วงจรควบคุมโคมระย้าสองสายโดยใช้เซมิคอนดักเตอร์

ส่วนแรกของบทความ: วิธีการควบคุมโคมระย้าสองสาย วงจรรีเลย์.

วิศวกรที่ดีคนหนึ่งเป็นวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์กล่าวว่าหากมีรีเลย์ในวงจรก็จะต้องมีการปรับปรุง และไม่สามารถไม่เห็นด้วยกับสิ่งนี้: ทรัพยากรการกระตุ้นการติดต่อของหน้าสัมผัสรีเลย์มีเพียงไม่กี่ร้อยหรืออาจเป็นพันเท่าในขณะที่ทรานซิสเตอร์ทำงานด้วยความถี่อย่างน้อย 1 KHz ทำให้สวิตช์ 1,000 ตัวทุกวินาที

วงจรทรานซิสเตอร์ภาคสนาม

โครงการนี้เสนอในวารสาร "วิทยุ" หมายเลข 9 ของปี 2549 ซึ่งแสดงในรูปที่ 1

อัลกอริทึมของวงจรเหมือนกับในสองก่อนหน้านี้: เมื่อคลิกสวิตช์ระยะสั้นแต่ละครั้งจะมีการเชื่อมต่อกลุ่มหลอดใหม่ เฉพาะในแผนการเหล่านั้นมีกลุ่มหนึ่งและในทั้งสองนี้

มันง่ายที่จะเห็นว่าพื้นฐานของวงจรคือตัวนับสองหลักที่ทำบนชิป K561TM2 ที่บรรจุ 2 D - flip-flop ในที่อยู่อาศัยเดียว ทริกเกอร์เหล่านี้มีตัวนับไบนารีแบบสองหลักธรรมดาซึ่งสามารถนับได้ตามอัลกอริทึม 00b, 01b, 10b, 11b และอีกครั้งในลำดับเดียวกัน 00b, 01b, 10b, 11b ... ตัวอักษร "b" หมายถึงตัวเลขที่อยู่ในระบบเลขฐานสอง ตัวเลข บิตที่มีลำดับต่ำในตัวเลขเหล่านี้สอดคล้องกับเอาท์พุทโดยตรงของทริกเกอร์ DD2.1 และบิตแรกกับเอาต์พุตโดยตรงของ DD2.2 แต่ละหน่วยในตัวเลขเหล่านี้บ่งชี้ว่าทรานซิสเตอร์ที่สอดคล้องกันเปิดอยู่และเชื่อมต่อกลุ่มของหลอดที่เกี่ยวข้อง

ดังนั้นจึงได้รับอัลกอริทึมต่อไปนี้สำหรับการเปิดหลอดไฟ Lamp EL1 ส่องสว่างทันทีที่สวิตช์ SA1 ปิด เมื่อกดสวิตช์สั้น ๆ หลอดไฟจะสว่างขึ้นตามชุดค่าผสมต่อไปนี้: EL1; (EL1 & EL2); (EL1 & EL3 & EL4); (EL1 & EL2 & EL3 & EL4)

ในการดำเนินการสลับตามอัลกอริทึมที่ระบุจำเป็นต้องใช้การนับพัลส์กับอินพุต C ของบิตที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุดของตัวนับ DD2.1 ในขณะที่คลิก SA1 แต่ละสวิตช์

รูปที่ 1 วงจรควบคุมของโคมระย้าบนทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็ก

การจัดการเคาน์เตอร์

มันถูกดำเนินการโดยสองแรงกระตุ้น ครั้งแรกของพวกเขาคือชีพจรรีเซ็ตเคาน์เตอร์และที่สองคือชีพจรนับการเปลี่ยนหลอดไฟ

ชีพจรรีเซ็ตเคาน์เตอร์

เมื่อคุณเปิดอุปกรณ์หลังจากปิดเครื่องนาน (อย่างน้อย 15 วินาที) ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า C1 ออกจากโรงพยาบาลอย่างสมบูรณ์ เมื่อปิดสวิทช์ SA1 แรงดันการเต้นของวงจรเรียงกระแส VD2 ด้วยความถี่ 100 Hz ผ่านตัวต้านทาน R1 จะสร้างแรงดันพัลส์ที่ จำกัด โดย Zener diode VD1 ที่ 12V ด้วยพัลส์เหล่านี้ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า C1 เริ่มการชาร์จผ่านไดโอดตัวแยก VD4 ในขณะนี้โซ่แตกต่าง C3, R4 สร้างพัลส์ระดับสูงที่ R - อินพุตของทริกเกอร์ DD2.1, DD2.2 และตัวนับถูกรีเซ็ตเป็นสถานะ 00 ทรานซิสเตอร์ VT1, VT2 ถูกปิดดังนั้นเมื่อคุณเปิดโคมไฟครั้งแรกหลอด EL2 ... EL4 จะไม่ติดไฟ มีเพียงหลอดไฟ EL เท่านั้นที่ยังคงเปิดอยู่เนื่องจากสวิตช์ถูกเปิดโดยสวิตช์โดยตรง

นับพัลส์

ผ่านไดโอด VD3, พัลส์ที่สร้างโดย Zener diode VD1 จะทำการชาร์จประจุของตัวเก็บประจุ C2 และรักษาให้อยู่ในสถานะที่มีประจุ ดังนั้นการส่งออก องค์ประกอบตรรกะ DD1.3 ระดับตรรกะต่ำ

เมื่อเบรกเกอร์ SA1 เปิดขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ แรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมจากวงจรเรียงกระแสจะหยุดลง ดังนั้นตัวเก็บประจุ C2 สามารถปลดปล่อยซึ่งจะใช้เวลาประมาณ 30ms และระดับตรรกะสูงถูกสร้างขึ้นที่เอาท์พุทขององค์ประกอบ DD1.3 - แรงดันไฟฟ้าตกเกิดขึ้นจากระดับต่ำถึงสูงหรือที่มักเรียกว่าขอบเพิ่มขึ้นของพัลส์ ด้านหน้าที่สูงขึ้นนี้ทำให้ทริกเกอร์ DD2.1 อยู่ในสถานะเดียวพร้อมที่จะเปิดไฟ

ถ้าคุณมองภาพอย่างใกล้ชิด ในไดอะแกรม D ทริกเกอร์คุณสามารถสังเกตเห็นว่าอินพุต C ที่ถูกโอเวอร์คล็อกของมันเริ่มต้นด้วยส่วนที่มีแนวโน้มเอียงจากซ้ายไปขวาส่วนนี้บ่งชี้ว่าทริกเกอร์จะถูกเรียกที่อินพุต C ตามขอบที่เพิ่มขึ้นของพัลส์

นี่คือเวลาที่จะเรียกคืนตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า C1 เชื่อมต่อผ่านไดโอด decoupling VD4 สามารถปล่อยออกได้ผ่าน microcircuits DD1 และ DD2 ในคำอื่น ๆ เพื่อรักษาพวกเขาในสภาพการทำงานบางครั้ง คำถามคือนานเท่าไหร่?

ชิปของซีรีย์ K561 สามารถทำงานในช่วงแรงดันไฟฟ้า 3 ... 15V และในโหมดคงที่กระแสไฟฟ้าที่ใช้จะถูกคำนวณในหน่วยไมโครแคม ดังนั้นในการออกแบบนี้ตัวเก็บประจุประจุเต็มจึงไม่เกิดขึ้นเร็วกว่า 15 วินาทีจากนั้นจึงต้องขอบคุณตัวต้านทาน R3

เนื่องจากตัวเก็บประจุ C1 เกือบจะไม่ถูกปล่อยออกมาเมื่อสวิตช์ SA1 ปิดดังนั้นพัลส์รีเซ็ตจะไม่ถูกสร้างขึ้นโดยโซ่ C3, R4 ดังนั้นตัวนับจึงยังคงอยู่ในสถานะที่ได้รับหลังจากนับพัลส์ครั้งถัดไป ในทางกลับกันชีพจรนับจะถูกสร้างขึ้นในขณะที่เปิด SA1 แต่ละครั้งที่เพิ่มสถานะของตัวนับทีละหนึ่ง หลังจากปิด SA1 แรงดันไฟหลักจะถูกนำไปใช้กับวงจรและหลอดไฟ EL1 และหลอดไฟ EL2 ... EL4 สว่างขึ้นตามสถานะตัวนับ

ด้วยการพัฒนาที่ทันสมัยของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์น้ำตกที่สำคัญ (การสลับ) ดำเนินการกับทรานซิสเตอร์สนามผล (MOSFET). การสร้างปุ่มดังกล่าวบนทรานซิสเตอร์สองขั้วได้รับการพิจารณาว่าไม่เหมาะสม ในวงจรนี้เป็นทรานซิสเตอร์ประเภท BUZ90A ซึ่งช่วยให้คุณสามารถควบคุมหลอดไส้ด้วยกำลังสูงถึง 60 W และเมื่อใช้หลอดประหยัดพลังงานพลังงานนี้มีมากเกินพอ

รูปแบบตัวเลือกอื่น

รูปที่ 2 แสดงตัวแปรที่เป็นไปได้ของรูปแบบที่พิจารณา

รูปที่ 2 วงจรควบคุมของโคมไฟระย้าโคมไฟ 5 (3) -x

แทนที่จะใช้ตัวนับบน D-flip-flops shift shift K561IR2 จะถูกใช้ในวงจร ในที่อยู่อาศัยหนึ่งของ microcircuit ประกอบด้วย 2 ลงทะเบียนดังกล่าว มีเพียงหนึ่งตัวเท่านั้นที่ใช้ในวงจรนั้นข้อสรุปในวงจรจะแสดงในวงเล็บ การเปลี่ยนดังกล่าวอนุญาตให้ลดจำนวนตัวนำตัวนำที่พิมพ์บนกระดานได้เล็กน้อยหรือผู้เขียนไม่มีชิปอื่น แต่โดยทั่วไปแล้วภายนอกไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลงในการทำงานของวงจร

ตรรกะของการลงทะเบียนกะนั้นง่ายมาก แต่ละพัลส์ที่มาถึงอินพุต C จะถ่ายโอนเนื้อหาของอินพุต D ไปยังเอาต์พุต 1 และยังทำการเปลี่ยนแปลงข้อมูลตามอัลกอริทึม 1-2-4-8

เนื่องจากในวงจรนี้อินพุต D จะถูกบัดกรีเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ + ของ microcircuit (ค่าคงที่ "log. Unit") หน่วยจะปรากฏที่เอาต์พุตที่แต่ละพัลส์แรงเฉือนที่อินพุต C ดังนั้นการจุดระเบิดของหลอดไฟจะเกิดขึ้นตามลำดับ: 0000, 0001, 0011, 0000 หากคุณไม่ลืมเกี่ยวกับหลอดไฟ EL1 ถ้าอย่างนั้นลำดับการสลับจะเป็นดังนี้: EL1; (EL1 & EL2); (EL1 & EL2 & EL3)

การรวมกันครั้งแรก 0000 จะปรากฏขึ้นเมื่อโคมระย้าเปิดใช้งานครั้งแรกภายใต้อิทธิพลของพัลส์รีเซ็ตที่สร้างโดยเชนเฟือง C3, R4 เช่นเดียวกับในรูปแบบก่อนหน้า ชุดค่าผสมศูนย์สุดท้ายจะปรากฏขึ้นเนื่องจากการรีเซ็ตรีจิสเตอร์ แต่เฉพาะเวลานี้สัญญาณรีเซ็ตจะผ่านไดโอด VD4 ทันทีที่เอาต์พุต 4 ปรากฏสัญญาณโลจิคัล 1, i.e เมื่อคลิกครั้งที่สี่ของสวิตช์

องค์ประกอบที่เหลือของวงจรนั้นคุ้นเคยกับเราจากคำอธิบายขององค์ประกอบก่อนหน้า มีการรวม shaper pulse shaper ไว้บนชิป K561LA7 (ก่อนที่จะเป็น LA9 สามอินพุท, ยังถูกเปิดโดยอินเวอร์เตอร์) และตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า C1 ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำหรับชิปในระหว่างการคลิกสั้น ๆ ของสวิตช์ คีย์เอาต์พุตเป็น MOSFET เดียวกันทั้งหมดแม้ว่า IRF740 ชนิดอื่นซึ่งโดยทั่วไปจะไม่เปลี่ยนแปลงอะไร

วงจรควบคุมไทริสเตอร์

ด้วยเหตุผลบางอย่างวงจรก่อนหน้านี้เปลี่ยนหลอดไฟโดยใช้ทรานซิสเตอร์สนามผลแม้ว่าไทริสเตอร์และ ไทรแอก. วงจรที่ใช้ไทริสเตอร์จะแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 วงจรควบคุมของโคมระย้าบนไทริสเตอร์

ในรูปแบบก่อนหน้านี้หลอดไฟ EL3 หนึ่งหลอดจะเปิดใช้งานได้ง่ายเมื่อสวิตช์ SA1 ปิด กลุ่มหลอดไฟ EL1, EL2 เปิดใช้งานเมื่อคลิกสวิตช์ SA1 อีกครั้ง โครงการทำงานดังต่อไปนี้

เมื่อปิด SA1 เป็นครั้งแรกหลอดไฟ EL3 จะสว่างขึ้นและในเวลาเดียวกันแรงดันการเต้นของวงจรเรียงกระแสผ่านตัวต้านทาน R4 จะถูกส่งไปยังตัวปรับแรงดันไฟฟ้าที่ทำกับ Zener diode VD1 และตัวเก็บประจุ C1 ซึ่งจะถูกชาร์จอย่างรวดเร็ว แรงดันไฟฟ้านี้ใช้สำหรับจ่ายกำลังให้กับชิป DD1

ในเวลาเดียวกันตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลติค C2 เริ่มทำการชาร์จผ่านตัวต้านทาน R2 และไม่เร็วมาก ในเวลานี้การส่งออกขององค์ประกอบ DD1.1 อยู่ในระดับสูงซึ่งเรียกเก็บประจุ C3 เพื่อให้มีการบวกในด้านขวามือตามโครงการ

ทันทีที่ประจุของตัวเก็บประจุ C3 ถึงระดับของหน่วยทางลอจิคัลระดับต่ำจะปรากฏที่เอาท์พุทขององค์ประกอบ DD1.1 แต่ที่อินพุตขององค์ประกอบ DD1.2 DD1.3 เนื่องจากประจุตัวเก็บประจุ C3 และไดโอดตัวแยก VD4 ระดับสูงจะยังคงอยู่ ดังนั้นที่เอาท์พุท 4 และ 10 ขององค์ประกอบ DD1 จะมีระดับต่ำซึ่งทำให้ทรานซิสเตอร์ VT1 ปิดอยู่ ไทริสเตอร์ VS1 ก็ปิดเช่นกันดังนั้นหลอดไฟไม่สว่าง

เพียงคลิกสั้น ๆ ที่สวิตช์ SA1 ตัวเก็บประจุ C1 จะคายประจุออกมาเร็วพอ ค่าคงที่คายประจุของตัวเก็บประจุ C2 สูงขึ้นมากโดยมีการจัดอันดับที่ระบุไว้ในวงจรเป็นเวลาอย่างน้อย 1 วินาที ดังนั้นตัวเก็บประจุ C3 จะชาร์จอย่างรวดเร็วในทิศทางตรงกันข้าม - บวกจะอยู่ที่แถวด้านซ้ายตามรูปแบบ

หากในเวลาน้อยกว่าหนึ่งวินาทีก็ถึงเวลาที่จะเปิดโคมระย้าอีกครั้งจากนั้นที่อินพุตขององค์ประกอบ DD1.1 เนื่องจากตัวเก็บประจุ C1 ที่ไม่ได้มีเวลาที่จะปล่อยระดับแรงดันสูงจะมีอยู่แล้วและที่อินพุตขององค์ประกอบ DD1.2, DD1.3 ต่ำกำหนดโดยทิศทางของประจุ ที่เอาต์พุต 4 และ 10 ขององค์ประกอบ DD1 ระดับสูงจะถูกตั้งค่าซึ่งเปิดทรานซิสเตอร์ VT1 และในทางกลับกันคือ thyristor VS1 ซึ่งติดไฟหลอด EL1, EL2 ในอนาคตสถานะขององค์ประกอบ DD1 นี้จะได้รับการปรับปรุงโดยการป้อนกลับผ่านตัวต้านทาน R3

การควบคุมไมโครคอนโทรเลอร์ของโคมระย้า

แบบแผนใน ไมโครคอนโทรลเลอร์ ไม่มีเหตุผลที่จะถือว่าง่ายมากในการออกแบบวงจร ด้วยการเพิ่มสิ่งที่แนบมาจำนวนน้อยคุณจะได้อุปกรณ์ที่ใช้งานได้ดีมาก ทรูราคาที่จ่ายสำหรับความเรียบง่ายของวงจรดังกล่าวคือการเขียนโปรแกรมโดยที่ไม่มีไมโครคอนโทรลเลอร์แม้แต่อันที่ทรงพลังมากเป็นเพียงเศษเหล็ก แต่ด้วยโปรแกรมที่ดีชิ้นส่วนเหล็กชิ้นนี้จะเปลี่ยนเป็นงานศิลปะ

วงจรควบคุมของโคมระย้าบนไมโครคอนโทรลเลอร์แสดงในรูปที่ 4

รูปที่ 4 วงจรควบคุมของโคมระย้าบนไมโครคอนโทรลเลอร์

เช่นเดียวกับที่ผ่านมาทั้งหมดวงจรถูกควบคุมโดยสวิตช์เครือข่ายเดียว SW1 การคลิกที่สวิตช์ช่วยให้ไม่เพียง แต่เลือกจำนวนหลอดไฟที่เปิด แต่เพื่อให้สามารถเปิดได้อย่างราบรื่นให้ตั้งค่าความสว่างที่ต้องการของแสง นอกจากนี้ยังช่วยให้คุณสามารถจำลองการปรากฏตัวของผู้คนในบ้าน - เปิดและปิดไฟตามอัลกอริทึมบางอย่าง อุปกรณ์ความปลอดภัยอย่างง่าย

บทความเพิ่มเติม: วิธีการซ่อมแซมโคมระย้าจีน - เรื่องราวของการซ่อมแซมหนึ่ง.