Divu vadu lustras vadības shēmas, izmantojot pusvadītājus

Raksta pirmā daļa: Kā vadīt lustru divos vados. Releju ķēdes.

Viens labs inženieris, elektronikas inženieris, sacīja: ja, domājams, ķēdē ir relejs, tad tas ir jāuzlabo. Un tam nevar nepiekrist: releju kontaktu kontaktu aktivizēšanas resurss ir tikai daži simti, varbūt tūkstošiem reižu, savukārt tranzistors, kas darbojas ar frekvenci vismaz 1 KHz, veic 1000 slēdžus katru sekundi.

Lauka efekta tranzistora shēma

Šī shēma tika ierosināta 2006. gada žurnālā "Radio" Nr. 9. Tā ir parādīta 1. attēlā.

Ķēdes algoritms ir tāds pats kā iepriekšējiem diviem: ar katru slēdža īslaicīgu klikšķi tiek savienota jauna lampu grupa. Tikai tajās shēmās ir viena grupa, un visā šajā divās.

Ir viegli redzēt, ka shēmas pamats ir divciparu skaitītājs, kas izgatavots uz mikroshēmas K561TM2 un satur 2 D - flip-flops vienā korpusā. Šie trigeri satur parastu divciparu bināro skaitītāju, kuru var saskaitīt pēc algoritma 00b, 01b, 10b, 11b un atkal tādā pašā secībā 00b, 01b, 10b, 11b ... Burts “b” norāda, ka skaitļi atrodas binārā sistēmā numerācija. Šajos skaitļos mazākais bits atbilst sprūda DD2.1 tiešajai izvadei, bet vecākais - tiešajai izvadei DD2.2. Katra vienība šajos skaitļos norāda, ka atbilstošais tranzistors ir atvērts un ir pievienota atbilstošā lukturu grupa.

Tādējādi tiek iegūts šāds lukturu ieslēgšanas algoritms. Lampa EL1 spīd, tiklīdz slēdzis SA1 tiek aizvērts. Īsi nospiežot slēdzi, lampas iedegsies šādās kombinācijās: EL1; (EL1 un EL2); (EL1 un EL3 un EL4); (EL1 un EL2 un EL3 un EL4).

Lai veiktu pārslēgšanu saskaņā ar norādīto algoritmu, skaitītāja DD2.1 vismazākā nozīmīgā ieejas C ievadei ir jāpielieto skaitīšanas impulsi katra slēdža SA1 klikšķa brīdī.

1. attēls. Lustras vadības shēma lauka efekta tranzistoriem

Pretstatīšana

To veic divi impulsi. Pirmais no tiem ir skaitītāja atiestatīšanas impulss, bet otrais ir skaitīšanas impulss, kas pārslēdz lukturus.

Skaitītāja atiestatīšanas impulss

Ieslēdzot ierīci pēc ilgstošas ​​izslēgšanas (vismaz 15 sekundes) elektrolītiskais kondensators C1 pilnībā izlādējies. Kad slēdzis SA1 ir aizvērts, pulsējošais spriegums no taisngrieža tilta VD2 ar frekvenci 100 Hz caur rezistoru R1 ģenerē sprieguma impulsus, ko ierobežo Zenera diode VD1 pie 12 V. Ar šiem impulsiem elektrolītiskais kondensators C1 sāk uzlādēt caur atdalīšanas diodi VD4. Šajā brīdī diferenciālā ķēde C3, R4 ģenerē augsta līmeņa impulsu pie R - sprūdu DD2.1, DD2.2 ieejām, un skaitītājs tiek atiestatīts uz stāvokli 00. Tranzistori VT1, VT2 ir aizvērti, tāpēc, pirmo reizi ieslēdzot lustru, lampas EL2 ... EL4 neiedegas. Paliek ieslēgta tikai EL spuldze, jo to tieši ieslēdz ar slēdzi.

Skaitīšanas impulsi

Caur diodi VD3 impulsi, ko rada Zenera diode VD1, uzlādē kondensatoru C2 un uztur to uzlādētā stāvoklī. Tāpēc izeja loģiskais elements DD1.3 zems loģikas līmenis.

Kad īsu brīdi tiek atvērts ķēdes pārtraucējs SA1, griezes spriegums no taisngrieža apstājas. Tāpēc kondensatoram C2 izdodas izlādēties, kas prasīs apmēram 30ms, un DD1.3 elementa izejā tiek uzstādīts augsts loģikas līmenis - no zema līmeņa uz augstu tiek izveidots sprieguma kritums vai, kā to bieži sauc par impulsa augošo malu. Tieši šī augošā fronte DD2.1 sprūdu iestata vienā stāvoklī, gatavojoties ieslēgt lampu.

Ja jūs uzmanīgi aplūkojat attēlu D diagrammā sprūda, varat pamanīt, ka tā pulksteņa ievade C sākas ar slīpu segmentu, kas iet no kreisās uz augšu - pa labi.Šis segments norāda, ka sprūda tiek iedarbināta pie ieejas C gar impulsa augošo malu.

Šeit ir laiks atsaukt elektrolītisko kondensatoru C1. Savienots caur atdalīšanas diodi VD4, to var izlādēt tikai caur mikroshēmām DD1 un DD2, citiem vārdiem sakot, lai tās kādu laiku uzturētu darba stāvoklī. Jautājums ir cik ilgi?

K561 sērijas mikroshēmas var darboties barošanas sprieguma diapazonā no 3 līdz 15 V, un statiskā režīmā to patērētā strāva tiek aprēķināta mikroampu vienībās. Tāpēc šajā konstrukcijā kondensatora pilnīga izlāde notiek ne ātrāk kā pēc 15 sekundēm un pēc tam, pateicoties rezistoram R3.

Tā kā kondensators C1 gandrīz netiek izlādēts, kad slēdzis SA1 aizveras, ķēde C3, R4 nerada atiestatīšanas impulsu, tāpēc skaitītājs paliek tādā stāvoklī, kādu to saņēma pēc nākamā skaitīšanas impulsa. Savukārt SA1 atvēršanas brīdī tiek ģenerēts skaitīšanas impulss, katru reizi palielinot skaitītāja stāvokli par vienu. Pēc SA1 aizvēršanas ķēdei tiek pievienots tīkla spriegums, un lukturis EL1 un lampas EL2 ... EL4 iedegas atbilstoši skaitītāja statusam.

Mūsdienu pusvadītāju tehnoloģiju attīstībā, atslēgu (pārslēgšanas) kaskādēs veikts lauka efekta tranzistoros (MOSFET). Šādu taustiņu izgatavošana bipolāros tranzistoros tagad tiek uzskatīta par vienkārši nepieklājīgu. Šajā shēmā tie ir BUZ90A tipa tranzistori, kas ļauj kontrolēt kvēlspuldzes ar jaudu līdz 60 W, un, lietojot enerģijas taupīšanas spuldzes, šī jauda ir vairāk nekā pietiekama.

Vēl viena varianta shēma

2. attēlā parādīts iespējamais tikko apskatītās shēmas variants.

2. attēls. 5 (3) -x lampu lustras vadības shēma

D-flip-flops skaitītāja vietā ķēdē tiek izmantots maiņu reģistrs K561IR2. Vienā mikroshēmas korpusā ir 2 šādi reģistri. Ķēdē tiek izmantots tikai viens, tā secinājumi ķēdē parādīti iekavās. Šāda nomaiņa ļāva nedaudz samazināt iespiesto vadītāju skaitu uz tāfeles, vai arī autoram vienkārši nebija citas mikroshēmas. Bet kopumā ārēji shēmas darbībā nekas nemainījās.

Maiņu reģistra loģika ir ļoti vienkārša. Katrs impulss, kas pienāk pie ieejas C, pārvada ieejas D saturu uz izvadi 1 un veic arī informācijas nobīdi saskaņā ar 1-2-4-8 algoritmu.

Tā kā šajā shēmā ieeja D ir vienkārši pielodēta līdz mikroshēmas + barošanas avotam (nemainīga “log. Vienība”), vienības parādīsies pie izejām pie katra bīdes impulsa pie ieejas C. Tādējādi lukturu aizdedze notiek secībā: 0000, 0001, 0011, 0000. Ja neaizmirstat par lampu EL1, tad ar to pārslēgšanas secība būs šāda: EL1; (EL1 un EL2); (EL1 un EL2 un EL3).

Pirmā kombinācija 0000 parādīsies, kad lustra sākotnēji tiek ieslēgta atiestatīšanas impulsa ietekmē, ko rada diferenciālā ķēde C3, R4, tāpat kā iepriekšējā shēmā. Pēdējā nulles kombinācija parādīsies arī reģistra atiestatīšanas dēļ, bet tikai šoreiz atiestatīšanas signāls nonāks caur diodi VD4, tiklīdz 4. izejā parādīsies signāla loģika 1, t.i. pie ceturtā slēdža klikšķa.

Atlikušie ķēdes elementi mums jau ir pazīstami no iepriekšējā apraksta. K561LA7 mikroshēmā ir samontēts bīdes impulsu veidotājs (pirms tam tas bija trīs ieejas LA9, to arī ieslēdza invertors), un elektrolītiskais kondensators C1 darbojas kā mikroshēmu enerģijas avots īsa slēdža klikšķa laikā. Izvades taustiņi ir vieni un tie paši MOSFET, lai arī cita veida IRF740, kas parasti neko nemaina.

Tiristora vadības ķēde

Kādu iemeslu dēļ iepriekšējās shēmas pārslēdza lampas, izmantojot lauka efektu tranzistorus, kaut arī tiristori un triacs. Ķēde, izmantojot tiristoru, parādīta 3. attēlā.

3. attēls. Lustras vadības ķēde uz tiristoriem

Tāpat kā iepriekšējās shēmās, viena EL3 lampiņa iedegas, vienkārši aizveroties slēdzim SA1. Lampu grupa EL1, EL2 ieslēdzas, kad vēlreiz noklikšķina uz slēdzi SA1. Shēma darbojas šādi.

Kad SA1 pirmo reizi aizver, iedegas EL3 lampa, un tajā pašā laikā pulsējošais spriegums no taisngrieža tilta caur rezistoru R4 tiek piegādāts sprieguma stabilizatoram, kas izgatavots uz Zener diode VD1 un kondensatora C1, kas ātri tiek uzlādēts Zener diodes stabilizācijas spriegumam. Šis spriegums tiek izmantots, lai darbinātu DD1 mikroshēmu.

Tajā pašā laikā elektrolītiskais kondensators C2 sāk uzlādēt caur rezistoru R2, un ne ļoti ātri. Šajā laikā elementa DD1.1 izeja ir augsta līmeņa, kas uzlādē kondensatoru C3 tā, ka tā labajā pusē ir pluss saskaņā ar shēmu.

Tiklīdz kondensatora C3 lādiņš sasniegs loģiskas vienības līmeni, pie elementa DD1.1 izejas parādīsies zems līmenis, bet pie elementu DD1.2 DD1.3 ieejām, pateicoties uzlādētam kondensatoram C3 un atdalīšanas diodei VD4, saglabāsies augsts līmenis. Tāpēc pie elementa DD1 izejām 4 un 10 tiek turēts zems līmenis, kas uztur tranzistora VT1 aizvērtu. Arī tiristors VS1 ir slēgts, tāpēc lampas neiedegas.

Ar īsu klikšķi uz slēdža SA1 kondensators C1 izlādējas pietiekami ātri, tādējādi atvienojot mikroshēmu. Kondensatora C2 izlādes konstante ir daudz augstāka, nominālās vērtības uz ķēdes norādītas vismaz 1 sekundi. Tāpēc kondensators C3 ātri uzlādējas pretējā virzienā - plus būs saskaņā ar shēmu uz tā kreisās oderes.

Ja laikā, kas mazāks par vienu sekundi, ir laiks atkal ieslēgt lustru, tad pie elementa DD1.1 ieejas kondensatora C1 dēļ, kam nav bijis laika izlādēties, jau būs augsts sprieguma līmenis, un pie elementu DD1.2, DD1.3 ieejām zems, ko nosaka kondensatora C3 lādēšanas virziens. Pie elementa DD1 izejām 4 un 10 tiek uzstādīts augsts līmenis, kas atver tranzistoru VT1 un kas savukārt ir tiristors VS1, aizdedzinot lampas EL1, EL2. Nākotnē šo elementa DD1 stāvokli uztur atgriezeniskā saite caur rezistoru R3.

Lustras vadība ar mikrokontrolleri

Shēmas par mikrokontrolleri Ne bez pamata ķēdes projektēšanā tiek uzskatītas par diezgan vienkāršām. Pievienojot nelielu skaitu pielikumu, jūs varat iegūt ļoti funkcionālu ierīci. Tiesa, cena, kas samaksāta par šādu shēmas vienkāršību, ir programmu rakstīšana, bez kurām pat ļoti jaudīgais mikrokontrollers ir tikai dzelzs gabals. Bet ar labu programmu šis dzelzs gabals dažos gadījumos pārvēršas par mākslas darbu.

Mikrokontrollera lustras vadības shēma ir parādīta 4. attēlā.

4. attēls. Lustras vadības shēma uz mikrokontrollera

Tāpat kā visus iepriekšējos, ķēdi kontrolē tikai viens tīkla slēdzis SW1. Slēdža klikšķi ļauj ne tikai izvēlēties ieslēgto lukturu skaitu, bet, lai tos vienmērīgi ieslēgtu, iestatiet vēlamo mirdzuma spilgtumu. Turklāt tas ļauj simulēt cilvēku klātbūtni mājā - ieslēdziet un izslēdziet apgaismojumu saskaņā ar noteiktu algoritmu. Tik vienkārša drošības ierīce.

Raksta papildinājums: Kā salabot ķīniešu lustru - stāsts par vienu remontu.