что делает его в несколько раз быстрее, чем I2c, при этом данные одновременно отправляются и принимаются активным устройством… SPI также известен как четырехпроводной протокол. Каждое устройство имеет как минимум 4 линии данных, а именно SCK (часы), MOSI (для данных, передаваемых ОТ ведущего устройства НА ведомое устройство), MISO (для данных, передаваемых НА ведущее устройство ОТ ведомого устройства) и CE или CS (чип). выберите ) pin.SCK, MISO и MOSI являются ОБЩИМИ для всех устройств, что означает, что они являются общими для всех из них.CE/CS — это уникальный контакт для КАЖДОГО устройства, а это означает, что если у вас есть четыре устройства SPI на шине, вам нужно будет иметь четыре отдельных контакта CE/CS! Устройство будет или, скорее, должно реагировать только на данные на SPI- BUS, ЕСЛИ мастер переводит соответствующий вывод CE/CS в НИЗКИЙ уровень. Теперь вам должно очень быстро стать ясно, что это может превратиться в очень, очень сложный беспорядок, очень быстро. Возьмем очень хороший пример. модуль дисплея SPI ST7789 имеет дешевую версию, обычно продается на Ali-express, а также в других интернет-магазинах.Этот конкретный модуль, я полагаю, чтобы упростить его использование, имеет вывод CE / CS, который по умолчанию внутренне опущен на землю … Так что насчет этого, спросите вы? Что в этом плохого, ведь это экономит вам пин-код ввода-вывода? На самом деле это очень неправильно, факт, который вы очень быстро обнаружите, если когда-либо пытались использовать один из этих дисплеев на шине SPI вместе с другими устройствами SPI… Ничего не будет работать, или будет работать только дисплей (если вы повезло) Но почему? Вытягивание CE/CS LOW сигнализирует микросхеме, что она должна реагировать на инструкции на общих линиях SCK, MISO и MOSI.если штифт находится внутри НИЗКОГО уровня, это заставляет этот чип всегда реагировать, даже когда он не должен. Таким образом, загрязняя всю SPI-BUS мусором … Ответ на вопрос После этого очень многословного объяснения, которое все еще является чрезвычайно простым, пришло время вернуться к нашему первоначальному вопросу: Sx127x ( RA-02 ) Модуль и MCP2515 Могут ли контроллер хорошо работать на одной шине? Ответ не однозначен, так как он сводится к тому, какие библиотеки вы используете… Помните, что библиотека должна сбрасывать вывод CE/CS устройства, с которым она хочет взаимодействовать.Некоторые библиотеки ошибочно полагают, что используются только они, и игнорируют тот простой факт, что они должны освобождать вывод CE/CS ПОСЛЕ КАЖДОЙ транзакции, чтобы освободить шину для других устройств, которые также могут ее использовать… Однако я могу сказать, что библиотека LoRa от Sandeep Mistry, а также библиотека mcp_can действительно хорошо сочетаются друг с другом. Эти две библиотеки не удерживают отдельные выводы CE/CS в НИЗКОМ состоянии и позволяют совместно использовать шину spi. Это не относится к описанному выше модулю ST7789, где аппаратное обеспечение фактически все время вытягивает штифт… Взглянем поближе на печатную плату Давайте поближе познакомимся с печатной платой. Модуль Ra-02 (LoRa) занимает большую часть левой стороны печатной платы, а ATMEGA328P — справа. RA-02 окружен преобразователями уровня с использованием N-канального мосфета BSS138 и резисторов 10 кОм (от Q1 до Q6, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R8, R9, R10, R11, R12, R13). ) C1 и C2 — байпасные конденсаторы для модуля Ra-02. В левом нижнем углу у нас есть кнопка аппаратного сброса, для сброса ATMEGA328P, рядом с ней желтая перемычка (h2).Эта перемычка управляет балластным резистором 120 Ом (R17) для шины CAN. Удаление перемычки удалит балласт. Непосредственно под ним находится разъем CAN, помеченный как U5, где CH обозначается как CAN-H, а CL — как порты CAN-L. U3 и U4 вместе с R18, R19, X2, C16, C17 составляют компоненты CAN на печатной плате. Развязка обеспечивается C6, C7, C8, а также C9 и C12 (также включает развязку ATMEGA328P). Заголовок программирования ICSP предоставляется выше U1 (ATMEGA328P) для использования с USPASP, AVRASP или Arduino в качестве интернет-провайдера и т.п.На плате не предусмотрен преобразователь USB в последовательный порт, возможна последовательная загрузка, загружаемая с помощью загрузчика Arduino для Arduino NANO (чтобы использовать все аналоговые входы). Контакты RxD, TxD и DTR выведены на противоположные стороны печатной платы, а также доступ к контактам 3,3 В, 5 В и GND. Предусмотрена розетка постоянного тока. он может принимать до 12 В постоянного тока, хотя я бы рекомендовал не превышать 7,2 В, чтобы не слишком нагружать регуляторы LDO на задней панели печатной платы (LDO1 и LDO2). на картинке выше я подключил преобразователь USB-to-Serial, а также CAN-BUS к устройству.Принципиальная схема Подробные принципиальные схемы представлены ниже: Лист 1 (вверху) относится к ATMEGA328p и поддерживающей его схеме, а также к источнику питания через регуляторы LDO. Лист 2 (внизу) относится к преобразователям логического уровня, RA-02. (Sx1278) Модуль LoRa, контроллер CAN-BUS и схема приемопередатчика. Программное и микропрограммное обеспечение Чтобы протестировать этот модуль, я использовал библиотеку mcp_can от Cory J Fowler для части CAN-Bus, а также Arduino-LoRa от Sandeep MistryКомбинированный пример, использующий LoRa и CAN одновременно, будет выпущен вместе со следующей частью проекта, а именно модулем CAN-Relay.

    Проект 166

    Проект 166
    Продукция Elliott Sound Проект 166 

    © 2016, Rod Elliott (ESP)
    Обновлено в августе 2021 г.


    Вершина
    Введение

    Нажимные и нажимные выключатели распространены во многих продуктах.В некоторых случаях действие чисто механическое, со специальным механизмом попеременной фиксации, который удерживает переключатель в положении «включено» и снова отпускает при следующем нажатии кнопки. Эти переключатели раньше были довольно распространены, но были доступны только с ограниченным набором стилей кнопок. Сейчас они менее распространены, и вполне вероятно, что вы не сможете найти стиль или форму, подходящую для вашего макета панели.

    Выключатели мгновенного действия встречаются гораздо чаще и бывают самых разных стилей.Некоторым для работы требуется лишь легкое прикосновение, но, конечно же, они не фиксируются. Это делает их непригодными для включения вашего оборудования. Вы можете использовать два переключателя, один для включения, а другой для выключения, но обычно это неудобно и занимает больше места на передней панели.

    Электронное переключение имеет один недостаток, а именно потребность в постоянном источнике питания. В некотором оборудовании это может быть проблемой, и, конечно же, непрерывная подача означает, что некоторый ток потребляется от сети все время.Если источник питания спроектирован правильно, ток в режиме ожидания будет очень низким, а рассеиваемая мощность может легко составить менее 1 Вт при использовании подходящего источника питания.

    Этот проект понравится людям, которые хотят создать усилитель или предусилитель с «современным» ощущением, используя одну кнопку для включения и выключения. Как показано здесь, необходим механический переключатель, поэтому имейте в виду, что это не «сенсорный» переключатель. Однако большинство людей это не будет беспокоить, поскольку настоящие сенсорные переключатели, похоже, потеряли популярность.


    Цепь переключения

    Схема схемы включения показана ниже. Он использует один таймер 555 и несколько пассивных компонентов. Сеть обычно переключается с помощью реле, либо электромеханического, либо «твердотельного», и управляется с выхода схемы переключения. См. ниже дополнительную информацию об управлении реле. C3 не требуется, если цепь находится близко к источнику питания (менее 50 мм или около того). В противном случае C3 необходим для обеспечения отсутствия «сбоев» питания при изменении состояния выхода.Он должен быть расположен как можно ближе к IC.


    Рис. 1. Схема переключения Push-on, Push-off

    На рис. 1 показана схема системы коммутации. При нажатии кнопки (Sw1) выходной сигнал таймера 555 будет чередоваться между высоким (12 В) и низким (0 В). Светодиод используется для индикации состояния переключателя и действует как индикатор включения питания. C2 намного больше, чем обычно используется в схемах таймера 555, и используется для принудительного переключения таймера 555 на «низкое» выходное напряжение при первом включении питания.Это значение по умолчанию, и оно подходит в большинстве случаев. Если вы предпочитаете, чтобы 555 выдавал 12 В при первом включении питания, подключите C2 между контактом «Crtl» (контакт 5) и положительным источником питания. Положительный вывод C2 должен подключаться к +12 В, если он подключен таким образом.

    R2 и R3 устанавливают напряжение на контактах «порог» и «триггер» 555 на 1/2 напряжения питания — обычно 6 В. Когда выход выключен (0 В), напряжение на C1 будет близко к нулю, так как оно разряжается через R1. Когда Sw1 замыкается (на мгновение), напряжение на пороговом и триггерном контактах на мгновение падает до нуля, что приводит к изменению состояния внутреннего триггера таймера 555.На выходе появляется высокий уровень (12 В), включается внешнее реле (или что-то еще, чем он управляет), и теперь C1 заряжается, достигая почти 12 В за пару секунд.

    При следующем нажатии Sw1 входы порога и триггера принудительно устанавливаются на значение, близкое к +12 В, что приводит к повторному изменению состояния триггера. Выход теперь падает до нуля, и внешнее реле выключается. Из-за довольно большой постоянной времени резисторов R1 и C1 дребезг контактов переключателя не повлияет на работу схемы, и не произойдет ложного или случайного переключения.Если R1 или C1 имеют слишком низкое значение, любой дребезг контактов в Sw1 может легко оставить выход в неправильном состоянии, несколько раз переходя в высокий и низкий уровень за короткий период. Использование постоянной времени 1 секунда полностью устраняет эту проблему.

    Некоторые примеры коммутации сети см. в Проекте 156, в котором описывается ряд схем, разработанных для сетевых выключателей 12 В. Если вы используете реле, которое не потребляет слишком много тока катушки (большинство из них подойдет), вы можете просто использовать выход 555 для прямого управления реле.Имейте в виду, что вы никогда не должны опускать диод на катушке, и вам также нужен диод, включенный последовательно с выходом 555 IC. Это связано с тем, что 555 имеет активный выходной каскад, но внутренняя схема ИС может «защелкнуться», если на выходной контакт подается даже небольшое отрицательное напряжение. См. статью «Таймер 555» для получения дополнительной информации о микросхеме, ее использовании и ограничениях.

    Гораздо лучше использовать транзистор для переключения реле. Это гарантирует, что выход 555 не будет чрезмерно загружен, так как нагрузка вызовет падение напряжения на выходе, что может сделать схему ненадежной.За несколько центов и добавление одного резистора и транзистора вы можете быть уверены, что 555 работает с наименьшими возможными внешними помехами и не будет вести себя нежелательно.

    Если вы считаете, что вам нужно будет управлять переключателем быстрее, чем один раз в секунду (очень маловероятно, как я ожидаю), вы можете уменьшить значение C1. Менее 1 мкФ не рекомендуется.


    Вторая версия [ 2 ] несколько сложнее, но имеет то преимущество, что к выключателю и светодиоду требуется только один провод, а также заземление, которое обычно является шасси.Это уменьшает количество проводов, так как в первой версии требуется два провода для выключателя, а также еще один провод и земля для светодиода. Всего до четырех проводов, подключение которых может доставлять неудобства. Естественно, любому упрощению проводки соответствует более сложная электроника.


    Рис. 2. Альтернативная схема переключения Push-on, Push-off

    Эта схема использует некоторые хитрости для работы, но она работает хорошо. Q1 обычно включен, а кнопка выключает его при нажатии. Это переводит контакт «SET» U1A в высокий уровень (U1.6), который отменяет «RST» (сброс), который применяется постоянно, подключая его к положительному источнику питания. Это переводит контакты «Q» и «QN» в высокий уровень, а выход «Q» используется для переключения состояния U1B. Если на выходе «Q» (U1.13) высокий уровень, он принудительно устанавливается на низкий уровень (или наоборот). Когда на выходе высокий уровень, Q2 питает реле и светодиод (через D2 и R6). R6 включен для предотвращения короткого замыкания питания кнопкой, когда Q2 включен.

    Q1 снова включается, как только кнопка будет отпущена, готовая к следующему нажатию кнопки.«Мошенничество» использует U1A нетрадиционным способом, по сути, как триггер Шмитта. Обратите внимание, что состояние реле и светодиода меняется, когда кнопка отпускается , что может немного сбивать с толку.

    Считаете ли вы, что дополнительная сложность стоит усилий, чтобы сэкономить немного проводов, решать вам. Эта схема более «элегантна», но с точки зрения удобства использования она мало чем отличается от схемы на Рисунке 1, и они будут работать одинаково хорошо. Потребляемая мощность незначительна для обоих в выключенном состоянии и в основном определяется током катушки реле во включенном состоянии.


    Дискретная версия компонента

    Существует также отдельная опция [ 3 ] . Хотя она займет на Veroboard почти столько же места, сколько и схема на Рисунке 1, некоторые конструкторы могут предпочесть ее. Для передней панели требуется как минимум три провода — два для кнопки и один для светодиода. Это предполагает, что общий (земля) доступен, но если он отделен от основного (шасси) заземления, вам потребуется четыре провода.


    Рис. 3. Схема переключения дискретных компонентов

    При подаче питания переключатель выключен, и C1 заряжается от источника питания +12 В.Нажатие кнопки включает Q2, замыкание реле на землю и включение Q1. Затем C1 разряжается до (близкого) нуля вольт через R2. При следующем нажатии кнопки затвор Q2 соединяется с уже разряженным C1, поворачивая Q2, который выключает реле, а также выключает Q1. Затем C1 заряжается до напряжения питания, готовясь к следующему нажатию кнопки.

    Постоянная времени C1 и R2 такова, что переключатель «устраняет дребезг», предотвращая ложное переключение (кнопочные переключатели всегда имеют некоторый дребезг контактов, который может вызвать неустойчивое переключение, если не принять никаких мер предосторожности).Номера типов для Q1 и Q2 не имеют решающего значения, и почти все, что у вас есть под рукой, будет работать. Предпочтение отдается типам со слабым сигналом. ZD1 защищает затвор Q2 от любых паразитных переходных напряжений, которые могут привести к отказу (я рекомендую использовать стабилитрон с любым MOSFET , который не имеет внутреннего стабилитрона для защиты затвора). R6 является необязательным и позволяет проверить работу без подключения RL1.


    Переключение сети

    Если у вас нет опыта работы с электропроводкой, не пытайтесь подключать следующие схемы.В некоторых странах может быть незаконным работать с оборудованием, работающим от сети, если вы не имеете соответствующей квалификации. Имейте в виду, что если кто-то погибнет или будет ранен в результате неправильной работы, которую вы могли выполнить, вы можете быть привлечены к юридической ответственности, поэтому убедитесь, что вы понимаете следующее …

    ВНИМАНИЕ! Следующее описание относится к схемам, некоторые из которых не изолированы от сети. Требуется крайняя осторожность, чтобы убедиться, что окончательная установка будет безопасной при всех предвидимых обстоятельствах (какими бы маловероятными они ни казались).Сетевые и низковольтные секции должны быть полностью изолированы друг от друга, соблюдая необходимые пути утечки и воздушные зазоры. Все электрические цепи работают при полном потенциале сети и должны быть изолированы. соответственно. Не работайте с источником питания, когда подается питание, так как это может привести к смерти или серьезной травме.

    На приведенном ниже рисунке показан простой пример сетевого выключателя, включая проводку с цветовой маркировкой IEC. Это обеспечивает изоляцию между источником питания 12 В и сетью, поэтому все, что подключено к источнику питания 12 В, можно безопасно использовать.Источником питания для схемы может быть небольшой трансформатор, выпрямитель и фильтр, или вы можете использовать внутренности изолированного блока штепсельных вилок (также известного как «настенная бородавка»). Есть много возможностей (в том числе показанная ниже), и вы можете взглянуть на статью ESP «Маленькие, слаботочные источники питания», чтобы увидеть некоторые другие примеры. Питание не нужно регулировать, но оно должно быть достаточно свободным от пульсаций, которые опять же могут вызвать ненадежную работу.


    Рис. 4. Типовая схема включения сети

    Если переключатель имеет изоляцию в соответствии со стандартами сети, вы можете использовать бестрансформаторный источник питания, но я никогда не рекомендую их, потому что они смертельно опасны.Трансформаторный или импульсный источник питания безопасен в большинстве возможных условий, а перебои между сетью и низковольтными цепями случаются очень редко. При условии, что оборудование подключено к защитному (защитному) заземлению, даже в случае серьезной неисправности пользователи все равно будут защищены, поскольку сработает предохранительный выключатель домашней сети или перегорит предохранитель.


    Блок питания

    Ниже показан подходящий блок питания. В нем нет ничего особенного, в нем используется небольшой трансформатор на 9 В, четыре диода и конденсатор.Это практически идентично источнику питания, показанному для нескольких других небольших проектов ESP, и обеспечивает выходное напряжение достаточно близкое к 12 В постоянного тока. При нагрузке типичным реле на 12 В (имеющим сопротивление катушки около 270 Ом) напряжение пульсаций будет около 50 мВ (среднеквадратичное значение). Вы можете использовать небольшую микросхему или модуль мостового выпрямителя, но я ожидаю, что у большинства любителей уже есть запас диодов 1N4004.


    Рис. 5. Цепь питания

    В этом нет ничего необычного, но если вы используете трансформатор от проверенного поставщика, он будет безопасным и, как правило, прослужит в течение всего срока службы оборудования.Предохранитель не является обязательным, но рекомендуется, и, если возможно, выберите трансформатор со встроенным тепловым предохранителем. Внешний предохранитель, как правило, будет постоянно подключен (и изолирован), поскольку, если он выходит из строя, это, вероятно, означает, что ваш трансформатор умер. Вы также можете использовать импульсный источник питания (например, внутренности штепсельного блока / настенной розетки), который будет иметь регулируемый выход, но почти наверняка не будет работать так долго, как показанная простая линейная версия.

    Перед пайкой убедитесь в том, что для всей электропроводки используется сетевой кабель, что соединения механически закреплены и изолированы от случайного прикосновения.Если вы не уверены в своей способности выполнить электропроводку безопасно и в соответствии со стандартами, требуемыми в вашей стране, попросите кого-нибудь сделать это за вас. Обратите внимание на красное предупреждение выше — это чрезвычайно важно !


    Рис. 6. Вариант альтернативного источника питания

    Некоторые люди могут предпочесть использовать небольшой импульсный источник питания, такой как показанный выше. Они довольно маленькие, 83 × 34 × 24 мм (Д × Ш × В), поэтому, вероятно, займут меньше места, чем небольшой трансформатор, выпрямитель и крышка фильтра.Существует множество альтернатив, которые также обеспечивают надлежащую безопасную изоляцию и включают фильтрацию входной сети. Это безопасная и практичная альтернатива традиционному подходу. Например, вы можете использовать печатную плату, взятую из имеющегося в продаже настенного блока питания (известного также как plug-pack, wall-wart и т. д.), который обычно имеет сертификаты безопасности для стран, в которых он продается. Большинство настенных светильников также соответствуют минимальным стандартам энергопотребления (MEPS), если они применимы к месту вашего проживания.

    Если вы используете импульсный источник питания любого типа, в идеале он должен находиться внутри заземленного металлического корпуса, чтобы свести к минимуму электрические помехи и защитить его от случайного контакта.Убедитесь, что блок питания надежно закреплен с соответствующей изоляцией, рассчитанной на сетевое напряжение, чтобы предотвратить короткое замыкание на корпус. Если в SMPS отсутствуют компоненты подавления электромагнитных помех (например, в большинстве сверхминиатюрных версий, которые вы можете приобрести), рекомендуется добавить их, иначе электрические помехи могут вызвать помехи для другого оборудования.

    Имейте в виду, что доступны другие, гораздо меньшие SMPS, но они не могут использоваться в качестве изолированного источника питания. Самые маленькие из тех, что я встречал, имеют размеры 30 × 20 × 17 мм, но они не рекомендуются! В них отсутствует сетевой фильтр электромагнитных помех, и в целях безопасности как вход сети, так и выход постоянного тока должны рассматриваться как имеющие потенциал сети.Расстояние между дорожками печатной платы недостаточно для обеспечения защитного барьера, как того требует законодательство большинства стран. Это означает, что для подключения к выключателю, плате таймера 555 и реле будет использоваться сетевой кабель, и они должны быть должным образом изолированы для предотвращения контакта. Коммутационная плата ( и светодиод ) также будет считаться находящейся под напряжением сети и должна быть закрыта/изолирована в соответствии со стандартами сети.


    Заключение

    Использование нажимного переключателя добавляет небольшой вау-фактор, и это хорошая функция, если вы хотите сделать свое снаряжение немного необычным.Конечно, вы платите за это дополнительными деталями и необходимостью постоянного источника питания (и сопутствующими потерями), но в целом это добавляет что-то немного необычное в самодельный проект. Если вы выберете переключатель с «приятным» ощущением, я ожидаю, что вы будете очень довольны результатом.

    Схемы очень просты, а ток в режиме ожидания соответствует току, потребляемому микросхемами — максимум несколько миллиампер плюс небольшой ток покоя трансформатора (или SMPS, если вы используете эту альтернативу). Переключение полностью защищено от ложных срабатываний из-за дребезга контактов переключателя, и все цепи обеспечивают «блокировку» около 0.2–1 секунда перед повторным нажатием кнопки ничего не изменит. Это можно увеличить, используя конденсатор большего размера для C1, но в нынешнем виде показанные схемы практически идеальны.

    Выход версии с таймером 555 также можно использовать в качестве триггерного сигнала 12 В для другого имеющегося у вас оборудования, что повышает функциональность схемы. Многие усилители для сабвуферов имеют триггер 12 В, как и многие усилители мощности. Если вы создадите свою собственную печатную плату схемы плавного пуска Project 39, предусмотрена возможность использования триггера 12 В, и это может быть включено в ваш проект.


    Каталожные номера
    1. Вдохновением для создания этой схемы послужило несколько подобных схем в сети, но я добавил дополнительную информацию и удостоверился, что схема работает, как описано в симуляторе и «реальной жизни» на испытательном стенде.
    2. Фиксация Схема включения-выключения с однопроводным управлением — Electro-Tech Online
    3. Выключатель питания с фиксацией использует кнопку мгновенного действия — EDN


    Основной индекс Указатель проектов
    Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2016. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения автора.

    Журнал изменений: Страница создана и защищена авторскими правами © — Род Эллиотт, апрель 2016 г. / Обновлено в июле 2021 г. — изменены рисунки 1 и 3. / Август 2021 г. — добавлен рисунок 3 (дискретный).


    Работа, типы, схемы и их применение

    Реле представляет собой электрический переключатель, который включает в себя набор входных и рабочих клемм, используемых для одного или нескольких управляющих сигналов. Переключатель может включать в себя ряд контактов во многих контактных формах, таких как размыкающие контакты, замыкающие контакты и т. д.Реле применяются там, где необходимо управлять одной цепью или несколькими цепями с помощью отдельного сигнала малой мощности. Существуют различные типы реле, доступные в зависимости от требований рынка, такие как твердотельные реле, герконовые реле, реле с блокировкой , автомобильные реле, реле задержки, дифференциальные реле, реле времени и т. д. Итак, в этой статье обсуждается введение в реле с фиксацией, которое включает в себя работу, типы и области применения.


    Что такое блокирующее реле?

    Реле с фиксацией — это один из видов контрольного устройства, которое сохраняет свое состояние после срабатывания.Вот почему они известны как реле удержания, реле удержания или импульсные реле. Это реле применимо там, где необходимо ограничить энергопотребление и рассеиваемую мощность. Управление этим реле может осуществляться вручную, дистанционно, импульсами или с помощью различных управляющих входов. Эти реле также называются импульсными реле или бистабильными реле. Обозначение фиксирующего реле показано ниже.

    Блокировочное реле Символ

    Как работает блокирующее реле?

    Блокировочное реле срабатывает, размыкая или замыкая свой контакт каждый раз, когда на клеммы его катушки подается сигнал сетевого напряжения.Генерация сигнала может быть выполнена нажатием одной из кнопок, которые подключены параллельно. Эти реле очень помогают управлять цепью освещения зоны из разных мест.

    При использовании этих реле вместо контакторов в цепях освещения катушка не требует питания, поэтому для каждого реле можно сэкономить 2 Вт мощности. Для каждого реле экономия универсальной энергии за каждый год превышает 5 кВтч. Эти реле позволяют управлять освещением с помощью различных кнопок.Понимание схемы через параллельные ключи чрезвычайно просто. Таким образом, это особенно используется в более сложных установках освещения.

    Как сбросить фиксирующее реле?

    Установка и возврат блокирующего реле возможны при подаче положительного напряжения. При подаче положительного напряжения через кнопку реле сработает. Точно так же, как только обратное напряжение подается с помощью кнопки, реле сбрасывается.

    Реле с блокировкой Типы

    Реле с фиксацией

    доступны в трех типах: с магнитной фиксацией, последовательностью импульсов и механической фиксацией.

    Реле с магнитной фиксацией

    Реле с магнитной фиксацией представляет собой автоматический переключатель, поэтому оно может автоматически включать и выключать цепь, как и другие электромагнитные реле.

    В этом реле состояние NO (нормально разомкнутое) или NC (нормально замкнутое) полностью зависит от действия постоянного магнита. Состояние переключения этого реле может быть активировано через определенную ширину импульсного электрического сигнала.

    Это реле можно разделить на однофазное и трехфазное.Основываясь на важной информации о рынке, максимальный ток переключения контактов этого реле может достигать 150 А; напряжение катушки управления можно разделить на 9 В постоянного тока, 12 В постоянного тока и т. д.

    Магнитное реле с фиксацией

    Характеристики магнитного реле с фиксацией: механический срок службы составляет 10 000 000, электрический срок службы составляет 10 000 раз, а падение контактного напряжения ниже 100 мВ. Характеристики: небольшой размер, стабильная работа, энергосбережение, большая грузоподъемность и хорошая производительность по сравнению с обычным электромагнитным реле.

    Эти реле применимы в централизованных системах считывания показаний счетчиков и счетчиках предоплаты с картой IC. В настоящее время эти реле широко используются в устройствах компенсации реактивной мощности. В данном устройстве данное магнитное реле используется в сочетании с тиристором для коммутации цепей с большим током, а также используется в устройствах автоматического управления и различных бытовых приборах.

    Реле последовательности импульсов
    Реле с импульсной фиксацией

    также известны как бистабильные реле, которые изменяют состояние контакта, используя каждый входной сигнал напряжения.Эти реле очень известны благодаря своей ударопрочности и высокой вибрации.
    Когда на это реле подается питание, оно определяет состояние реле и активирует противоположную катушку. В этом реле контакты будут переключаться и сохранять это положение при отключении источника питания.

    Импульсная последовательность Тип

    При повторном подаче питания контакты магнитного реле перейдут в противоположное состояние и будут оставаться в этом положении до тех пор, пока цикл включения или отключения питания не повторится.Эти реле применимы для переключения одного устройства из одного или разных мест с помощью выключателя мгновенного действия или кнопки для конвейера или цепи освещения.

    Механическое реле блокировки

    Эти реле используют механизмы блокировки для удержания контактов в конечном месте, пока они не получат информацию для изменения. Таким образом, это обычно происходит за счет усиления вторичной катушки. После этого удерживающие контакты останутся в этом месте до тех пор, пока противоположная катушка не получит энергию.

    Механическое реле с фиксацией

    Поскольку механическое реле с фиксацией не зависит от магнита, сила блокировки не ухудшится со временем или не выйдет из строя при термоциклировании. Таким образом, контакты в реле будут оставаться запертыми в указанном месте, пока противоположная катушка не будет усилена. Лучшим примером этого является упаковочное оборудование.

    Блокировочная схема реле и работа

    Схема реле блокировки показана ниже. Проектирование этой схемы может быть выполнено с помощью одного кнопочного переключателя, батареи 12 В, двух реле, таких как RL1 и RL2, диодов 1N4007, таких как D1 и D2, и нагрузки, подобной лампочке.После подачи питания на цепь выходная нагрузка будет отключена. Когда переключатель SW1 нажимается на 1 секунду, включается нагрузка, используемая в этой схемоподобной лампочке. Опять же, если мы нажмем тот же переключатель на 1 секунду, то нагрузка будет выключена.

    Цепь блокирующего реле с одной кнопкой

    Сначала, если кнопочный переключатель не включен и питание включено по всей цепи, то сначала подается ток через общий контакт реле RL1, а затем ток подается на второй катушка реле RL2 по всей ней.Таким образом, в этом случае срабатывает только второе реле, такое как RL2, а реле RL1 не срабатывает.

    После того, как кнопочный переключатель SW1 нажат в течение секунды, положительное питание проходит через контакты COM и NO реле RL2-RL1, пересекая диод D1. Теперь реле RL1 срабатывает, а реле RL2 деактивируется, потому что поток тока RL1 отключен. Таким образом, ток подается на нагрузку, и после этого нагрузка будет активирована.

    Теперь реле RL2 станет ВЫКЛ., следовательно, контакты NO и COM реле RL2 будут соединены.Опять же, если мы нажмем кнопку, то произойдет короткое замыкание на этих выводах, затем напряжение на катушке RL1 станет равным 0, поэтому RL1 будет деактивирован.

    Таким образом, после деактивации реле RL1 контакты COM и NC соединяются, затем ток течет по катушке RL2, после чего RL2 активируется. Таким образом, в этом состоянии выходная нагрузка снова отключена.

    Разница между реле с фиксацией и реле без фиксации

    Различие между реле с фиксацией и реле без фиксации заключается в следующем.

    Реле без фиксации

    Блокировочное реле

    Реле без фиксации

    Реле с фиксацией останется в последнем положении, когда на него в последний раз подавалось питание. Реле без фиксации возвращается в исходное положение.
    Это реле также известно как реле поддерживающего импульса, бистабильное реле блокировки. Также известно как типичное механическое реле.
    По сравнению с реле без фиксации это реле потребляет меньше энергии. Это реле потребляет больше энергии.
    Эти реле имеют бесшумное переключение в бытовых применениях. Эти реле издают шум при работе.
    В отличие от реле без фиксации, эти реле не предназначены для использования в качестве высокочувствительных реле. Раз блокировочное реле тревожное, то оно не обладает очень высокой чувствительностью. Реле без фиксации имеют более высокую чувствительность по сравнению с реле с фиксацией.
    Реле с фиксацией включают ручки индикации, которые используются для ручного управления положением реле. Это реле не должно указывать на функцию ручки.
    Срок службы блокировочного реле истек. Увеличен срок службы реле без фиксации.
    Эти реле дороже. Реле без фиксации стоят дешевле, чем реле с фиксацией.
    Эти реле очень эффективны, поэтому они не имеют широкого диапазона областей применения. используются везде в электронике и автоматизации.

    Преимущества

    К преимуществам блокирующего реле относятся следующие.

    • Требует возбуждения импульса и может работать через одинарную или двойную катушку
    • Небольшой размер, поэтому легко подключается к печатной плате.
    • Грузоподъемность сильная
    • Потребляемая мощность меньше.
    • Надежный, безопасный, долгий срок службы.
    • Безопасность и надежность
    • Эти реле просто экономят поперечные выключатели, поэтому управление освещением можно осуществлять с помощью кнопок вместо комбинации трехпозиционных и поперечных переключателей.
    • Эти реле экономят проводники.
    • Обеспечивают повышенный комфорт управления всеми нагрузками при выходе из дома.
    • Эти реле просто управляют большим количеством ламп по сравнению с контакторами с аналогичным номинальным током.
    • Время подключения устройств с помощью этого реле меньше.
    • Экономит энергию.

    Недостатки

    К недостаткам фиксирующего реле относятся следующие.

    Реле с фиксацией требуют два управляющих сигнала для включения и выключения нагрузки.

    • Для работы электромагнитных реле необходим ряд трансформаторов с высокой нагрузкой по сравнению со статическими реле.
    • В них используется больше материалов, чем в электромагнитных реле.
    • В реле отсутствует функция направления.
    • Требуется периодическое техническое обслуживание и проверка.

    Приложения

    Применения реле с фиксацией включают следующее.

    • Эти реле просто позволяют потребителю управлять цепью, просто подавая один импульс на цепь управления реле.
    • Они используются в широком спектре промышленных приложений для различных целей, таких как следующие.
    • Используется в промышленных системах сортировки и подсчета.
    • Используется в источниках питания.
    • Используется в системах отопления, вентиляции и кондиционирования, антиконденсационных и холодильных системах.
    • Он используется в уборочном оборудовании в таких отраслях, как автоматические автомойки.
    • Коммерческие кофемашины.
    • Автоматизированные устройства для приготовления пищи.

    Итак, это обзор реле с блокировкой и его работы с приложениями.Вот вам вопрос, в чем особенности реле?

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.