Электронные выключатели и переключатели, реле времени (к561тм2, cd4060)

Содержание

Для схемы «ТРЕХФАЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ В ОДНОФАЗНОЙ СЕТИ»
Схема силовой части сенсорного выключателя света 220В
Принципиальная схема
Детали
Реле времени на 8 часов

Для схемы «ТРЕХФАЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ В ОДНОФАЗНОЙ СЕТИ»

Бытовая электроникаТРЕХФАЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ В ОДНОФАЗНОЙ СЕТИВ.БАШКАТОВ, 338046, Украина, Донецкая обл., г. Горловка-46, ул.Кирова, 14 «А» -42 Иногда в домашних условиях возникает необходимость подключения трехфазного электродвигателя переменного тока в однофазную сеть. Возникла такая необходимость и у меня при подключении промышленной швейной машины. На швейной фабрике такие машины работают в цехе, имеющем трехфазную сеть, и проблем не возникает. Первое, что пришлось сделать — это изменить схему подключения обмоток электродвигателя со «звезды» на «треугольник», соблюдая полярность соединения обмоток (начало — конец) (рис.1). Это переключение позволяет включать электродвигатель в однофазную сеть 220 В. Мощность электродвигателя швейной машины по табличке — 0,4 кВт. Приобрести рабочие, а тем более пусковые металлобумажные конденсаторы типа МБГО, МБГП, МБГЧ емкостью соответственно 50 и 100 мкф на рабочее напряжение 450…600 В оказалось задачей непосильной из-за их высокой стоимости на «блошином
рынке». схема зарядного устройства на кт805 Использование вместо металлобу-мажных полярных (электролитических) конденсаторов и мощных выпрямительных диодов Д242, Д246. положительного результата не дало. Электродвигатель упорно не запускался, по-видимому, из-за конечного сопротивления диодов в прямом направлении. Поэтому в голову пришла абсурдная с первого взгляда мысль запуска электродвигателя с помощью кратковременного подключения обычного электролитического конденсатора в сеть переменного тока (рис.2). После запуска (разгона) электродвигателя электролитический конденсатор отключается, и электродвигатель работает в двухфазном режиме, теряя при этом до 50% своей мощности. Но если загодя предусмотреть припас по мощности, или заведомо понятно, что такой припас существует (как в моем случае), то с этим недостатком можно смириться. Между прочим, и при работе электродвигателя с рабочим фазосдвигающим конденсатором электродвигатель также теряет до 50% своей мощности. …
Смотреть описание схемы …

Схема силовой части сенсорного выключателя света 220В

Схема этого варианта силовой части выключателя представлена на рис. 3. Подробное описание фазового регулятора К1182ПМ1 имеется в и . Конечно, он может и напрямую управлять лампой (допустимый ток — 1,2 А), но если она слишком мощная, микросхема может сгореть (пусковой ток лампы накаливания в несколько раз больше рабочего). Поэтому для повышения надёжности в рассматриваемый вариант силовой части выключателя добавлен симистор VS1. Он может быть любым, главное, чтобы открывающий ток управления им не превышал 1,2 А.

Чем больше этот ток, тем меньше должно быть сопротивление резистора R4, вплоть до полного его исключения. Здесь можно использовать и симистор КУ208Г, причём его подборка по току открывания не обязательна, но потребуется уменьшить сопротивление резистора R4 до 470 Ом. Более подробно о выборе симистора можно прочитать в . Несколько слов о резисторе R5.

Для мощных симисторов, в том числе и КУ208Г, он не нужен. А вот при применении импортных симисторов с малым током открывания (например, серии ВТ134) обойтись без него не удастся — симистор будет открываться и при отсутствии разрешающего сигнала. Вероятно, у микросхемы К118ПМ1 ток утечки в закрытом состоянии сопоставим с током открывания этих симисторов.

Чтобы определить нужное сопротивление резистора R5, необходимо вместо него временно установить переменный резистор сопротивлением 1 кОм. Затем соединить выводы 6 и 3 микросхемы К118ПМ1 и уменьшать сопротивление переменного резистора, пока лампа EL1 не погаснет. После этого измерить введённое сопротивление переменного резистора и заменить его постоянным резистором ближайшего (в меньшую сторону) номинала.

После подборки резистора R5 необходимо убедиться, что в “разомкнутом” состоянии выключателя симистор полностью закрыт, а напряжение на лампе EL1 отсутствует. Дело в том, что при слишком большом сопротивлении резистора R2 на лампу EL1 может поступать напряжение, даже когда транзистор VT1 полностью открыт. Если это напряжение меньше, чем необходимо для свечения лампы, вы даже не будете знать, что в выключенном состоянии ваша настольная лампа потребляет ток, возможно, и не маленький. Для устранения этого дефекта сопротивление резистора R2 необходимо уменьшать.

Нелишне будет измерить напряжение на лампе и при “замкнутом” выключателе. Оно должно быть меньше напряжения в сети не более чем на 2…3 В. Если оно меньше на пять и более вольт, значит, конденсатор С1 имеет большой ток утечки, и его необходимо заменить. Для существенного увеличения срока службы лампы накаливания нужно выполнить два условия. Во-первых, ее включение должно продолжаться не менее 2…3 с. Это время устанавливают подборкой ёмкости конденсатора С1. Чем она больше, тем медленнее включается лампа.

Во-вторых, питать лампу нужно напряжением 210…215 В, если это допустимо по условиям освещения. Для ограничения максимального напряжения параллельно конденсатору С1 подключите не показанный на схеме резистор. Его сопротивление, в зависимости от экземпляра микросхемы К1182ПМ1, может лежать в пределах 82…510кОм. Подбирают его экспериментально, глядя на показания подключённого параллельно лампе вольтметра, измеряющего истинное действующее значение переменного напряжения. Её яркость, конечно, немного снизится, но срок службы увеличится значительно.

Если вместо этого постоянного резистора применить переменный, получим сенсорный выключатель с регулировкой яркости. Выключатель с тринистором или симистором может стать источником помех, поэтому необходимо включить последовательно с ним помехоподавляющий дроссель, содержащий пять слоёв обмоточного провода диаметром 0,6…0,7 мм, намотанных виток к витку на ферритовом стержне диаметром 8…10 мм и длиной 25…30 мм. Все предложенные варианты сенсорных и силовых частей выключателей взаимозаменяемы и стыкуются между собой.

Необходимый вариант может быть выбран в зависимости от наличия деталей и мощности нагрузки, а также по принципу управления выключателем

Поскольку устройство имеет гальваническую связь с сетью, во время налаживания следует соблюдать осторожность, все изменения производить только после его отключения от сети. Желательно во время налаживания устройства питать его через развязывающий трансформатор

Это обезопасит и от ударов электрическим током, и от повреждения деталей при случайных замыканиях на заземлённые предметы.

Принципиальная схема

Логика работы сигнализации задается D-триггером 01.1. Здесь используется то свойство D-триггера, что, при подаче отрицательного импульса на его вход С происходит его установка в состояние, заданное логическим уровнем на входе D. То есть, если на D будет единица, то при срабатывании любого датчика цепь С1-R2 создаст импульс на входе С триггера и он установится в состояние «Г.

Единица с его прямого выхода откроет ключ на VT1 и VT2 и через него подаст питание на сирену. Но, если на входе Э логический ноль, то сигналы датчиков будут только устанавливать (или подтверждать установку) триггера в 0 и питание сирены включаться не будет.

Рис. 1. Принципиальная схема охраной сигнализации на микросхеме К561ТМ2.

Именно это и используется для постановки на охрану и снятия с охраны, — изменение логического уровня на входе D D1.1. А управляет этим изменением уровня второй триггер — D1.2.

В зависимости от положения перемычек Р1 и Р2 триггер D1.2 работает либо как RS-триггер (положение показанное на схеме сплошными линиями), либо как D-триггер (перемычки в положении, показанном прерывистыми линиями). В показанном на схеме положении перемычек триггер D1.2 работав RS-триггером. Он переключается при помощи двух герконов SG1 и SG2.

Замыкание первого из них приводит к выключению сигнализации, а замыкание второго — к включению. Включенное состояние индицируется свечением светодиода HL1.

Продолжительность звучания сирены ограничивается цепью C3-R7. После того как триггер D1.1 установится в единичное положение, начинается зарядка конденсатора С3 через резистор R7 и как только напряжение на С3 достигает порогового уровня единицы для КМОП-логики триггер принудительно перекидывается в нулевое положение. При указанных на схеме номиналах С3 и R7 продолжительность звучания сирены составляет около 20 секунд.

Диод VD5 служит для ускорения разрядки С1. Диод VD7 — защита от неверного подключения к питанию. Диоды VD1-VD4 не пускают на схему напряжение больше напряжения питания микросхемы D1 и развязывают относительно друг друга датчики исключая их взаимное влияние. Стабилитрон VD6 защищает микросхему от превышения напряжения питания (от выбросов напряжения в сети автомобиля). Диод VD8 служит для защиты VT2 от возможной индуктивной составляющей нагрузки (если параллельно сирене включить какое-то реле или если посредством реле включается более мощное сигнальное устройство).

Детали

Датчики могут быть самыми разными

Важно, что контактные датчики должны замыкаться при срабатывании, а электронный датчик формировать на выхо-де или любое количество отрицательных импульсов. В качестве контактных датчиков в автомобильном варианте могут служить дверные выключатели света в салоне, багажнике, моторном отсеке или аналогичные дополнительные датчики

При охране помещения в проемы дверей можно так же установить автомобильные выключатели. Наиболее удобны, в этом смысле, выключатели света для моторного отсека автомобиля ВАЗ-2108-21099.

Рис. 2. Печатная плата сигнализации.

Для управления включением-выключением служат малогабаритные герконы КЭМ-4, управляемые при помощи постоянного магнита, вмонтированного в брелок для ключей. Светодиод может быть любым, излучающим видимый свет.

Сирена — стандартная, 6-ти тональная для автосигнализаций.

Литература: Рк2005, 1.

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.