Kétvezetékes csillárvezérlő áramkörök félvezetőkkel

A cikk első része: Hogyan vezessenek be egy csillárt két huzalból. Reléáramkörök.

Az egyik jó mérnök, az elektronikai mérnök azt mondta, hogy ha állítólag van egy relé az áramkörben, akkor azt tovább kell fejleszteni. És ezzel nem lehet egyet nem érteni: a relé érintkező működtetési erőforrása csak néhányszáz, talán több ezer alkalom, míg a legalább 1 KHz frekvencián működő tranzisztor másodpercenként 1000 kapcsolást végez.

Terepi hatású tranzisztor áramköre

Ezt a sémát a 2006. évi „Rádió” folyóirat javasolta. Az 1. ábrán látható.

Az áramkör algoritmusa megegyezik az előző kettővel: a kapcsoló minden rövid távú kattintásával egy új lámpacsoportot csatlakoztatnak. Csak ezekben a rendszerekben van egy csoport, és az egészben kettő.

Könnyű belátni, hogy az áramkör alapja egy kétjegyű számláló, melyet a K561TM2 chip készített, amely 2 D - flip-flop-ot tartalmaz egy házban. Ezek a triggerek tartalmaznak egy szokásos két számjegyű bináris számlálót, amelyet a 00b, 01b, 10b, 11b algoritmus szerint lehet számolni, és ugyanabban a sorrendben a 00b, 01b, 10b, 11b ... A „b” betű azt jelzi, hogy a számok bináris rendszerben vannak. szám. Ezekben a számokban a legkisebb bit a DD2.1 ravasz közvetlen kimenetének felel meg, a legmagasabb a DD2.2 közvetlen kimenetnek felel meg. Az egyes számok ezekben a számokban azt jelzik, hogy a megfelelő tranzisztor nyitva van, és a megfelelő lámpacsoport csatlakozik.

Így a következő algoritmust kapjuk a lámpák bekapcsolására. Az EL1 lámpa világít, amint az SA1 kapcsoló bezáródik. A kapcsoló rövid megnyomásakor a lámpák a következő kombinációkkal világítanak: EL1; (EL1 és EL2); (EL1 és EL3 és EL4); (EL1 és EL2 és EL3 és EL4).

A jelzett algoritmus szerinti váltás végrehajtásához számlálási impulzusokat kell alkalmazni a DD2.1 számláló legkevésbé jelentős bitjének C bemenetére az SA1 kapcsoló minden egyes kattintásának pillanatában.

1. ábra: A csillár vezérlő áramköre a mezőhatású tranzisztorokon

Számlálókezelés

Ezt két impulzus hajtja végre. Az egyik a számláló alaphelyzetbe állító impulzusa, a második pedig a lámpákat kapcsoló számláló impulzus.

Számláló alaphelyzetbe állító impulzus

Ha hosszabb (legalább 15 másodperc) kikapcsolás után kapcsolja be a készüléket elektrolit kondenzátor C1 teljesen lemerült. Amikor az SA1 kapcsolót lezárják, a VD2 egyenirányító hídról az R1 ellenálláson át 100 Hz frekvenciával történő pulzáló feszültség feszültségimpulzusokat generál, amelyeket a VD1 Zener dióda korlátozza 12 V-nál. Ezekkel az impulzusokkal a C1 elektrolitkondenzátor megkezdi a töltést a VD4 szétkapcsoló diódán. Ebben a pillanatban a C3, R4 differenciállánc magas szintű impulzust generál az R - DD2.1, DD2.2 triggerek bemenetein - és a számlálót visszaállítja a 00 állapotba. A VT1, VT2 tranzisztorok zárva vannak, tehát a csillár első bekapcsolásakor az EL2 ... EL4 lámpák nem világítanak. Csak az EL lámpa marad bekapcsolva, mivel közvetlenül a kapcsolóval kapcsolja be.

Számláló impulzusok

A VD3 diódán keresztül a VD1 Zener-dióda által generált impulzusok feltöltik a C2 kondenzátort, és töltött állapotban tartják. Ezért a kimenet logikai elem DD1.3 alacsony logikai szint.

Ha az SA1 megszakítót rövid ideig kinyitják, az egyenirányító feszültsége leáll. Ezért a C2 kondenzátornak sikerül kisülnie, amely kb. 30ms-t vesz igénybe, és a DD1.3 elem kimenetén magas logikai szintet állítanak be - feszültségcsökkenés alakul ki az alacsony szintről egy magasra, vagy amint azt gyakran nevezik az impulzus emelkedő élének. Ez az emelkedő front állítja a DD2.1 kapcsolót egyetlen állapotba, felkészülve a lámpa bekapcsolására.

Ha alaposan megnézed a képet a D. ábrán egy ravaszt, észreveheti, hogy az órával ellátott C bemenete balról felfelé és jobbra halad egy ferde szegmenssel.Ez a szegmens azt jelzi, hogy a trigger a C bemeneten vált ki az impulzus emelkedő széle mentén.

Itt az ideje, hogy előhívjuk a C1 elektrolitkondenzátort. A VD4 szétkapcsoló diódán keresztül csatlakoztatva, csak a DD1 és DD2 mikroáramkörökön keresztül üríthető le, vagyis azért, hogy egy ideig működőképesek maradjanak. A kérdés az, mennyi ideig?

A K561 sorozat chipek 3 ... 15 V tápfeszültség tartományban működhetnek, statikus módban pedig az általuk felhasznált áramot mikroamper egységben számolják. Ezért ebben a kialakításban a kondenzátor teljes ürítése legkorábban 15 másodperc után, majd az R3 ellenállásnak köszönhetően következik be.

Mivel a C1 kondenzátor szinte nem merül le, az SA1 kapcsoló bezárásakor a C3, R4 lánc nem hoz létre visszaállítási impulzust, tehát a számláló abban az állapotban marad, amelyet a következő számlálási impulzus után kapott. A SA1 kinyitásakor viszont számláló impulzus generálódik, minden alkalommal egy-egyre növelve a számláló állapotát. Az SA1 bezárása után a hálózati feszültséget felveszik az áramkörre, és az EL1 lámpa és az EL2 ... EL4 lámpák a számláló állapotának megfelelően kigyulladnak.

A félvezető technológiák modern fejlesztésével a kulcsos (kapcsoló) kaszkádok terepi hatású tranzisztorokon (MOSFET). Az ilyen kulcsok bipoláris tranzisztorokon történő készítése manapság egyszerűen tisztességtelen. Ebben az áramkörben ezek a BUZ90A típusú tranzisztorok, amelyek lehetővé teszik az izzólámpák vezérlését akár 60 W teljesítményig, és energiatakarékos lámpák használata esetén ez az energia több mint elegendő.

Egy másik opciós séma

A 2. ábra az éppen megvizsgált séma egy lehetséges változatát mutatja.

2. ábra. Az 5 (3) -x lámpacsillár vezérlőáramköre

A D-flip-flops számlálója helyett az áramkörben a K561IR2 váltóregisztert kell használni. A mikroáramkör egyik házában 2 ilyen regiszter található. Csak az egyiket használják az áramkörben, következtetéseit az áramkörben zárójel tartalmazza. Ez a csere lehetővé tette, hogy kissé csökkentsék a táblán lévő nyomtatott vezetők számát, vagy a szerzőnek egyszerűen nem volt másik chipe. De általában külsőleg semmi sem változott az áramkör működésében.

A műszaknyilvántartás logikája nagyon egyszerű. Minden, a C bemenetre érkező impulzus továbbítja a D bemenet tartalmát az 1 kimenetre, és elvégzi az információ eltolását az 1-2-4-8 algoritmus szerint.

Mivel ebben az áramkörben a D bemenetet egyszerűen megforrasztják a mikroáramkör + tápegységéhez (állandó „log. Egység”), az egységek a kimeneten jelennek meg minden nyírási impulzusnál a C bemeneten. Így a lámpák meggyulladása a következő sorrendben történik: 0000, 0001, 0011, 0000. Ha nem felejti el az EL1 lámpát, akkor azzal a kapcsolási sorrend a következő: EL1; (EL1 és EL2); (EL1 és EL2 és EL3).

Az első 0000 kombináció akkor jelenik meg, amikor a csillárt először bekapcsolják a C3, R4 differenciállánc által generált visszaállítási impulzus hatására, mint az előző sémában. Az utolsó nulla kombináció szintén megjelenik a regiszter alaphelyzetbe állítása miatt, de csak ez alkalommal kerül a visszaállítási jel a VD4 diódán keresztül, amint a 4. kimenet megjelenik az 1. jel logikai, azaz a kapcsoló negyedik kattintásával.

Az áramkör fennmaradó elemei máris ismertek az előző leírásából. A K561LA7 forgácson egy nyíró impulzus alakítót szerelnek fel (azelőtt három bemenettel rendelkező LA9 volt, amelyet szintén inverter kapcsol be), és a C1 elektrolitkondenzátor áramforrásként szolgál a forgácsokra a kapcsoló rövid kattintása közben. A kimeneti kulcsok ugyanazok a MOSFET-ek, bár más típusú IRF740, amelyek általában semmit sem változtatnak.

Tirisztor vezérlő áramkör

Valamilyen okból az előző áramkörök mezőhatású tranzisztorokkal kapcsolták a lámpákat, bár tirisztorok és triak. A tirisztorral ellátott áramkört a 3. ábra mutatja.

3. ábra: A csillár vezérlő áramköre tirisztorokon

A korábbi sémákhoz hasonlóan egy EL3 lámpa csak akkor világít, amikor az SA1 kapcsoló bezáródik. Az EL1, EL2 lámpacsoport akkor kapcsol be, amikor ismét rákattint az SA1 kapcsolóra. A séma a következőképpen működik.

Az SA1 első lezárásakor az EL3 lámpa kigyullad, és ezzel egyidejűleg az egyenirányító hídról az R4 ellenálláson át a pulzáló feszültséget a VD1 Zener-diódán és a C1-es kondenzátoron elkészített feszültségstabilizátorhoz továbbítják, amelyet gyorsan fel kell tölteni a Zener-dióda stabilizációs feszültségére. Ezt a feszültséget a DD1 chip táplálására használják.

Ugyanakkor a C2 elektrolitkondenzátor az R2 ellenálláson keresztül kezd feltölteni, és nem nagyon gyorsan. Ebben az időben a DD1.1 elem kimenete magas, és ez a C3 kondenzátort tölti fel, tehát a séma jobb oldalán plusz van.

Amint a C3 kondenzátor töltése eléri a logikai egység szintjét, alacsony szint jelenik meg a DD1.1 elem kimenetén, de a DD1.2 DD1.3 elemek bemenetein a C3 feltöltött kondenzátor és a VD4 leválasztó dióda miatt magas szint marad. Ezért a DD1 elem 4. és 10. kimenetén alacsony szint van tartva, amely a VT1 tranzisztort zárva tartja. A VS1 tirisztor szintén zárva van, tehát a lámpák nem világítanak.

Egy rövid kattintással az SA1 kapcsolón a C1 kondenzátor elég gyorsan ürül, és ezzel leválasztja a mikroáramkört. A C2 kondenzátor kisülési állandója sokkal nagyobb, az áramkörön feltüntetett névleges értékek legalább egy másodpercig. Ezért a C3 kondenzátor az ellenkező irányba gyorsan újratöltődik - plusz a séma szerint a bal oldali bélésén lesz.

Ha egy másodpercen belül kevesebb idő alatt újra be kell kapcsolni a csillárt, akkor a DD1.1 elem bemeneténél a C1 kondenzátor miatt, amelynek még nem volt ideje lemerülni, már magas feszültség jelenik meg, és a DD1.2, DD1.3 elemek bemenetein alacsony, a C3 kondenzátor töltési iránya szerint. A DD1 elem 4. és 10. kimenetén magas szint van beállítva, amely megnyitja a VT1 tranzisztorot, és ez viszont a VS1 tirisztor, amely az EL1, EL2 lámpákat meggyújtja. A jövőben a DD1 elem ezen állapotát az R3 ellenálláson keresztüli visszacsatolás biztosítja.

A csillár mikrovezérlő vezérlése

Rendszerek a mikrokontroller Nem ok nélkül tekintik meglehetősen egyszerűnek az áramköri tervezésben. Kis számú melléklet hozzáadásával nagyon funkcionális eszközt kaphat. Igaz, az ilyen áramköri egyszerűségért fizetett ár a programok írása, amelyek nélkül a mikrovezérlő, még egy nagyon erős, is csak egy darab vas. De jó programmal ez a vasdarab bizonyos esetekben műalkotássá alakul.

A csillár vezérlő áramkörét a mikrovezérlőn a 4. ábra mutatja.

4. ábra: A csillár vezérlő áramköre a mikrovezérlőn

Az előzőhöz hasonlóan az áramkört csak egy SW1 hálózati kapcsoló vezérli. A kapcsoló kattintásai nemcsak lehetővé teszik a bekapcsolt lámpák számának kiválasztását, hanem a zökkenőmentes bekapcsolás beállításához is a kívánt fényerőt. Ezen felül lehetővé teszi, hogy szimulálja az emberek jelenlétét a házban - kapcsolja be és ki a világítást egy bizonyos algoritmus szerint. Egy ilyen egyszerű biztonsági eszköz.

Kiegészítés a cikkhez: Hogyan javítsunk egy kínai csillart - az egyik javítás története.