Двупроводна контролна верига на полилей с помощта на полупроводници

Първата част на статията: Как да контролирате полилей в два проводника. Релейни вериги.

Един добър инженер, инженер по електроника, каза, че ако уж има верига в схемата, тогава тя трябва да бъде подобрена. И не можем да не се съглася с това: ресурсът за задействане на контакта на релейните контакти е само няколкостотин, може би хиляди пъти, докато транзисторът, работещ с честота най-малко 1 KHz, прави 1000 превключвателя всяка секунда.

Транзисторна схема на полев ефект

Тази схема е предложена в списание „Радио“ № 9 от 2006 г. Тя е показана на фигура 1.

Алгоритъмът на веригата е същият като в предходните две: с всяко краткосрочно щракване на превключвателя се свързва нова група лампи. Само в тези схеми има една група и в цялата тази две.

Лесно е да се види, че основата на схемата е двуцифрен брояч, направен на чипа K561TM2, съдържащ 2 D - джапанки в един корпус. Тези тригери съдържат обикновен двуцифрен двоичен брояч, който може да се брои според алгоритъма 00b, 01b, 10b, 11b и отново в същия ред 00b, 01b, 10b, 11b ... Буквата "b" показва, че числата са в двоичната система цифра. Най-малкият бит в тези числа съответства на директния изход на спусъка DD2.1, а по-големият на директния изход DD2.2. Всяка единица в тези номера показва, че съответният транзистор е отворен и съответната група лампи е свързана.

По този начин се получава следният алгоритъм за включване на лампите. Лампата EL1 свети веднага щом превключвателят SA1 се затвори. Когато ключът бъде натиснат за кратко, лампите ще светят в следните комбинации: EL1; (EL1 & EL2); (EL1 & EL3 & EL4); (EL1 & EL2 & EL3 & EL4).

За да се извърши превключването съгласно посочения алгоритъм, е необходимо да се прилагат отброяващи импулси към входа C на най-малко значимия бит на брояча DD2.1 в момента на всяко щракване на превключвателя SA1.

Фигура 1. Управляващата верига на полилея върху полеви транзистори

Управление на контра

То се осъществява чрез два импулса. Първият от тях е импулсът за нулиране на брояча, а вторият е преброяващият импулс, който превключва лампите.

Брояч за нулиране на импулса

Когато включите устройството след дълго изключване (най-малко 15 секунди) електролитен кондензатор С1 напълно изхвърлен. Когато превключвателят SA1 е затворен, пулсиращото напрежение от токоизправителния мост VD2 с честота 100 Hz през резистора R1 генерира импулси на напрежението, ограничени от диода на Зенер VD1 при 12V. С тези импулси електролитен кондензатор С1 започва да се зарежда през разделителния диод VD4. В този момент диференциалната верига C3, R4 генерира импулс на високо ниво при R - входовете на тригери DD2.1, DD2.2 и броячът се връща в състояние 00. Транзисторите VT1, VT2 се затварят, така че когато полилеят е включен за първи път, лампите EL2 ... EL4 не светват. Остава само лампата EL, тъй като се включва директно от превключвателя.

Преброяване на импулси

Чрез диода VD3 импулсите, генерирани от ценеровия диод VD1, зареждат кондензатора С2 и го поддържат в заредено състояние. Следователно, продукцията логически елемент DD1.3 ниско логическо ниво.

Когато прекъсвачът SA1 се отвори за кратко време, напрежението на пулсацията от токоизправителя спира. Следователно кондензаторът С2 успява да се разтовари, което ще отнеме около 30 ms, а на изхода на елемента DD1.3 се установява високо логическо ниво - от ниско ниво до високо се формира спад на напрежението или както често се нарича нарастващ ръб на импулса. Именно този възходящ фронт поставя спусъка DD2.1 в едно състояние, подготвяйки се да включи лампата.

Ако погледнете внимателно изображението на диаграма D, спусък, можете да забележите, че входът на часовника му C започва с наклонен сегмент, който преминава отляво - нагоре - надясно.Този сегмент показва, че спусъкът се задейства на вход C по протежение на нарастващия ръб на импулса.

Тук е моментът да си припомним електролитния кондензатор С1. Свързан чрез разединителен диод VD4, той може да се разтоварва само чрез микросхеми DD1 и DD2, с други думи, за да ги поддържа в работно състояние за известно време. Въпросът е колко време?

Чипове от серията K561 може да работи в диапазона на захранващото напрежение 3 ... 15V, а в статичния режим токът, консумиран от тях, се изчислява в единици микроампер. Следователно в този дизайн пълното изхвърляне на кондензатора се случва не по-рано след 15 секунди и след това, благодарение на резистора R3.

Тъй като кондензаторът С1 почти не се разрежда, когато превключвателят SA1 се затваря, импулсът за нулиране не се генерира от веригата C3, R4, така че броячът остава в състояние, което е получил след следващия отброяващ импулс. От своя страна, в момента на отваряне на SA1 се генерира отброяващ импулс, като всеки път увеличава състоянието на брояча с едно. След затваряне на SA1, мрежовото напрежение се прилага към веригата, а лампата EL1 и лампите EL2 ... EL4 светят в съответствие със състоянието на брояча.

С модерното развитие на полупроводникови технологии, ключови (превключващи) каскади изпълнен върху полеви транзистори (MOSFET), Правенето на такива ключове на биполярни транзистори сега се смята за просто неприлично. В тази схема това са транзистори от тип BUZ90A, които ви позволяват да управлявате лампи с нажежаема жичка с мощност до 60 W, а когато използвате енергоспестяващи лампи, тази мощност е повече от достатъчна.

Друга опционална схема

Фигура 2 показва възможен вариант на току-що разгледаната схема.

Фигура 2. Управляваща верига на 5 (3) -x полилей на лампата

Вместо брояч на D-джапанките във веригата се използва регистър за смяна K561IR2. В един корпус на микросхемата съдържа 2 такива регистри. Във веригата се използва само един; заключенията му във веригата са показани в скоби. Подобна подмяна позволи леко да намали броя на отпечатаните проводници на платката или авторът просто нямаше друг чип. Но като цяло, външно, нищо не се е променило в работата на веригата.

Логиката на регистъра за смяна е много проста. Всеки импулс, пристигащ на вход C, прехвърля съдържанието на вход D към изход 1, а също така извършва изместване на информацията според алгоритъма 1-2-4-8.

Тъй като в тази верига входът D е просто споена към + захранването на микросхемата (постоянна "log. Единица"), единиците ще се появяват на изходите при всеки импулс на срязване на вход C. По този начин запалването на лампите става в последователността: 0000, 0001, 0011, 0000. Ако не забравите за лампата EL1, тогава с нея последователността на превключване ще бъде следната: EL1; (EL1 & EL2); (EL1 & EL2 & EL3).

Първата комбинация 0000 ще се появи, когато полилеят първоначално е включен под въздействието на нулиран импулс, генериран от диференциалната верига C3, R4, както в предишната схема. Последната нулева комбинация също ще се появи поради нулирането на регистъра, но само този път сигналът за нулиране ще дойде през диода VD4, веднага щом на изход 4 се появи сигналът логически 1, т.е. при четвъртото щракване на превключвателя.

Останалите елементи на схемата вече са ни познати от описанието на предишната. На чипа на K561LA7 (преди това беше тривходен LA9, също включен от инвертор) е сглобен импулсен оформящ импулс, а електролитичният кондензатор С1 действа като източник на енергия за чиповете по време на кратко щракване на превключвателя. Изходните клавиши са едни и същи MOSFET, макар и различен тип IRF740, който по принцип не променя нищо.

Тиристорна контролна верига

По някаква причина предишните вериги включиха лампите, използвайки полеви транзистори, въпреки че тиристори и триаци, Схема на тиристор е показана на фигура 3.

Фигура 3. Управляващата верига на полилея върху тиристорите

Както в предишните схеми, една лампа EL3 се включва просто, когато превключвателят SA1 се затвори. Група лампи EL1, EL2 се включва при натискане на ключа SA1 отново. Схемата работи както следва.

Когато SA1 се затвори за първи път, лампата EL3 светва и в същото време пулсиращото напрежение от моста на токоизправителя през резистор R4 се подава към стабилизатор на напрежението, направен на диода на Зенер VD1 и кондензатор С1, който бързо се зарежда до стабилизационното напрежение на ценеровия диод. Това напрежение се използва за захранване на DD1 чипа.

В същото време електролитичният кондензатор С2 започва да се зарежда през резистора R2, и то не много бързо. По това време изходът на елемента DD1.1 е високо ниво, което зарежда кондензатора C3, така че от дясната му страна има плюс в съответствие със схемата.

Щом зарядът на кондензатора C3 достигне нивото на логическа единица, на изхода на елемента DD1.1 ще се появи ниско ниво, но при входовете на елементите DD1.2 DD1.3, поради заредения кондензатор C3 и разделителния диод VD4, ще остане високо ниво. Следователно, на изходите 4 и 10 на елемента DD1 се задържа ниско ниво, което поддържа затворен транзистор VT1. Тиристорът VS1 също е затворен, така че лампите не светят.

С кратко натискане на превключвателя SA1, кондензаторът C1 се разтоварва достатъчно бързо, като по този начин изключва микросхемата. Константата на разреждане на кондензатора С2 е много по-висока, като номиналните стойности са посочени на веригата за поне 1 секунда. Следователно кондензаторът C3 бързо ще се презареди в обратна посока - плюс ще бъде от лявата му облицовка според схемата.

Ако след време по-малко от една секунда е време да включите отново полилея, тогава на входа на елемента DD1.1 поради кондензатор С1, който не е имал време да се разтовари, вече ще има високо ниво на напрежение, а на входовете на елементите DD1.2, DD1.3 ниско, зададено от посоката на заряда на кондензатора С3. На изходите 4 и 10 на елемента DD1 се задава високо ниво, което отваря транзистора VT1, а това от своя страна е тиристорът VS1, запалващ лампите EL1, EL2. В бъдеще това състояние на елемента DD1 се поддържа чрез обратна връзка през резистора R3.

Управление на микроконтролер на полилей

Схеми на микроконтролери Не без причина се считат за доста прости в схемата дизайн. Чрез добавяне на малък брой прикачени файлове можете да получите много функционално устройство. Вярно, цената, платена за такава простота на веригата, е писане на програми, без които микроконтролерът, дори много мощен, е просто парче желязо. Но с добра програма това парче желязо се превръща в някои случаи в произведение на изкуството.

Управляващата верига на полилея на микроконтролера е показана на фигура 4.

Фигура 4. Контролната верига на полилея на микроконтролера

Както всички предишни, веригата се управлява само от един мрежов превключвател SW1. Щракването на превключвателя ви позволява не само да изберете броя включени лампи, но и плавно да ги включите, да зададете желаната яркост на сиянието. В допълнение, той ви позволява да симулирате присъствието на хора в къщата - включете и изключете осветлението според определен алгоритъм. Такова просто устройство за сигурност.

Допълнение към статията: Как да поправим китайски полилей - историята на един ремонт.