Включение и выключение нагрузки одной кнопкой своими руками
Многие бытовые электроприборы, будь то музыкальные центры, телевизоры, различные светильники, включаются и выключаются путём нажатия одной и той же кнопки. Нажал один раз – прибор включился, нажал ещё раз – выключился. В радиолюбительской практике часто возникает необходимость реализовать этот же принцип. Такие кнопки часто используют при построении самодельных усилителей в изящных корпусах, устройство с этим принципом включения и выключения выглядит уже куда более совершенным, напоминая заводской прибор.Схема устройства
Схема включения и выключения нагрузки одной кнопкой представлена ниже. Она проста как валенок, не содержит дефицитных компонентов и запускается сразу. Итак, схема:
Её ключевое звено – популярная микросхема таймер NE555. Именно она регистрирует нажатие клавиши и устанавливает на выходе либо логическую 1, либо 0. Кнопка S1 – любая кнопка на замыкание без фиксации, т.к. через неё практически не протекает ток, требований к кнопке нет практически никаких. Я взял первую попавшуюся, советскую 60-х годов.
Конденсатор С1 и резистор R3 подавляют дребезг контактов кнопки, С1 лучше всего применить неполярный керамический или плёночный. Светодиод LED1 индицирует о состоянии нагрузки – светодиод горит, нагрузка включена, погашен – выключена. Транзистор Т1 коммутирует обмотку реле, здесь можно применить любой маломощный транзистор структуры NPN, например, BC547, КТ3102, КТ315, BC184, 2N4123. Диод, стоящий параллельно обмотке реле, служит для подавления импульсов самоиндукции, возникающих в обмотке. Можно применять любой маломощный диод, например, КД521, 1N4148. Если нагрузка потребляет небольшой ток, можно подключать её непосредственно к схеме вместо обмотки реле. В таком случае стоит поставить транзистор помощней, например, КТ817, а диод можно исключить.
Материалы
Для сборки схемы понадобится:
- Микросхема NE555 – 1 шт.
- Транзистор BC547 – 1 шт.
- Конденсатор 1 мкФ -1 шт.
- Резистор 10 кОм – 2 шт.
- Резистор 100 кОм – 1 шт.
- Резистор 1 кОм – 2 шт.
- Кнопка без фиксации – 1 шт.
- Диод КД521 – 1 шт.
- Светодиод на 3 в. – 1 шт.
- Реле – 1 шт.
Кроме того, необходим паяльник, флюс, припой и умение собирать электронные схемы. Электронные компоненты стоят почти копейки и продаются в любом магазине радиодеталей.
Сборка устройства
В первую очередь, необходимо изготовить печатную плату. Она выполняется методом ЛУТ, файл к статье прилагается. Отзеркаливать перед печатью не нужно. Метод ЛУТ неоднократно описывался в интернете, научиться ему не так уж и трудно. Несколько фотографий процесса:
Скачать плату:
Если под рукой нет принтера, нарисовать печатную плату можно маркером или лаком, ведь она достаточно небольшая. После сверления отверстий плату нужно залудить, чтобы предотвратить окисление медных дорожек.
После изготовления платы можно приступать к запаиванию в неё деталей. Сначала запаиваются мелкие компоненты – резисторы, диоды. После этого конденсаторы, микросхемы и всё остальное. Провода можно как впаять напрямую в плату, так и соединить их с платой с помощью клеммников. Контакты питания и контакты OUT для подключения реле я вывел через клеммники, а кнопку впаял непосредственно в плату на паре проводков.
Таким образом, эту плату можно встроить в какой-нибудь прибор, будь то усилитель, самодельный светильник, или что-либо иное, требующего включения и выключения одной кнопкой без фиксации. В сети есть множество других подобных схем, построенных на советских микросхемах, транзисторах, однако именно эта схема с использованием микросхемы NE555 зарекомендовала себя как самая простая и одновременно с этим надёжная.
Смотрите видео
Принцип работы наглядно показан на видео.
sdelaysam-svoimirukami.ru
Включить-выключить. Схемы управления питанием | Электроника для всех
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.
Как работает:
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.
easyelectronics.ru
РадиоКот :: Электронная сетевая кнопка
РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Бытовая техника >Электронная сетевая кнопка
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 внутреннегоRS 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 состоянииSet 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, пожалуй, с самого начала – 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 входеTrigger 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 R5 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 наS1 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 таймера устанавливается низкий уровень напряжения, и конденсатор С3 продолжит свой разряд, только уже не на резистор R2, а на выход таймера через резистор R5. Спустя некоторое время заряд конденсатора будет равен напряжению на выходе таймера, 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. 5. 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 по мимо 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 повыситьIQ 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 дляLPT 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 прочиеV-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 дляCOM 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 таймера. 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…
Файлы:
Плата
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
www.radiokot.ru
Включение лампы освещения кнопкой без фиксации
Доброго времени суток уважаемые самоделкины!
Предлагаемое устройство обеспечивает включение лампы светильника с помощью кнопки без фиксации.
Устройство питается от сети переменного тока напряжением 220 В с помощью выпрямительного моста VD4-VD7. В одну диагональ моста включена лампа светильника, а в другую — тиристор VS1. Лампа горит только в том случае, если тиристор открыт. Максимальная мощность лампы определяется допустимым выпрямленным током диодов моста и при использовании диодов 1N4007 составляет 100 Вт
Шаг первый
Нам понадобиться макетная плата ,удобная вещь для сборки и настройки устройств.Паяльник ,провода, припой и куча радиодеталей согласно списку.
Список радиодеталей
Резисторы 9шт R1-330k, R2-1k, R3-10k, R4-470k, R5-100k, R6-20k, R7-10k, R8-100Ом, R9-2,4k
Конденсаторы 5шт C1,C2-0,01мкф, C3-1мкф 25в, С4-100мкф 25в, C5-0,1мкф
Диоды 6шт 1N4007
Стабилитрон VD2 Д814Г
Транзистор VT1 КТ814Б
Тиристор VS1 BT151-650R
Микросхема К561ТМ2
Разъем для подключения питания
Кнопка без фиксации
Шаг второй
Спаиваем все наши радиодетали как показано на схеме
У меня получилось вот так.
Шаг третий
Проверка работоспособности схемы,у меня схема заработала с первого раза!Внимание в схеме присутствует опасное для жизни напряжение 220 В поэтому используйте все меры предосторожности!
Резистор R6 20к желательно использовать мощностью 2Вт так как при работе он нагревается
Тиристор VS1 можно заменить отечественным КУ202Н,КУ202К
Микросхему К561ТМ2 можно заменить на зарубежный аналог CD4013
При работе устройства около двух часов с лампой 60Вт нагрев деталей не значительный радиатор на транзистор и тиристор можно не ставить
Это был опытный образец устройства полностью настроенный и проверенный,в дальнейшем я его уменьшу в 2 раза и буду использовать как проходной выключатель!
Небольшое видео по работе устройства
Надеюсь моя самоделка будет полезна как новичкам так опытным радиолюбителям!
Всем пока!До новых встреч!
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru
Кнопки управления. Виды и устройство. Обозначения и применение
Чтобы на расстоянии управлять разными электрическими приборами и механизмами используют кнопки управления. В основном кнопками управляют устройствами, снабженными электродвигателями. Оператору не требуется лезть на тельфер, чтобы отодвинуть крюк в необходимое место. Ему нужно всего лишь нажать определенную кнопку на пульте, и оборудование начнет двигаться под действием включенного электродвигателя.
Подобным образом управляются многие электроустройства на заводах. Кнопочные посты могут находиться на рабочем месте работника, образуя тем самым своеобразный пульт для выполнения производственных задач, которые связаны с работой оборудования на заводе.
Кнопочные посты осуществляют работу запуска или останова электротехнических устройств, для реверсивного движения приводов в механизмах, для аварийного останова приводов механизмов в неотложных ситуациях и т. д. Это зависит от выполняемой задачи устройством или оборудованием.
Устройство и работа
Кнопочные посты изготавливаются в корпусах разной формы и разным числом кнопок, в зависимости от выполняемых ими функций. Особенностью применения кнопок является то, что они не применяются в схемах с высоким напряжением. Однако кнопочными постами можно управлять оборудованием с высоким напряжением, подключая их в цепи управления на переменном токе до 600 В, и на постоянном токе до 400 В.
Через кнопки управления проходит не рабочий силовой ток, а ток управления. Также работают и кнопочные посты. Силовую цепь замыкает пускатель, который работает от кнопочного поста.
Число кнопок бывает разным, и зависит от числа объектов нагрузки. Кнопочные посты бывают 2-кнопочными и многокнопочными. Самый простой кнопочный пост имеет в своем составе две кнопки: «Пуск» и «Стоп».
Кнопки размещают в корпусе, который располагают в удобном для работы месте. Отдельно стоит отметить кнопочные посты тельферов, сокращенно ПКТ.
Кнопка является основной деталью кнопочного поста. Их конструкции разделяются на 2 типа: с фиксацией и самовозвратные. Кнопки с фиксацией размыкают контакты и возвращаются в исходное положение только при повторном нажатии. Самовозвратный вариант исполнения кнопок действует путем выталкивания кнопки пружиной в первоначальное состояние, то есть, при нажатии одной кнопки, вторая выталкивается автоматически, и наоборот.
Самый распространенный двухкнопочный пост с механизмом фиксации действует в таком порядке. При нажатой кнопке «Стоп» цепь разомкнута, а кнопка «Пуск» находится в свободном состоянии. Если нажать кнопку «Пуск», то цепь замыкается, а кнопка «Стоп» выталкивается пружиной в исходное положение. Такие кнопочные посты функционируют в большом количестве. Они служат для управления действием пускателя, который включает силовую цепь.
Материалы корпусов выбирают исходя из внешних факторов работы и электробезопасности. Таким материалом служит металл или пластик. Кнопки часто монтируют и без корпуса, сразу на прибор.
Виды кнопок
По форме:
- В виде гриба.
- Утапливаемые.
- В виде цилиндра.
По цвету:
- «Стоп» — чаще используются желтый и красный.
- «Пуск» — синий, зеленый, белый, черный.
Обозначения
Сегодня выбор управляющих кнопок и постов для них очень широк. Самыми популярными стали единые кнопочные посты ПКЕ. Их устанавливают на станках в деревообрабатывающей отрасли, металлообработки и т. д. Такие кнопки управления могут подключать цепи с силой тока до 10 ампер при 600 вольт.
Посты кнопок ПКЕ имеют цифровое обозначение, которое расшифровывается следующим образом:
1 – ряд в серии.
2 – метод монтажа.
3 – класс защиты.
4 – материал.
5 – количество контактов.
6 –модернизация.
7 – климатический вариант по категории расположения.
Посты ПКУ –специальное назначение постов для работы в безопасной для взрыва среде, без пыли и газа. Такие посты подобны серии ПКЕ, но имеют свое обозначение:
1 – ряд.
2 – модификация.
3 – ток.
4 – число кнопок в ряду по горизонтали.
5 – количество кнопок по вертикали.
6 – метод установки.
7 – степень защиты.
8 – исполнение по климату.
Серия ПКТ относится к тельферам, кранам. Их свойства подобны прошлым сериям. Они имеют обозначения тремя цифрами:
1 – серия.
2 – число кнопок.
3 –исполнение по климату.
Серия КПВТ относится к пультам управления с защитой от взрыва. Они управляют устройствами в шахтах, на покрасочных работах.
Кнопки управления SDL16
Назначение
Такие кнопки управления служат для подключения электроцепей, запуска, останова электромоторов, или другого оборудования.
Достоинства
- Надежность. Инновационная конструкция позволяет придать корпусу повышенную жесткость, тем самым не допуская люфтов в процессе функционирования.
- Яркость. Цвет кнопок очень яркий. В некоторых исполнениях имеется подсветка со светодиодами.
- Низкая стоимость при высоком качестве. Кнопки управления имеют повышенный срок работы, прочную конструкцию по приемлемой цене.
Достоинства светодиодной подсветки в отличие от неоновой заключаются в яркости, со временем не тускнеют и не имеют реакции на наводки. А также экономичны в работе, долговечны, по сравнению с неоновой подсветкой.
Свойства кнопок SDL16
Похожие темы:
electrosam.ru
Простая сенсорная кнопка
Простейшее сенсорное устройство можно собрать на нескольких доступных деталях. Всего три транзистора, три резистора и один светодиод, вот и всё. Собирать схему можно даже навесным монтажом, всё работать будет.
Транзисторы любые NPN структуры: КТ315, КТ3102 или BC547 или любой другой. Резисторы 0,125-0,25 Ватт. Светодиод любого цвета, но лучше красный, так как падение напряжение падение у него минимальное. Питание 5 вольт, больше меньше можно и меньше тоже.
Все компоненты были компактно соединены между собой на миниатюрной печатной плате, которую можно сделать просто вырезав лишнюю медь резаком оставив таким способом остроугольные многоугольники. Детали, использованные для поверхностного монтажа, транзисторы в sot-26 npn, резисторы 0805, перемычки – кусочки провода, вместо них, если есть берите крупный 2512 резисторы с нулевым (условно) сопротивлением. Сенсорное устройство работает сразу, без настройки.
Объяснение работы схемы
Дотрагиваясь до базы транзистора Q3 вы наводками открываете его, вследствие чего через его КЭ и резистор 1 Мом течет ток, который открывает следующий полупроводник Q2, тот открываясь открывает Q3, который уже управляет светодиодом, открываясь через его КЭ течет ток, от минуса идет к катоду светодиода, а к аноду он уже подключен. Резистор 220 Ом здесь “токоограничительный”, на нём падает лишнее напряжение, что защищает диод от деградирования кристалла и полного выхода из строя LED1
Применение
Ну вот горит светодиод по касанию пальца – и что? А вот то, что вместо этого светодиода ставим реле и теперь мы можем управлять почти любой нагрузкой, в зависимости от характеристик применяемого реле. Ставим мощную лампу накаливания, подключенную к сети, а в разрыв этой цепи контакты реле. Теперь при нажатии, а точнее касании сенсора лампа светит.
Также организовать включение/отключение нагрузки можно с помощью оптопары, если отсутствует реле, тогда также будет гальваническая развязка. Эта прекрасная вещь состоит из светодиода и фототранзистора, когда первый светит, то это открывает транзистор и через его КЭ может течь ток. Включаем нужные выводы оптрона в схему сенсора вместо светодиода LED1, а остальные два в разрыв источника питания и любой нагрузки. Эту деталь можно изъять из зарядок от телефона. Возьмите, к примеру, PC-17L1.
Чуть ниже вы видите дополнение к основной схеме, где показано как нужно подключать оптопару к схеме сенсора, также добавлен один транзистор, это нужно для того чтобы вы могли подключать весомую нагрузку, а не просто светодиоды на 20 mA.
Еще вместо реле и оптопары возможно применение двух npn транзисторов. Я так и сделал, схему вы видите. Работает это так: Q5 всегда должен быть открыт, через резистор 10 кОм, но через КЭ открытого Q4 на базу Q5 поступает “минус” и из-за этого он закрыт. Когда же вы касаетесь сенсора – то минус поступает через открытый Q1 на базу Q4 и закрывает его, теперь уж ничто не мешает Q5 оставаться открытым – нагрузка работает, а в моем случае мощный 1 Ватт светодиод ярко светит.
Так это выглядит в собранном состоянии.
Сенсор не имеет фиксации, дотронулись – светит, отпустили – не светит. Коль желаете сделать фиксацию – просто добавьте в схему триггер, например, на микросхеме КМ555ТМ2 или любой другой (можно даже на таймере 555 реализовать это). С добавление триггерной системы при касании к сенсору нагрузка будет включена до тех пор, пока не произойдет следующее касание или исчезнет питание схемы.
На практике это можно применить для быстрого включения и отключения освещения в комнате. Очень удобно, коснулся небольшого чувствительного участка, и комната освещена, второе касание отключит свет. Небольшое количество энергии будет теряться, но этим можно пренебречь.
Коментарии
Схема работает, но из-за своей простоты далеко не идеально. Если сенсор большой, то схема может срабатывать даже тогда, когда вы еще не дотронулись до него, также если вы рукой расчешете волосы возле датчика светодиод также может загореться. Выход из этой ситуации простой – миниатюрный сенсорный датчик.
Как уже говорилось – открытие Q3 происходит за счет наводок, видеть это можно на видео, светодиод светит не постоянно, а подмигивает с большой частотой, но это хорошо заметно при съёмки.
Яркость работающего диода не велика, если вы дотрагиваетесь только до базы третьего транзистора, но стоит вам коснуться еще и плюса питания, то ваше тело выступит в роле резистора и транзистор Q3 перейдет в насыщение. Но при таком раскладе для некоторых потеряется смысл сенсора.
Эта схема очень проста и предназначена лишь для понимания принципа работы электронных компонентов, применять в серьезных конструкциях не рекомендуется.
Видео
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru
Как подключить к пускателю кнопки управления
Для управления работой двигателя и других мощных потребителей необходим пускатель. Почему он нужен? Во-первых, для того чтобы можно было вывести кнопки управления в любое место, куда захотите. Применение автоматов ограничивает эту зону, так как через автомат нужно проводить силовые провода, а увеличение их длины, и дорого и не всегда удобно.Другое дело пускатель. Силовые линии проходят по наименьшему пути, а управление тремя тонкими проводами (обычно в одном кабеле) идут к месту удобного расположения кнопок.
Во-вторых, помимо кнопок управления вручную, могут быть автоматические устройства (датчик света, температуры и давления) которые сами могут управлять работой нагрузки.
Помимо вышеперечисленных факторов, еще одним плюсом пускателя есть коммутация достаточно мощного тока.
Поэтому знать, как подключить кнопки управления к пускателю — просто необходимо. Да, в интернете можно найти множество электрических принципиальных схем, но как подключить пускатель в «живую» имея схему, не всегда понятно. Даже опытные электрики с большим стажем, долгое время не делая этого, могут не сразу вспомнить последовательность подключения. А что говорить тогда о человеке не имеющего специального образования.
Далее в статье будет описано пошаговое подключение проводов управления к пускателю с поясняющими фотографиями.
Итак, что нужно для этой работы:
1) блок с двумя кнопками,— кнопка включения,— свободно разомкнутые контакты, и кнопка отключения — свободно замкнутые контакты;
2) пускатель с катушкой на 220 вольт, и с одним дополнительным свободноразомкнутым контактом;
3) кабель или провод небольшого сечения в три жилы. Длина кабеля выбирается в зависимости от того, где будет стоять пускатель, а где блок управления.
Здесь не упоминается питающий и отходящий на нагрузку кабель или провод — это само собой разумеющееся.
Теперь последовательность работы:
1) подключаем провода нагрузки к пускателю. Если она трехфазная, то на каждый контакт садим один провод. Ну а в случае с однофазной нагрузкой, можно соединить перемычками эти три контакта и подключить к нему фазный провод нагрузки. Это увеличит надежность пускателя, так как ток будет проходить по трем контактным линиям;
2) с нижнего контакта красной кнопки (отключение), ведем провод на катушку пускателя;
3) соединяем перемычкой второй контакт красной кнопки с рядом находящимся контактом кнопки включения. Иногда такие перемычки уже предусмотрены изготовителем кнопок;
4) подключаем провод от той клеммы, куда была посажена перемычка на кнопке «ВКЛ» и ведем его на дополнительный — нормальноразомкнутый контакт.
Кстати, нормальноразомкнутый — это когда пускатель отключен и контакты не соединены;
5) с крайней клеммы этой же кнопки, подключаем провод на дополнительные контакты с другой стороны. По сути, теперь кнопку «ВКЛ» дублируют эти дополнительные контакты;
6) чтобы кнопки могли подавать управляющее напряжение на катушку пускателя, одним концом подключаем провод на любую фазу, а вторым на клемму дополнительных контактов;
7) на второй вывод катушки пускателя подключаем «НОЛЬ»;
Осталось подключить силовой кабель питания,— на фото он в гофре, и все готово для включения.
Как работает схема.
Когда вы нажмете кнопку «ПУСК», фаза сначала через замкнутые контакты пройдет через цепь кнопки «СТОП» на катушку пускателя. Итак, как на другом конце катушки будет ноль, произойдет втягивание электромагнита и замыкание контактов пускателя, в том числе дополнительных. Так как эти контакты будут замкнуты, отпустив кнопку, цепь не разорвется и пускатель будет работать. Далее нажимая на кнопку «СТОП», фаза управления обрывается и катушка отбрасывается. Соответственно размыкаются все контакты.
На этом все. Пробуйте и все получится.
sdelaysam-svoimirukami.ru
