Емкостное реле своими руками схемы. Емкостное реле своими руками: схемы, принцип работы, применение

Как работает емкостное реле. Какие бывают схемы емкостных реле. Где применяются емкостные реле в быту и технике. Как сделать емкостное реле своими руками.

Что такое емкостное реле и как оно работает

Емкостное реле — это электронное устройство, которое срабатывает при изменении электрической емкости подключенного к нему датчика. Принцип работы емкостного реле основан на том, что при приближении к датчику объекта (например, человека) изменяется емкость между датчиком и «землей». Это изменение емкости фиксируется электронной схемой реле, которая выдает управляющий сигнал.

Основными элементами емкостного реле являются:

• Чувствительный элемент (датчик) — металлическая пластина, провод или сетка
• Генератор высокочастотных колебаний
• Детектор изменения частоты или амплитуды колебаний
• Пороговое устройство (компаратор)
• Исполнительное устройство (реле, транзисторный ключ)

При приближении объекта к датчику изменяется емкость колебательного контура генератора, что приводит к изменению частоты или срыву генерации. Это фиксируется детектором, и при превышении порогового уровня срабатывает исполнительное устройство.

Схемы емкостных реле различной сложности

Рассмотрим несколько схем емкостных реле — от простейших до более сложных:

Простейшая схема емкостного реле

Простейшее емкостное реле можно собрать всего на одном транзисторе:

«`text +9V | R1 | C1 | Датчик o—||—+—+ | | C2 R2 | | +—o Выход | GND R1 = 1 МОм R2 = 10 кОм C1 = 10 пФ C2 = 100 пФ VT1 — любой высокочастотный n-p-n транзистор «`

В этой схеме транзистор VT1 работает в режиме генератора высокой частоты. При приближении объекта к датчику изменяется емкость C1, что приводит к изменению частоты генерации. Это изменение фиксируется на выходе схемы.

Емкостное реле средней сложности

Более надежная схема емкостного реле содержит дополнительный каскад усиления и пороговый элемент:

«`text +9V | R1 | R3 Датчик o—||—+—+—+ C1 | | C2 VT2 | | VT1 +—o Выход | | R2 R4 | | GND GND R1 = 1 МОм C1 = 10 пФ R2 = 10 кОм C2 = 100 пФ R3 = 100 кОм R4 = 1 кОм VT1, VT2 — любые высокочастотные n-p-n транзисторы «`

В этой схеме VT1 работает генератором, а VT2 усиливает и детектирует изменения его режима при приближении объекта к датчику. Это повышает чувствительность и стабильность работы реле.

Емкостное реле на микросхеме

Наиболее совершенные схемы емкостных реле строятся на специализированных микросхемах:

«`text +5V | R1 | Датчик o-+—+ | | +————+ C1 | | | | +—-+ 1 8 +—o +5V +——+ 2 7 | | 3 IC 6 +—o Выход | 4 5 | +————+ | GND R1 = 1 МОм C1 = 10-100 пФ IC — специализированная микросхема емкостного датчика «`

Такие микросхемы содержат все необходимые узлы емкостного реле в одном корпусе, что упрощает конструкцию и повышает надежность. Они обеспечивают высокую чувствительность и стабильность работы.

Применение емкостных реле в быту и технике

Благодаря своей простоте и надежности емкостные реле нашли широкое применение в различных областях:

Бытовые применения емкостных реле

• Бесконтактные выключатели освещения
• Автоматическое открывание дверей
• Сенсорные панели управления бытовой техникой
• Датчики приближения в смартфонах и планшетах
• Системы охранной сигнализации

Промышленные применения емкостных реле

• Датчики уровня жидкости и сыпучих материалов
• Системы контроля доступа
• Счетчики предметов на конвейерах
• Датчики приближения в станках и роботах
• Системы безопасности в лифтах

Емкостные реле особенно эффективны там, где требуется бесконтактное срабатывание или обнаружение объектов через диэлектрические материалы.

Как сделать емкостное реле своими руками

Для изготовления простейшего емкостного реле своими руками потребуется:

1. Транзистор высокой частоты (например, КТ315)
2. Резисторы: 1 МОм, 10 кОм
3. Конденсаторы: 10 пФ, 100 пФ
4. Макетная плата
5. Провод для датчика
6. Источник питания 9В

Порядок сборки:

1. Соберите схему на макетной плате согласно выбранной схеме
2. Подключите датчик — отрезок провода длиной 10-20 см
3. Подключите питание
4. Проверьте работу, поднося руку к датчику
5. При необходимости подстройте чувствительность, изменяя номиналы элементов

Такое простое емкостное реле может обнаруживать приближение руки на расстоянии 5-10 см. Для увеличения чувствительности можно использовать более сложные схемы или готовые модули на микросхемах.

Настройка и повышение чувствительности емкостного реле

Чтобы добиться максимальной чувствительности и стабильности работы емкостного реле, следует учитывать несколько важных моментов:

Выбор и расположение датчика

Датчик емкостного реле играет ключевую роль в его работе. Для повышения чувствительности рекомендуется:

• Использовать датчик максимально возможной площади
• Располагать датчик на диэлектрической подложке
• Экранировать датчик от посторонних объектов
• Минимизировать длину проводов от датчика до схемы

Настройка порога срабатывания

В большинстве схем емкостных реле предусмотрена возможность регулировки порога срабатывания. Это позволяет подстроить чувствительность под конкретные условия применения:

• Для максимальной чувствительности устанавливают порог на грани самовозбуждения схемы
• Для стабильной работы порог немного повышают, жертвуя дальностью обнаружения
• Оптимальный порог подбирают экспериментально в реальных условиях

Фильтрация помех

Для повышения помехоустойчивости емкостного реле применяют различные методы фильтрации:

• Использование RC-фильтров в цепи питания
• Экранирование чувствительных участков схемы
• Применение дифференциальных схем
• Программная фильтрация в микроконтроллерных реализациях

Правильная настройка позволяет добиться высокой чувствительности при сохранении стабильности работы емкостного реле в реальных условиях.

Преимущества и недостатки емкостных реле

Емкостные реле имеют ряд достоинств и ограничений, которые определяют области их применения:

Преимущества емкостных реле:

• Бесконтактное срабатывание
• Возможность обнаружения объектов через диэлектрики
• Нечувствительность к загрязнениям и влажности
• Высокая надежность и долговечность
• Простота конструкции
• Низкое энергопотребление

Недостатки емкостных реле:

• Чувствительность к электромагнитным помехам
• Зависимость от температуры и влажности окружающей среды
• Ограниченная дальность действия
• Возможность ложных срабатываний
• Сложность настройки в некоторых применениях

Несмотря на ограничения, в большинстве бытовых и промышленных применений преимущества емкостных реле перевешивают их недостатки, что обеспечивает их широкое распространение.

Перспективы развития технологии емкостных реле

Технология емкостных реле продолжает развиваться, открывая новые возможности применения:

• Интеграция с микроконтроллерами для реализации сложных алгоритмов обработки сигналов
• Применение технологии сенсорных экранов для создания многозонных датчиков
• Использование машинного обучения для адаптации к изменяющимся условиям
• Миниатюризация для применения в носимой электронике
• Развитие беспроводных емкостных датчиков

Эти тенденции позволят расширить сферу применения емкостных реле и повысить их эффективность в существующих областях использования.

Емкостное реле схема

Какими светодиодами вы чаще всего пользуетесь? Схема емкостного реле для светильника. Все обсуждения. Добавить в избранное. Sprint Layout 5. Выберите категорию:.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Емкостное реле на транзисторах, дистанция обнаружения 1,3м
• Емкостное реле с радиусом действия 50 см
• Новый сайт
• Емкостное реле
• «ВОЛШЕБНОЕ» РЕЛЕ
• ВИБРОСИГНАЛ (емкостное реле)
• На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками
• Емкостные реле в быту

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ТОП НЕОБЫЧНЫХ СХЕМ С ОБЫЧНЫМ РЕЛЕ 💡 САМЫЕ ПРОСТЫЕ СХЕМЫ

Емкостное реле на транзисторах, дистанция обнаружения 1,3м

В январе года издательство «Наука и Техника» выпустило книгу автора А. Кашкарова «Электронные датчики». На этой страничке хочу познакомить Вас с некоторыми из конструкций. Микросхема содержит 4 элемента 2И-НЕ с передаточной характеристикой триггера Шмита имеет определенный гистерезис.

Данное устройство имеет высокую чувствительность, что позволяет использовать его в охранных устройствах, а также в устройствах, предупреждающих о небезопасном нахождении человека в опасной зоне например в распиловочных станках. Принцип устройства основан на изменении емкости между штырем антенны используется стандартная автомобильная антенна и полом.

По утверждению автора, данная схема срабатывает при приближении человека среднего размера на расстояние около 1,5 метров. В качестве нагрузки транзистора может использоваться, например, электромагнитное реле с током срабатывания не более 50 миллиампер, которое своими контактами включает исполнительное устройство сирену и проч.

Конденсатор С1 служит для снижения вероятности срабатывания устройства от помех. Беседа первая. Корни и плоды радио Беседа вторая. Первое знакомство с радиоприемником Беседа третья. Радиопередача и радиоприем Беседа четвертая. Экскурсия в электротехнику Беседа пятая. О полупроводниках и полупроводниковых приборах Беседа шестая.

Первый транзисторный приемник Беседа седьмая. Электронные лампы и их работа Беседа восьмая. Источники питания Беседа девятая. О микрофонах, звукоснимателях, динамических головках прямого излучения и громкоговорителях Беседа десятая. Твоя мастерская Беседа одиннадцатая.

Усилитель звуковой частоты Беседа двенадцатая. Приемник прямого усиления Беседа тринадцатая. Измерительная лаборатория Беседа четырнадцатая.

От приемника прямого усиления к супергетеродину Беседа пятнадцатая. Стереофония Беседа шестнадцатая. Знакомство с автоматикой Беседа семнадцатая. Мультивибратор и его применение Беседа восемнадцатая. Электро- и цветомузыка Беседа девятнадцатая. Телеуправление моделями Беседа двадцатая. Путь в радиоспорт Беседа двадцать первая. На страже Родины Беседа двадцать вторая. Радиоэлектроника служит человеку Беседа двадцать третья.

Для радиокружка и школы Приложения. Для дома, для семьи Изготовление самодельных деталей Как оборудовать рабочее место Краткие сведения о некоторых химических веществах, используемых в радиолюбительской практике Практические советы Радиопередатчики Сигнализация Простые измерительные приборы и пробники Справочники Сюрпризы электромагнитного поля Телефония Технологические приемы и процессы Технология Управляемые звуком Усилители НЧ Оркестр… Из радиодеталей Переговорные устройства Схемы новогодних гирлянд Цветомузыкальные приставки Электронные имитаторы звуков Электронная игротека Усилители звуковой частоты.

В начале рассмотрим схемы с применением микросхемы КТЛ1. Рубрики: Для дома, для семьи Метки: техник. Предыдущие записи: Индикатор намагниченности.

Последние статьи Схемы новогодних гирлянд Самостоятельный ремонт пульта ДУ Самодельная простая охранная сигнализация дома, или дачи Две простые схемы охранных устройств для квартиры Принцип работы транзистора Чем отличается переменный ток от постоянного Миниатюрный металлоискатель Таймер на 30 минут Лампа дневного света от батареи 12 Вольт Схема для автоматического включения освещения.

Емкостное реле с радиусом действия 50 см

Схема ёмкостного выключателя лампы Категория: Лампы , Управление освещением. Чем удобнее всего паять? Паяльником W. Микросхема MC Схема ёмкостного выключателя лампы. Категория: Лампы , Управление освещением Выключатель предназначен для установки в кладовке, чулане, или в другом небольшом помещении.

Емкостное реле это устройство, реагирующее на изменение емкости датчика: как пороговая схема, схема защиты, схема управления симистором.

Новый сайт

Русский: English:. Бесплатный архив статей статей в Архиве. Справочник бесплатно. Параметры радиодеталей бесплатно. Даташиты бесплатно. Прошивки бесплатно. Русские инструкции бесплатно. Стол заказов:. Бесплатная техническая библиотека, Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники.

Емкостное реле

Если учесть тот факт, что человеческое тело в основном состоит из воды, которая является электрическим проводником, то можно предположить, что емкостной датчик для обнаружения человека — наиболее оптимальное решение. Емкостной датчик можно использовать в качестве сторожевого, реагирующего на проникновение злоумышленников в помещение, двери или на прикосновение к замкам либо ручкам входных дверей, металлическим шкатулкам, сейфам и т. Радиус действия реле зависит от точности настройки конденсатора C1, a также от конструкции датчика. Охранная сигнализация, переключатели для бытовых устройств, датчики контроля на производственном конвейере — вот лишь небольшая часть сферы применения этого емкостного реле.

Радиотехника начинающим перейти в раздел. Букварь телемастера перейти в раздел.

«ВОЛШЕБНОЕ» РЕЛЕ

Артикул: RDKT Код товара: Есть в наличии. Расчёт стоимости доставки по запросу на e-mail. Описание Описание. Печатная плата с компонентами и инструкцией в упаковке.

ВИБРОСИГНАЛ (емкостное реле)

Емкостные реле в быту. Емкостный датчик в качестве противоугонного устройства. При несанкционированном проникновении злоумышленника в салон автомобиля срабатывает емкостное реле и разрывает контактную цепь, идущую к замку зажигания Рис. Емкостное реле самоблокируется и включает реле времени, находящееся до этого в ждущем режиме. Реле времени начинает отсчет времени, находящийся в пределах При желании владельца автомобиля контакты реле времени могут включать электрошоковое устройство, тогда угонщик будет подвержен слабому воздействию электрического тока силой Дверные замки автомобиля автоматически закрываются и самоблокируются. Может также включаться радиомаяк, расположенный внутри автомобиля.

Сигнальное устройство, служащее для подачи звукового или светового сигнала тревоги, использует принцип емкостного реле. Как видно из схемы.

На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками

Его можно использовать, к примеру, в простейшей бытовой автоматике: сел в кресло — включился торшер, заиграла музыка, заработал вентилятор и т. Словом, область применения этого реле подскажет фантазия, творческая мысль самих радиолюбителей. Радиус действия реле зависит от точности настройки конденсатора С1, а также от конструкции датчика.

Емкостные реле в быту

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: РЕЛЕЙНЫЙ ТРИГГЕР 🔨 САМАЯ ПРОСТАЯ СХЕМА

Автоматическое устройство можно использовать в различных моделях, игрушках, которые при встрече с препятствиями будут изменять свое движение, а также в быту сел, к примеру, в кресло — зажегся свет в торшере, заиграла музыка, заработал вентилятор ; для включения света в помещениях коридоре, комнате, кладовой ; для сигнализации автомобилей. Ранее опубликованные схемы емкостных реле достаточно сложны, имеют большие габариты и высокий уровень излучения помех. Между тем данное устройство в радиусе 4—5 м помех не создает, имеет небольшие размеры 85X30 мм , питается от источника постоянного тока напряжением 9—12 В, потребляя ток в исходном состоянии около 7 мА, а при срабатывании реле — до 45 мА. Принципиальная схема емкостного реле — на рисунке 1.

Какими светодиодами вы чаще всего пользуетесь? Схема емкостного реле для светильника.

Предлагаемое устройство подает сигнал при приближении к его чувствительному элементу антенне человека. Оно можетбыть использовано не только для охраны помещений, но и для автоматического включения при входе в них осветительных или иных приборов. Реле имеет высокую чувствительность и помехоустойчивость, отличается от ранее известных способом формирования сигнала. В традиционных емкостных реле, например, описанном в [1], антенна-датчик подключена к колебательному LC-контуру, служащему частотозадающим элементом автогенератора. При этом наводки на антенну и принимаемые ею радиопомехи по цепи положительной ОС попадают на вход активного элемента генератора например, транзистора , усиливаются им и вызывают ложные срабатывания. Кроме того, в подобных устройствах LC-контур оказывается сильно нагруженным, что снижает его добротность и дополнительно уменьшает помехоустойчивость.

Портал QRZ. RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям.

Емкостное реле своими руками

Схема ёмкостного выключателя лампы Категория: Лампы , Управление освещением. Чем удобнее всего паять? Паяльником W. Суточный генератор. Схема ёмкостного выключателя лампы. Категория: Лампы , Управление освещением Выключатель предназначен для установки в кладовке, чулане, или в другом небольшом помещении.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Датчик присутствия
• Емкостные датчики и реле схемы
• Емкостные реле в быту
• Емкостное реле с чуствительностью до 50см.
• Датчик движения своими руками
• Емкостное реле с радиусом действия 50 см
• «ВОЛШЕБНОЕ» РЕЛЕ

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Что можно сделать из обычного реле ?

Датчик присутствия

Емкостные реле. Принцип действия описываемого варианта емкостного реле основан на изменении частоты LC генератора под воздействием на его элементы внешних предметов. Такой генератор образуют катушка L1, емкость датчика Е1, конденсаторы C1, C2, полевой транзистор VT1, и конечно незначительная емкость монтажа устройства. Если напряжение питания транзистора стабилизировано и емкость датчика неизменна, то и частота генератора неизменна здесь она примерно кГц.

Но стоит приблизиться или коснуться датчика рукой, его емкость увеличивается, а частота электрических колебаний генератора уменьшается. Зарегистрировать изменение частоты позволяет второй LC контур, образованный катушкой L2, конденсатором С4 и слабо связанный чтобы не упала добротность с генератором через резистор R1.

Выделенное контуром напряжение сигнала выпрямляется диодом VD1, фильтруется конденсатором С5 и далее поступает на инвертирующий вход вывод 2 операционного усилителя DA1, выполняющего функцию компаратора. Конденсатором С4 резонансный контур настраивают на исходную частоту F0 генератора. При этом на инвертирующем входе компаратора действует максимальное постоянное напряжение U ВХ. В этом случае напряжение на выходе ОУ мало и светодиод HL1, подключенный к нему через ограничительный резистор R5 не горит.

Но стоит удалиться от датчика — и частота генератора вновь станет исходной, отчего напряжение U ВХ увеличится, компаратор переключится в первоначальное состояние и светодиод погаснет. Для повышения термостабильности устройства катушки L1 и L2, идентичные по конструкции, намотаны на кольцах из феррита НМ с внешним диаметром 20 мм можно 15 мм и содержат по витков провода ПЭВ-2 0,2. Намотка виток к витку, в один слой. Отвод катушки L1 сделан от го витка, считая от вывода, соединенного с общим проводом, L2 — от середины.

Расстояние между началом и концом катушек должно быть не менее 3- 4 мм. После сборки реле проводят предварительную регулировку его цепочку R5, HL1 при этом не подключают. Роль датчика могут временно выполнять два отрезка провода диаметром 0, мм длиной по 1- 1,5 м, расположенные параллельно на расстоянии 20 см один от другого. Если при этом емкость конденсатора С4 окажется наибольшей, то параллельно ему подключают дополнительный конденсатор емкостью 10 пФ и подстройку повторяют.

Вольтметр должен фиксировать напряжение 2,5- 5 В. Если оно меньше, подбирают резистор R1, но его сопротивление должно быть более кОм. После каждой замены резистора подстройку повторяют. Движок резистора R3 устанавливают в нижнее по схеме положение, а резистора R2 — в среднее. При этом светодиод должен гореть. Медленно перемещая движок резистора R3, добиваются погасания светодиода.

Если теперь к датчику поднести руку или коснуться провода, соединенного с конденсатором С1, светодиод должен загореться. При настройке емкостного реле, надо находиться, возможно дальше от элементов датчика. Емкостное реле, схема которого представлен на рисунке, при несколько меньшей чувствительности, значительно проще предыдущего. В качестве датчика здесь используется штырь длинной до 1 метра или рамка, выполненная из отрезка изолированного провода, установленные перпендикулярно плоскости печатной платы.

Катушка L1 намотана на многосекционном каркасе длинной 20 мм, и содержит витков провода ПЭЛ 0. В качестве реле можно использовать любое подходящее на соответствующее напряжение. Для настройки емкостного реле, вначале необходимо установить минимальную емкость конденсатора С1, при этом сработает реле К1. Затем ротор конденсатора С1, медленно поворачивают в сторону увеличения емкости до выключения реле К1. Чем меньше емкость подстроечного конденсатора, тем чувствительнее емкостное реле и больше расстояние, на которое датчик способен реагировать на объект.

Используются технологии uCoz.

Емкостные датчики и реле схемы

Теги: Емкостное реле Иван Вазевичус. Емкостное реле реагирует на изменение величины электрической емкости. Емкостное реле, схема которого изображена на рис, отличается простотой. Рабочая частота генератора на транзисторе VT1 равна 1 МГц. Катушка L1 намотана на ферритовом сердечнике диаметром 23 мм, она содержит 50 витков эмалированного провода диаметром 0,3 мм. Датчики-электроды представляют собой полоски медной фольги толщиной 0,2 мм. Соединение датчиков-электродов со схемой желательно выполнить экранированным проводом диаметром 0,4 мм.

Емкостное реле своими руками схемы. Емкостное реле в быту. Емкостное реле на микросхеме кла7. Емкостное реле | joyta. Ru. Радиокот.

Емкостные реле в быту

В январе года издательство «Наука и Техника» выпустило книгу автора А. Кашкарова «Электронные датчики». На этой страничке хочу познакомить Вас с некоторыми из конструкций. Микросхема содержит 4 элемента 2И-НЕ с передаточной характеристикой триггера Шмита имеет определенный гистерезис. Данное устройство имеет высокую чувствительность, что позволяет использовать его в охранных устройствах, а также в устройствах, предупреждающих о небезопасном нахождении человека в опасной зоне например в распиловочных станках. Принцип устройства основан на изменении емкости между штырем антенны используется стандартная автомобильная антенна и полом. По утверждению автора, данная схема срабатывает при приближении человека среднего размера на расстояние около 1,5 метров. В качестве нагрузки транзистора может использоваться, например, электромагнитное реле с током срабатывания не более 50 миллиампер, которое своими контактами включает исполнительное устройство сирену и проч. Конденсатор С1 служит для снижения вероятности срабатывания устройства от помех.

Емкостное реле с чуствительностью до 50см.

Для начинающих. Чувствительным узлом большинства емкостных реле является генератор электрических колебаний довольно высокой частоты сотни килогерц и выше. Когда параллельно контуру такого генератора подключается дополнительная емкость, то либо изменяется в определенных пределах частота генератора, либо его колебания срываются вовсе. Емкостное реле нередко используют для охраны различных объектов.

Если учесть тот факт, что человеческое тело в основном состоит из воды, которая является электрическим проводником, то можно предположить, что емкостной датчик для обнаружения человека — наиболее оптимальное решение.

Датчик движения своими руками

Радиотехника начинающим перейти в раздел. Букварь телемастера перейти в раздел. Основы спутникового телевидения перейти в раздел. Каталог схем перейти в раздел. Литература перейти в раздел.

Емкостное реле с радиусом действия 50 см

Технический портал радиолюбителей России. Фотогалерея Обзоры Правила Расширенный поиск. Уважаемые посетители! RU существует исключительно за счет показа рекламы. Мы будем благодарны, если Вы не будете блокировать рекламу на нашем Форуме. Просим внести cqham.

Емкостное реле с радиусом действия 50 см можно использовать При настройке конденсатора корпус тела и руку с диэлектрической.

«ВОЛШЕБНОЕ» РЕЛЕ

Его можно использовать, к примеру, в простейшей бытовой автоматике: сел в кресло — включился торшер, заиграла музыка, заработал вентилятор и т. Словом, область применения этого реле подскажет фантазия, творческая мысль самих радиолюбителей. Радиус действия реле зависит от точности настройки конденсатора С1, а также от конструкции датчика.

В часто посещаемых помещениях для экономии электроэнергии удобно применить емкостное реле для управления освещением. При входе в помещение, если необходимо включить свет, проходят вблизи емкостного датчика на включение, который подает сигнал в емкостное реле, и лампа включается. Выходя из помещения, если нужно выключить свет, проходят вблизи емкостного датчика на выключение, и реле выключает лампу. В ждущем режиме устройство потребляет ток около 2 мА.

Схема работает на звуковых частотах.

Емкостное реле — прибор, реагирующий на изменение емкости датчика, при приближении человека, металлических предметов, жидкости. Устройство содержит небольшое количество компонентов для сборки и налаживания имеет всего один регулировочный элемент. Однако, несмотря на простоту сборки не подходит для начинающих и юных радиолюбителей, так как не имеет гальванической развязки от сети. В качестве датчика, к собранной плате через обрезок провода подключается кусочек фольгированного текстолита прилагается в наборе , либо металлическая пластина, либо металлическая сетка имеет максимальную чувствительность, при возможных максимальных габаритах. Радиоконструктор K емкостное реле — это автоматизация: управление освещением, контроль уровня жидкости, охрана объектов. Пример промышленного использования — в бытовых электросушилках для рук. Как правило, именно на принципе емкостного реле осуществляется их дистанционное включение при движении рук человека в области датчика аппарата.

Различные виды детекторов, позволяющих осуществлять функции контроля над коммуникациями и системами безопасности в зданиях и частных домах, позволяют значительно облегчить управление всем комплексом в целом. За счет встроенных алгоритмов устройства работают автономно, и вмешательство человека становится минимальным. Одними из важных элементов таких схем являются датчики движения.

Высокочувствительное емкостное реле

Для начинающих

ЕМКОСТНОЕ РЕЛЕ — это электронное реле, срабатывающее при изменении (как правило, увеличении) емкости между его датчиком и общим проводом.

Чувствительным узлом большинства емкостных реле является генератор электрических колебаний довольно высокой частоты (сотни килогерц и выше). Когда параллельно контуру такого генератора подключается дополнительная емкость, то либо изменяется в определенных пределах частота генератора, либо его колебания срываются вовсе. В любом случае срабатывает пороговое устройство, соединенное с генератором,— оно включает звуковой или световой сигнализатор или исполнительное устройство. Емкостное реле нередко используют для охраны различных объектов. При приближении к объекту человека реле извещает об этом охрану. Кроме того, оно находит применение в устройствах автоматики, электронных игрушках, аттракционах.

Схема емкостного сигнализатора приведена на рис. 1. Основа его генератор, выполненный на транзисторе VT1 по схеме индуктивной трехточки. Выводы катушки индуктивности L1 включены так, что между базой и эмиттером транзистора образуется обратная связь, и каскад начинает генерировать колебания переменного тока. На выводах катушки появляется переменное напряжение, частота которого зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора С2. Амплитуда генерируемых колебаний зависит от величины обратной связи. Чтобы можно было ее подбирать (а это нужно при настройке устройства), в цепь эмиттера включен переменный резистор R5.

С изменением амплитуды генерируемых колебаний изменяется и коллекторный ток транзистора VT1: с увеличением амплитуды он растет, с уменьшением — падает. Этот ток протекает через резистор R2 и эмиттерный переход транзистора VT2, создавая на них падение напряжения. Стоит сорвать колебания генератора, например закоротив выводы катушки,- и ток в цепи эмиттера транзистора VT1 резко упадет.

Рис. 1 Принципиальная схема ёмкостного сигнализатора

 

В результате падения напряжения на резисторе R2 и эмиттерном переходе транзистора VT2 снизится настолько, что транзистор закроется. Напряжение на его коллекторе возрастет и откроется транзистор VT3. Сработает электромагнитное реле К1. Контактами К1.1 оно зашунтирует участок коллектор —- эмиттер транзистора VT3 и перейдет в режим самоблокировки, а контактами К1.2 включит звуковой сигнализатор — генератор, собранный на транзисторе VT4, Если теперь колебания первого генератора появятся вновь, сигнализатор все равно останется включенным, и привести устройство в исходное состояние можно лишь кратковременным отключением питания выключателем SA1.

А как влияет человек на работу емкостного сигнализатора? Через резистор R1, конденсатор C1 и зажим ХТ1 к колебательному контуру подключен охранный провод (или сеть проводов, развешанных словно изгородь) — своеобразная антенна. Другой вывод контура соединен через конденсатор С4 и зажим ХТ2 с землей. При касании рукой антенны цепочка R1C1 окажется подключенной через емкость тела (на схеме С_х) параллельно контуру и уменьшит его добротность (иначе говоря, зашунтирует контур и ухудшит его качество). В результате упадет амплитуда генерируемых колебаний настолько, что сработает сигнализатор.

Катушку индуктивности намотайте проводом ПЭЛШО (в эмалевой и шелковой изоляциях) диаметром 0,19 мм на каркасе из изоляционного материала: гетинакса, текстолита, органического стекла. Каркас поместите в карбонильный сердечник СБ-23-11a (СБ-2а). Всего на каркас нужно уложить 180 витков провода, сделав отвод от 60-го витка, считая от нижнего по схеме вывода — это начало обмотки.

Можно использовать катушку и без карбонильного сердечника, но при этом уменьшится чувствительность устройства, вместо провода ПЭЛШО подойдет ПЭВ или ПЭЛ диаметром 0,16. ..0,22 мм.

Кроме указанных на схеме, подойдут другие транзисторы серии МП39 — МП42 со статическим коэффициентом передачи тока не менее 40 (можно заменить более современными кремниевыми КТ361, КТ3107) . Постоянные резисторы — MЛT-0,25, переменный — СП-1. Конденсаторы С1—СЗ — слюдяные (КСО-1 или КСО-2), С4 — бумажный (например, МБГТ), С5 — оксидный типа К50-6. Электромагнитное реле К1 — РЭС 10, паспорт РС4.524.302. Сопротивление его обмотки 630 Ом, а ток срабатывания 22 мА. Подойдет и другое реле с сопротивлением обмотки до 700 Ом и током срабатывания менее 25 мА.

Трансформатор Т1 — выходной трансформатор от малогабаритного транзисторного приемника с двухтактным усилителем низкой частоты. Динамическая головка ВА1 — 0,2 ГД-1 или другая мощностью до 0,5 Вт и сопротивлением звуковой катушки 5… 10 Ом.

Для питания емкостного сигнализатора использованы два последовательно соединенных источника напряжением по 9 В. (При использовании электромагнитного реле на 5 В, достаточно одного источника питания напряжением в 9 В. )

В качестве звукового сигнализатора может быть использован любой другой, например этот .

Часть деталей сигнализатора удобно разместить на плате (рис. 2) из изоляционного материала. Реле приклеивают к плате со стороны монтажа выводами вверх, но вполне можно обойтись без клея, использовав Для подпайки выводов реле толстый монтажный провод. Аналогично поступают и с выходным трансформатором. А вот броневой сердечник придется приклеить к плате, поскольку другие способы крепления здесь  неприемлемы.

Плату прикрепляют к передней стенке корпуса с помощью гайки крепления переменного резистора. При этом нужно следить, чтобы мон-

тажные стойки, выступающие со стороны оси переменного резистора, не мешали креплению платы, иначе их придется укоротить  или пригнуть к плате. На передней стенке корпуса размещают также зажимы, динамическую головку и выключатель питания.

Для налаживания емкостного реле понадобится миллиамперметр на 25…30 мА. Включите его в показанный на схеме разрыв цепи в точке А и замкните проволочной перемычкой выводы базы и эмиттера транзистора VT2. При включении питания стрелка миллиамперметра должна показать ток не менее тока срабатывания реле. Если ток меньше, придется точнее подобрать резистор R7, уменьшая его сопротивление, и добиться нужного тока. Чтобы на время этой операции звуковой сигнализатор не работал, отключите эмиттер транзистора VT4 от источника питания.

Далее удалите перемычку между выводами эмиттера и базы транзистора VT2 и поставьте движок переменного резистора в крайнее левое по схеме положение (сопротивление резистора полностью выведено). Стрелка миллиамперметра должна возвратиться к началу шкалы и показать ток не более 3 мА, что будет свидетельствовать о нормальной работе генератора. Этот ток можно подобрать точнее резистором R6.

Теперь пора соединить зажим ХТ1 с проводом охраны, а зажим ХТ2 — с металлическим штырем длиной 300…400 мм, воткнутым в землю. Дотрагиваясь рукой до охранного провода, плавно перемещайте движок переменного резистора вправо по схеме (поворачивайте его ручку на передней стенке по часовой стрелке). Установите его в такое положение, чтобы емкостное реле срабатывало (разрыв в точке А и цепь эмиттера транзистора VT4 нужно к этому моменту восстановить) от легкого прикосновения к проводу охраны. Тембр звучания динамической головки установите по своему вкусу подбором резистора R8.

Учтите, что емкостное реле будет надежно работать только с тем граждением, с которым его налаживали. При подключении реле к  другому заграждению вновь придется отрегулировать его чувствительность переменным резистором R5. Как уже было сказано, емкостное реле обычно содержит генератор высокой частоты, к которому подключен датчик. Такой генератор чувсствителен даже к небольшому  изменению емкости, измеряемой единицами пикофарад. Правда, он способен излучать в эфир помехи, поэтому приходится принимать меры по их ослаблению.

Иванов Б.С.

 

Емкостный датчик своими руками. Схемы датчиков движения и принцип их работы, схемы подключения

Работа ёмкостных датчиков обычно основана на регистрации изменений параметров генератора, в колебательную систему которого входит ёмкость контролируемого объекта. Простейшие из таких датчиков содержат один LC-генератор на полевом транзисторе и работают по принципу возрастания потребляемого тока или уменьшения напряжения при увеличении ёмкости. Такие устройства при максимальной дальности обнаружения приближающегося объекта не более 0,1 м обладают весьма низкой стабильностью и малой помехоустойчивостью. Более высокие характеристики имеют ёмкостные датчики, схема которых выполнена на основе двух генераторов и работающие по принципу сравнения частоты или фазы колебаний образцового и перестраиваемого (измерительного) генераторов. Например, описанный в . Лучшие из них способны почувствовать приближение человека на расстоянии 2 м. Однако при выполнении на дискретных элементах они получаются слишком громоздкими, а при использовании специализированных микросхем — слишком дорогими.

В предлагаемой статье рассматривается схема ёмкостного датчика, с высокой чувствительностью на микросхеме тонального декодера NJM567 . Эта микросхема и её аналоги (например, NE567) широко используются для обнаружения узкополосных сигналов в диапазоне от 10 Гц до 500 кГц. Они применялись и в системах автоподстройки частоты вращения блока видеоголовок бытовых видеомагнитофонов. Использование встроенного в тональный декодер RC-генератора упрощает схему ёмкостного датчика, а внутренняя петля ФАПЧ этого генератора обеспечивает стабильность и помехоустойчивость датчика.
Дальность обнаружения приближающегося человека — не менее 0,5 м (при длине антенны датчика 1 м), что значительно больше, чем, например, у прибора, выполненного по схеме . В устройстве отсутствуют намоточные изделия (катушки индуктивности), что упрощает его повторение.

Схема ёмкостного датчика изображена на рис. 1. Частотозадающие элементы находящегося в микросхеме DA2 генератора — резистор R6 и конденсатор С5. Сигнал генератора частотой около 15 кГц с вывода 5 микросхемы DA2 подан на фазосдвигающую цепь, образованную подстроечным резистором R5, антенной WA1, конденсатором СЗ и резистором R3. С неё через истоковый повторитель на полевом транзисторе VT1, усилитель на транзисторе VT2 и конденсатор С4 сигнал поступает на вход IN (вывод 3) микросхемы DA2. К выводу 2 этой микросхемы подключён конденсатор С8 фильтра фазового детектора системы ФАПЧ, от ёмкости которого зависит ширина её полосы захвата. Чем ёмкость больше, тем уже полоса.

На второй фазовый детектор микросхемы образцовое напряжение подаётся от генератора с фазовым сдвигом на 90 относительно поступающего на фазовый детектор ФАПЧ. Напряжение на выводе 1 микросхемы (выходе второго детектора), подаваемое на встроенный в неё компаратор напряжения, зависит от фазового сдвига между входным сигналом и сигналом генератора, вносимого рассмотренной выше цепью, которая включает в себя антенну WA1. С7 — конденсатор выходного фильтра фазового детектора. Резистор R8, включённый между выводами 1 и 8 микросхемы, создаёт в характеристике переключения компаратора гистерезис, необходимый для повышения помехоустойчивости. Цепь R7C6 — нагрузка выхода OUT, выполненного по схеме с открытым коллектором.

Далее по схеме ёмкостного датчика сигнал через диод VD2 поступает на цепь из резистора R9 и конденсатора С9 и на вход логического элемента DD1. 1. Цепь R10C10 формирует импульс, блокирующий ложное срабатывание датчика в момент включения питания. С выхода элемента DD1.1 сиг- нал поступает через диод VD4 на цепь R11C11, обеспечивающую длительность выходного сигнала датчика не менее заданной, и на соединённые последовательно элементы DD1.2 и DD1.3, формирующие взаимно инверсные выходные сигналы датчика на линиях “Вых. 1” и “Вых. 2”. Высокий уровень сигнала на линии “Вых. 2” и включённый светодиод HL1 свидетельствуют, что в чувствительной зоне находится человек.

Узел питания ёмкостного датчика собран на интегральном стабилизаторе LM317LZ, выходное напряжение которого установлено равным 5 В с помощью резисторов R1 и R2. Входное напряжение может находиться в пределах 10…24 В. Диод VD1 защищает датчик от неправильной полярности источника этого напряжения.
Все детали датчика смонтированы на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, чертёж которой изображён на рис. 2. Резисторы R1 и R2 — для поверхностного монтажа. Их монтируют на плату со стороны печатных проводников. Подстроечный резистор R5 — СПЗ-19а или его импортный аналог.

Микросхему NJM567D можно заменить на NE567, KIA567, LM567 с различными буквенными индексами, означающими тип корпуса. Если он типа DIP8 (как у NJM567D) или круглый металлический, печатную плату корректировать не придётся. Аналог микросхемы К561ЛЕ5 — CD4001A. Транзистор КП303Е заменяется на BF245, КТ3102Е -на ВС547.
Антенна WA1 — отрезок одножильного изолированного провода сечением 0,5мм2 и длиной 0,3…1,5м. Короткая антенна обеспечивает меньшую чувствительность. Следует иметь в виду, что необходимая ёмкость конденсатора СЗ зависит от собственной ёмкости антенны, а значит, от её длины. Указанная на схеме ёмкость оптимальна для антенны длиной около метра. Чтобы работать с антенной длиной 0,3 м, ёмкость необходимо уменьшить до 30 пф.

Налаживать ёмкостный датчик следует, установив его и антенну там, где предполагается их эксплуатация. При этом следует учитывать, что на порог срабатывания влияет и расположение антенны относительно заземлённых предметов и проводов.
Первоначально движок подстроечного резистора R5 устанавливают в положение максимального сопротивления. После включения питания светодиод HL1 должен оставаться погашенным. В работоспособности датчика можно убедиться по включению этого светодиода в случае прикосновения к антенне рукой. Если ёмкость конденсатора СЗ выбрана правильно, то при переводе движка подстроечного резистора R5 в положение минимального сопротивления светодиод должен включиться и без касания антенны.

Убедившись в работоспособности схемы ёмкостного датчика, его налаживание продолжают по общеизвестной методике, добиваясь требуемого порога срабатывания плавным перемещением движка подстроечного резистора. Желательно делать это с помощью диэлектрической отвёртки, оказывающей минимальное влияние на фазосдвигающие цепи.
Оптимальная настройка соответствует включению светодиода при приближении человека к антенне метровой длины на расстояние 0,5 м, а выключение — при его удалении до 0,6 м. Укорочение антенны до 0,3 м уменьшит эти значения примерно на треть.

Следует заметить, что если ёмкость конденсатора СЗ слишком велика, светодиод HL1 может светиться и в крайнем левом положении движка, а при касании антенны рукой — гаснуть. Это объясняется тем, что устройство работает по балансному принципу и при необходимости можно отрегулировать его на срабатывание при удалении охраняемого объекта из чувствительной зоны.

ЛИТЕРАТУРА
1. Табунщиков В. Волшебное реле. — Моделист-конструктор, 1991, № 1, с. 23.
2. Нечаев И. Ёмкостное реле. — Радио, 1992, №9, с. 48-51.
3. Ершов М. Ёмкостный датчик. — Радио, 2004, №3, с. 41,42.
4. NJM567 Tone Decoder / Phase Locked Loop. www.pdf.datasheet.su/njr/njm567d.pdf
5. Соломеин В. Ёмкостное реле. -Радио, 2010, № 5, с. 38, 39.

В. ТУШНОВ, г. Луганск, Украина
“Радио” №12 2012г.

— одним из самых простых датчиков движения является концевой выключатель вмонтированный проем двери. Так же и принцип его работы не сложный — срабатывает, когда дверь открывается или закрывается. Довольно простенькая схема используется в холодильнике, в домашнем баре, которая при открывании двери включает освещение. Эту конструкцию можно применить в подсобном помещении, в прихожей квартиры, на входной двери подъезда. По этой аналогии можно изготовить «дежурку» выполненную на светодиодах, используя такой «концевик» либо сигнализацию, которая будет предупреждать при срабатывании.

Именно такие приборы, состоящие из электромеханического устройства геркона и магнита сейчас устанавливают в помещениях находящихся под охраной. Тем не менее это устройство имеет свое слабое звено — узко направленное применение. Если потребуется контролировать большие внешние территории, крупные помещения, то от них пользы не будет никакой. Что касается проходов открытого типа, то для них существуют приборы способные реагировать на любые изменения вокруг. В число таких датчиков входят фотореле, емкостные датчики, тепловые извещатели, а также акустическое реле.

Для контроля перемещения на определенном пространстве применяются датчики присутствия для включения света не только промышленного производства, но и изготовленные собственноручно. Широко используются фото приборы, устройства оценки эхо-сигналов, звуковые сигнализаторы. Они отлично справляются с работой оповещения при движении объекта в радиусе действия приборов. Принципиальная основа функционирования таких приборов заключается в создании импульсного сигнала и его фиксирование в момент отражения от предмета. В момент поступления импульса в такую область контроля, меняются свойства отражающего сигнала, и обнаружитель создает управляющий сигнал в выходной цепи.

Ниже показана принципиальная схема функционирования светочувствительного автомата и акустического реле:

Двери открывающиеся в автоматизированном режиме, акустические сигнализаторы, караульная спец сигнализация, и многая другая техника, точно фиксирующая позицию предмета.

В частности, примечательно было бы оборудовать датчиком присутствия ваше зеркало с эффектом светодиодной подсветки. Подключение иллюминации будет выполняться только в то время, когда вы приблизитесь к зеркалу. Кстати, такую схему можно собрать собственными руками в домашних условиях.

Принципиальные схемы устройств

Микроволновый прибор

Одним из самых востребованных сигнализаторов считаются датчики присутствия для включения света , прекрасно подходят для наблюдения за открытым пространством. Для этих же целей существует еще не менее эффективное устройство — емкостной датчик. Особенность действия этого прибора состоит в определении коэффициента трансформации радиоволн. Наверное многие из вас когда-либо подмечали в действии такой эффект. В момент приближения к включенному радиоприемнику появляется фоновый шум и он начинает уходить с настроенной волны. Если есть желание повторить схему датчика движения работающего по микроволновому принципу, то абзац размещенный ниже это для вас. Основой такого волнового уловителя является генератор сверхвысокочастотных колебаний и специализированная антенна.

Ниже описан метод изготовления датчика движения микроволнового типа с рабочей принципиальной схемой, в создании которой нет ничего сложного. Полевой транзистор КП306 VT1 выполняет роль генератора высоких частот, а также выполняет функции радиоприёмника. Выпрямительный диод VD1 используется для детектирования сигнала, направляя напряжение смещения на базовый переход транзистора VT2. Специфика трансформатора Т1 предусматривает работу каждой из обмоток на разных частотах.

В исходном положении, при котором на антенну нет внешнего влияния емкости, размах амплитуды симметрично уравновешиваются и на диоде VD1 отсутствует напряжение. Когда меняется частота, тогда происходит сложение амплитуд и диод выполняет их преобразование, в это время переходы транзистора VT2 переходят в открытое состояние. Для быстрого сравнивания значений двух сигналов друг с другом, в схеме предусмотрен компаратор, собранный на тиристоре VS1. Его основное назначение — управлять реле, рассчитанного на напряжение питания 12v.

Далее также показана проверенная схема реле присутствия, реализованная на недорогих электронных элементах. На ее основе можно собственноручно изготовить качественный волновой уловитель движения. А возможно кто-то найдет ему другое применение или просто использует для знакомства с прибором.

Тепловой датчик присутствия

Пироэлектрический инфракрасный сенсор движения входит в разряд самых распространенных тепловых датчиков применяемых в различных отраслях хозяйства. Его популярность обусловлено доступностью комплектующих, простотой изготовления и настройки, гарантированно широким диапазоном температурной составляющей.

Немало таких готовых приборов имеются в продаже. В основном такие сенсоры устанавливаются в светильники, приборы сигнализации и ряд других контроллеров. Тем не менее, доступная для изготовления схема в домашних условиях показана ниже:

Специализированный тепловой уловитель В1 и фотоэлемент VD1 образовывают комплекс автоматического управления световым излучением. Прибор сразу включается в работу как только начинает темнеть. За настройку параметра внешней освещенности отвечает подстроечный резистор R2. Сенсор срабатывает, как только движущий объект попадает в зону действия датчика. Контроль за временем действия прибора выполняется за счет интегрированного таймера, установка значений выставляется переменным резистором R5.

В настоящем справочном пособии приведены сведения об использовании тайников различных типов. В книге рассматриваются возможные варианты тайников, способы их создания и необходимые при этом инструменты, описываются приспособления и материалы для их сооружения. Даны рекомендации по устройству тайников дома, в автомобилях, на приусадебном участке и т. п.

Особое место уделено способам и методам контроля и защиты информации. Приведено описание специального промышленного оборудования, используемого при этом, а также устройств, доступных для повторения подготовленными радиолюбителями.

В книге дано подробное описание работы и рекомендации по монтажу и настройке более 50 устройств и приспособлений, необходимых при изготовлении тайников, а также предназначенных для их обнаружения и обеспечения сохранности.

Книга предназначена для широкого круга читателей, для всех, кто пожелает ознакомиться с этой специфической областью творения рук человеческих.

Если учесть тот факт, что человеческое тело в основном состоит из воды, которая является электрическим проводником, то можно предположить, что емкостной датчик для обнаружения человека — наиболее оптимальное решение. Емкостной датчик можно использовать в качестве сторожевого, реагирующего на проникновение злоумышленников в помещение, двери или на прикосновение к замкам либо ручкам входных дверей, металлическим шкатулкам, сейфам и т. п.

Простое емкостное реле

Радиус действия реле зависит от точности настройки конденсатора C1, а также от конструкции датчика. Максимальное расстояние, на которое реагирует реле, равно 50 см.

Принципиальная схема емкостного реле приведена на рис. 2.85, а конструкция индуктивной катушки с размещением ее и датчика на плате — на рис. 2.86.

Рис. 2.85. Простое емкостное реле

Рис. 2.86. Конструкция индуктивной катушки емкостного реле

Катушка L1 намотана на многосекционном полистироловом каркасе от контуров транзисторных радиоприемников и содержит 500 витков (250 + 250) с отводом от середины провода ПЭЛ 0,12 мм, намотанного внавал.

Датчик устанавливается перпендикулярно плоскости печатной платы. Он представляет собой отрезок изолированного монтажного провода длиной от 15 до 100 см, либо квадрат, выполненный из такого же провода, со сторонами от 15 см до 1 и.

Конденсатор С1 — типа КПК-М, остальные — типа К50-6. В качестве реле выбрано РЭС-10, паспорт РС4.524.312, можно также применить РЭС-10, паспорт РС4.524.303, либо РЭС-55А, паспорт 0602. Диод VD1 можно исключить, так как он необходим лишь для предохранения схемы от случайного изменения полярности питания.

Настраивается емкостное реле конденсатором С1. Сначала ротор C1 необходимо установить в положение минимальной емкости, при этом сработает реле К1. Затем ротор медленно поворачивают в сторону увеличения емкости до выключения реле К1. Чем меньше емкость подстроечного конденсатора, тем чувствительнее емкостное реле и больше расстояние, на котором датчик способен реагировать на объект. При настройке конденсатора корпус тела и руку с диэлектрической отверткой необходимо держать на возможно большем удалении от платы.

Емкостный датчик

Большинство схем емкостных датчиков состоят из двух генераторов и схемы, контролирующей нулевые биения или промежуточную частоту. При этом частота одного генератора стабилизируется кварцевым резонатором, а на настройку контура другого влияет внешняя емкость.

Схема, приведенная на рис. 2.87, содержит один генератор, работающий на частоте 460–470 кГц, воздействие на датчик приводит к тому, что изменяется ток, потребляемый генератором (внешняя емкость не столько изменяет частоту, сколько дополнительно нагружает контур).

Рис. 2.87. Емкостный датчик

При увеличении внешней емкости ток потребления возрастает, что приводит к открыванию второго транзистора.

Генератор собран на полевом транзисторе VT1. Частота настройки определяется параметрами контура на катушке L1. Датчик может быть произвольной формы, например кусок монтажного провода, сетка, квадрат со стороной от 150 до 1000 мм или кольцо. Если датчик устанавливать в автомобиле, то для охраны стекла достаточно провода длиной 150 мм, можно установить сетку в сидениях или расположить провод в щелях приборной панели.

Ключ выполнен на транзисторе VT2. При воздействии на датчик ток, потребляемый генератором, увеличивается и транзистор VT2 открывается, при этом напряжение на его коллекторе становиться близким к напряжению питания (схема питается от параметрического стабилизатора на стабилитроне VD1 и резисторе R6).

Исполнительное устройство выполнено на микросхеме DD1 по схеме одновибратора. Цепь R5C5 нужна для задержки срабатывания устройства после включения. Если задержка не нужна, конденсатор С5 можно исключить. Можно сделать вариант с задержкой и контрольным светодиодом. В этом случае нужно уменьшить сопротивление R6 до 150 Ом, a R4 до 620 Ом, и включить последовательно с R4 светодиод типа АЛ307 в прямом направлении. Теперь первые пять-десять секунд после включения реакция датчика приведет только к зажиганию светодиода. Затем, после окончания этого времени, каждое срабатывание будет приводить к появлению на выходе схемы положительного импульса длительностью около 10 с. Длительность импульса можно регулировать, изменяя сопротивление R7 или емкость С6.

Емкостный датчик собран на одной печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Подстроечный конденсатор — тина КПК, полевой транзистор VT1 может быть с любым буквенным индексом, что же касается VT2 — здесь подойдет любой p-n-p транзистор малой мощности, включая и МП39 -МП42. Микросхему К176ЛА7 можно заменить на К561ЛА7 или даже на К561ЛЕ5, но в этом случае нужно поменять местами R5 и С5, изменить полярность включения С6 на противоположную; вывод R7, соединенный с общим проводом, подключить к катоду стабилитрона, а выходной сигнал снимать с вывода 3 DD1, включив элемент с выводами 12, 13 и 11 между коллектором VT2 и выводом 9 DD1.

Катушка намотана на стандартном четырехсекционном каркасе от катушки гетеродина средневолнового радиоприемника. Ферритовый сердечник (и броневой, если имеется) удаляется. Катушка имеет 1000 витков с отводом от середины провода ПЭВ 0,06 мм. Стабилитрон можно выбрать любой соответствующей мощности с напряжением стабилизации 7…10 В.

Для настройки подключите датчик и расположите плату там, где она будет находиться (или недалеко от этого места). Подключив питание, диэлектрической отверткой установите ротор конденсатора С1 в состояние минимальной емкости. При этом схема должна сработать. Затем, постепенно поворачивая его на небольшой угол и удаляясь после этого на расстояние недосигаемости (около полуметра), установите ротор С1 в такое положение, при котором схема перестает срабатывать, пока вы не приблизитесь на такое расстояние, которое хотите установить.

Емкостное реле на LC-контуре

Принцип действия описываемого варианта емкостного реле (рис. 2.88) основан на изменении частоты LC-генератора под влиянием воздействия на его элементы внешних предметов — эффекта, знакомого вам по реакции радиоприемника на поднесение руки к его антенне.

Рис. 2.88. Емкостное реле на LC-контуре

Такой генератор емкостного реле образуют катушка L1, емкость датчика Е1, конденсаторы C1, С2, полевой транзистор VT1 и, конечно, незначительная емкость монтажа устройства.

Если напряжение питания транзистора стабилизировано и емкость датчика неизменна, то и частота генератора тоже неизменна (в нашем случае примерно 100 кГц). Но стоит приблизиться или коснуться датчика рукой, его емкость увеличивается, а частота электрических колебаний генератора уменьшается.

Резкое изменение частоты LC-генератора — это и есть сигнал о нарушении исходных параметров чувствительного элемента емкостного реле.

Но этот сигнал надо еще обнаружить. Решить задачу помогает второй LC-контур, образованный катушкой L2, конденсатором С4 и слабо связанный (чтобы не упала добротность) с генератором через резистор R1. Используется знакомое вам свойство резонансного контура — зависимость напряжения на нем от частоты колебаний поступающего сигнала. Выделенное контуром напряжение сигнала выпрямляется диодом VD1, фильтруется конденсатором С5 и далее поступает на инвертирующий вход (вывод 2) операционного усилителя (ОУ) DA1, выполняющего функцию компаратора.

Конденсатором С4 резонансный контур настраивают на исходную частоту F 0 генератора. При этом на инвертирующем входе компаратора действует постоянное напряжение U вх. мах. Резисторами R2 и R3 устанавливают на неинвертирующем входе (вывод 3) ОУ пороговое напряжение U пор. Несколько меньшее, чем U вх. мах. В этом случае напряжение на выходе ОУ мало и светодиод HL1, подключенный к нему через ограничительный резистор R5, не горит.

Если изменение частоты генератора будет таким, что напряжение U вх станет меньше U пор,компаратор сработает и включит светодиод. При удалении от датчика частота генератора вновь станет исходной, напряжение U вх увеличится, компаратор переключится в первоначальное состояние и светодиод погаснет.

Катушки L1 и L2 идентичные по конструкции и намотаны на кольцах из феррита 2000НМ с внешним диаметром 20 мм (можно 15 мм) и содержат 100 витков провода ПЭВ-2 0,2 мм. Намотка виток к витку, в один слой. Отвод катушки L1 сделан от 20-го витка, считая от вывода, соединенного общим проводом, L2 — от середины. Расстояние между началом и концом катушек должно быть не менее 3…4 мм. Транзистор VT1 — КПЗОЗБ, операционный усилитель DA1 — К140УД7, К140УД8, диод VD1 — КД503Б, КД521, КД522Б. Конденсаторы С1 и С2 — типа КТ, КД, КМ, СЗ и С5 — КЛС, KM, С4 — КПК-1, резисторы R2 и R3 — типа СПЗ-3, остальные — ВС, МЛТ.

После сборки реле проводят предварительную регулировку (цепочку R5HL1 пока не подключают). Роль датчика могут временно выполнять два отрезка провода диаметром 0,5… 1 мм длиной по 1…1,5 м, расположенные параллельно на расстоянии 15…20 см один от другого. К конденсатору С5 подключают вольтметр постоянного тока с относительным входным сопротивлением менее 10 кОм/В и подстроечным конденсатором С4 добиваются максимального показания напряжения вольтметра. Если при этом емкость конденсатора С4 окажется наибольшей, то параллельно ему подключают дополнительный конденсатор емкостью 10… 15 пФ и подстройку повторяют. Вольтметр должен фиксировать напряжение 2,5…5 В. Если оно меньше, подбирают резистор R1, но его сопротивление должно быть более 500 кОм. После каждой замены резистора подстройку повторяют.

Далее, к выходу ОУ подключают последовательно соединенные резистор R5 светодиод НL1. Движок резистора R3 устанавливают в нижнее по схеме положение, резистор R2 — в среднее. При этом светодиод должен гореть. Медленно перемещая движок резистора R3, добиваются погасания светодиода. Если теперь к датчику поднести руку или коснуться провода, соединенного с конденсатором С1, светодиод должен загореться. На этом предварительную регулировку емкостного реле можно считать законченной.

Схема исполнительного устройства приведена на рис. 2.89.

Рис. 2.89. Исполнительное устройство

К выходу емкостного реле через делитель R1R2 подключают электронный ключ на транзисторе VT1, управляющий электромагнитным реле К1, контакты К1.1 которого включают осветительную лампу EL1 или сирену. Блок питания включает в себя понижающий трансформатор Т1, выпрямитель на диодах VD3-VD6 и фильтрующий конденсатор С2. Напряжение питания самого емкостного реле (9 В) стабилизируется параметрическим стабилизатором R3VD1.

При срабатывании емкостного реле на его выходе появляется постоянное напряжение 7…8 В, часть которого поступает на базу транзистора VT1. Транзистор открывается, реле К1 срабатывает и замыкающимися контактами К1.1 подключает к сети лампу EL1 или сирену. После восстановления исходного режима работы емкостного реле транзистор закрывается и лампа гаснет.

Транзистор VT1 может быть КТ315Б — КТ315Д, КТ312А — КТ312В или другой аналогичный. Диоды VD3 — VD6 — любые выпрямительные с допустимым прямым током не менее 40…50 мА. Оксидные конденсаторы — типа К50-6 или другие на соответствующие поминальные напряжения, резисторы — типа ВС, МЛТ. Реле К1 — РЭС22, паспорт РФ4.500.129 или аналогичное, срабатывающее при напряжении 9…11 В.

Налаживание автомата сводится к окончательной настройке его емкостного реле. Для этого параллельно конденсатору С5 (см. рис. 2.88) подключают высокоомный вольтметр постоянного тока и подстроечным конденсатором С4 устанавливают на нем максимальное напряжение — оно должно быть примерно таким же, как и при предварительной настройке. Если добиться этого не удается, параллельно С4 подключают дополнительный конденсатор емкостью 20…30 пФ и настройку повторяют.

Для повышения чувствительности устройства контур L2C4 следует настраивать не на максимум напряжения, а немного меньше — примерно на уровне 0,7 U вх. мах. А так как возможны две точки настройки (выше и ниже F o), правильна будет та, которая соответствует меньшей емкости конденсатора С4. После этого резисторами R2, R3 добиваются четкого срабатывания электромагнитного реле.

Что такое емкостные датчики? Это самое обычное электронное реле, срабатывающее при изменении емкости. Чувствительным элементом многих рассмотренных здесь схем являются генераторы высокой частоты от сотен килогерц или больше. Если параллельно контуру этого генератора подсоединить дополнительную емкость, то либо поменяется частота генератора, либо его колебания прекращаются совсем. В любом варианте сработает пороговое устройство, которое включает звуковой или световой сигнализатор. Эти схемы можно применять в различных моделях, которые при встрече с различными препятствиями будут изменять свое движение, в быту — сел в компьютерное кресло включился ноутбук или заиграл музыкальный центр, устройства можно также использовать для включения света в помещениях для построения систем сигнализации и т. п.

Схема работает на звуковых частотах. Для увеличения чувствительности в контур генератора низкой частоты добавлен полевой транзистор.

Генератор прямоугольных импульсов с частотой следования последних 1 кГц выполнен на элементах DD1.1 и DD1.2 . В качестве выходного каскада предназначен DD1.3 , нагрузкой которого является телефонный динамик.

С целью увеличения чувствительности схемы можно добавить количество радиокомпонентов, введенных в RC — цепь .

Схема должна начать работать сразу после включения. Иногда нужно подстроить сопротивление R1 на пороговую чувствительность.

При регулировке реле возможны два варианта его функционирования: срыв или возникновение генерации при появлении емкости. Установка нужного нам схемотехнического варианта выбирается подбором номинала переменного сопротивления R1. При приближении руки к Е1 подстройкой сопротивления R1 делают так, чтобы расстояние, с которого запускалась схема, составляло 10 — 20 сантиметров.

Для включения различных исполнительных механизмов в емкостном реле используем сигнал с выхода элемента DD1.3 .

Для включения света проходят рядом со вторым емкостным преобразователем, а для отключения освещения в помещении с первым.

Срабатывание преобразователя приводит к переключению RS триггера построенного на логических элементах. Емкостные датчики сделаны из отрезков коаксиального кабеля, с конца которых на длину около 50 сантиметров снят экран. Край экрана требуется изолировать. Датчики устанавливают на дверном каркасе. Длину неэкранированной части датчиков и номиналы сопротивлений R5 и R6 подбирают при отладки схемы так, чтобы триггер надежно срабатывал при прохождении биологического объекта на расстоянии 10 сантиметров от датчика.

Пока емкость между датчиком и корпусом мала, на сопротивлении R2, и на входе элемента DD1.3 формируются короткие импульсы положительной полярности, а на выходе элемента такие же импульсы но уже инвертированные. Емкость С5 медленно заряжается через сопротивление R3, когда на выходе элемента имеется уровень логической единицы, и быстро разряжается через диод VD1 при логическом нуле. Т.к разрядный ток выше зарядного, напряжение на емкости С5 имеет уровень логического нуля, и элемент DD1.4 заперт для сигнала звуковой частоты.

При приближении к элементу любого биологического объекта его емкость относительно общего провода возрастает, амплитуда импульсов на сопротивлении R2 падает ниже порога включения DD1.3. На его выходе будет постоянная логическая единица, до этого уровня осуществится наполнение емкостью конденсатор С5. Элемент DD1.4 начнет пропускать сигнал звуковой частоты, и в динамике раздастся звуковой сигнал. Чувствительность емкостного реле можно регулировать подстроечной емкостью С3.

Датчик изготавливается своими руками с использованием металлической сетки с размерами 20 х 20 сантиметров, для хорошего уровня чувствительности реле.

В этой схеме емкостного реле к логическому элементу DD1. 4 подсоединен транзистор VT1, в коллекторную цепь которого включен тиристор VS1 управляющий мощной нагрузкой.

Устройство, собранное по схеме ниже, реагирует на присутствие любого проводящего объекта, в том числе и человека. Чувствительность датчика можно регулировать потенциометром. Схема не позволяет обнаруживать движение объектов, но она хороша именно в роли датчика присутствия. Одним из очевидным решением использования в быту емкостного датчика присутствия является самодельная схема автоматическое открывания дверей. Для этих целей схема устройства должна быть размещена с передней части двери.

Основой этого емкостного устройства являются осциллятор с T1 и одновибратор. Осциллятор это типовой генератор Клаппа стабильной частоты. Поверхность емкостного датчика действует как конденсатор для колебательного контура, и в этой конфигурации частота будет около 1 МГц.

Время переключения схемы можно изменять в широком диапазоне с помощью переменного резистора Р2. Не надо подносить металлические предметы близко к датчику, т. к емкостное реле останется в закрытом состоянии. Эта схема также может быть применена в роли детектора агрессивных жидкостей. Главное достинство здесь заключается в том, что поверхность емкостного датчика не вступает в прямой контакт с жидкостью.

На полевом транзисторе выполнен маломощный генератор с частотой следования импульсов 465 кГц, а на биполярном транзисторе электронный ключ для срабатывания реле К1, контактами которого включается исполнительный механизм. Диод используется в схеме при случайном изменении полярности подсоединяемого источника питания.

Радиус действия емкостного реле и чувствительность, зависит от регулировки С1 и конструкции датчика, если вас заинтересовала это разработка то вы можете скачать журнал моделист конструктор по ссылке чуть выше.

Основа схемы маломощный генератор ВЧ. К колебательному контуру L1C4 подсоединена металлическая пластина. Поднесенная к ней ладонь руки или другая часть тела человека представляет собой вторую обкладку конденсатора C д . тем выше, чем больше площадь его обкладок и меньше расстояние между ними. L1 намотайте на каркасе ∅ 8-9 мм, склеенном из бумаги. Катушка СОСТОИТ ИЗ 22-25 витков провода ПЭВ-1 0,3-0,4, намотанных виток к витку. Отвод необходимо сделать от 5-7-го витка, считая от начала.

Настройка реле

Подсоедините в коллекторную цепь биполяярного транзистора V1 миллиамперметр на 10 мА и между точкой соединений миллиамперметра с катушкой L1 и эмиттером второго транзистора подсоединить конденсатор 0,01-0,5 мкФ. Металлическую пластину временно отключите от генератора. Следя за показаниями миллиамперметра, кратковременно замыкаем L1C4 . Коллекторный ток V1 дрезко падает: с 2,5-3 до 0,5-0,8 мА. Максимальные показания соответствуют генерации, наименьшие — ее отсутствию. Если генератор возбуждается, присоедините к нему пластину и медленно поднесите ладонь. Коллекторный ток должен снизиться до уровня 0,5-0,8 мА.

Слабые изменения тока усиливается с помощью двухкаскадного УНЧ на V2 , V3 . А для того чтобы можно было управлять нагрузкой бесконтактным методом, конечная ступень схемы построена на тринисторе V5 .

Движок переменного сопротивления R4 устанавливают в крайнее нижнее положение. И затем его медленно двигают вверх до тех пор, пока не включится индикатор h2 . Теперь подносим ладонь к пластине и проверяем работу устройства.

Диод V4 в цепи тринистора V5 исключает появление импульса обратного напряжения. А V6 и сопротивление R7 защищают тринистор от пробоя. Для тринистора с U о6р . = 400 В элементы V6 и R7 можно убрать из схемы.

В помощь радиолюбителю. Выпуск 1 [Вильямс Никитин] (fb2) читать онлайн | КулЛиб

Цвет фоначерныйсветло-черныйбежевыйбежевый 2персиковыйзеленыйсеро-зеленыйжелтыйсинийсерыйкрасныйбелыйЦвет шрифтабелыйзеленыйжелтыйсинийтемно-синийсерыйсветло-серыйтёмно-серыйкрасныйРазмер шрифта14px16px18px20px22px24pxШрифтArial, Helvetica, sans-serif»Arial Black», Gadget, sans-serif»Bookman Old Style», serif»Comic Sans MS», cursiveCourier, monospace»Courier New», Courier, monospaceGaramond, serifGeorgia, serifImpact, Charcoal, sans-serif»Lucida Console», Monaco, monospace»Lucida Sans Unicode», «Lucida Grande», sans-serif»MS Sans Serif», Geneva, sans-serif»MS Serif», «New York», sans-serif»Palatino Linotype», «Book Antiqua», Palatino, serifSymbol, sans-serifTahoma, Geneva, sans-serif»Times New Roman», Times, serif»Trebuchet MS», Helvetica, sans-serifVerdana, Geneva, sans-serifWebdings, sans-serifWingdings, «Zapf Dingbats», sans-serif

Насыщенность шрифтажирныйОбычный стилькурсивШирина текста400px500px600px700px800px900px1000px1100px1200pxПоказывать менюУбрать менюАбзац0px4px12px16px20px24px28px32px36px40pxМежстрочный интервал18px20px22px24px26px28px30px32px

Составитель:

Николаенко Вильямс Адольфович «В помощь радиолюбителю» _{Выпуск 1} (Электроника своими руками)

От редакции

Издательство «НТ Пресс» начинает выпуск обзоров публикаций для начинающих радиолюбителей, в которых будут приводиться краткие описания и схемы самых различных конструкций, опубликованных ранее в журналах «Радио», «Радиолюбитель», «Радиомир», в сборниках «Радиоежегодник», «Радио — радиолюбителям» и другой радиолюбительской литературе. В целях публикации возможно большего числа конструкций составитель ограничился краткими описаниями с пояснениями, которых вполне достаточно для сборки и налаживания каждой схемы. Однако везде указан первоисточник, что позволяет заказать копии полной статьи в Письменной консультации Центрального радиоклуба Российской Федерации. Как правило, отобраны конструкции, не требующие для повторения высокой квалификации радиолюбителя, наличия сложных и дорогих приборов для налаживания. Предпочтение отдано таким изделиям, которые пригодятся в домашней обстановке или на дачном участке. В приложении к каждому выпуску будут публиковаться справочные материалы, полезные начинающим радиолюбителям.

Предисловие

В этом первом сборнике радиолюбителям предлагается 30 несложных конструкций, описания которых тематически сгруппированы в восьми главах — по три-пять конструкций в каждой. Среди них имеются металлоискатели и кодовые замки, источники питания для заряда аккумуляторов и электронные термометры, а также многие другие полезные устройства. Среди авторов схем такие известные конструкторы, как С. Бирюков, И. Нечаев, А. Партин. В справочном приложении приведены основные математические и физические константы, знание которых может оказаться полезным при выполнении простейших расчетов. Даются также интересные способы для их запоминания. Некоторые описания снабжены не только принципиальными схемами, но и рисунками печатных плат с расположенными на них элементами схем. В других описаниях рисунки печатных плат отсутствуют. Это объясняется тем, что такие рисунки не приводились авторами опубликованных статей. Тем не менее радиолюбитель может самостоятельно разработать печатную плату, ориентируясь на те конкретные детали, которые имеются в его распоряжении. Эта работа отнюдь не представляет непреодолимых трудностей, как это кажется начинающим. С другой стороны, даже при наличии рисунка печатной платы, предложенного автором конструкции, очень часто приходится корректировать расположение печатных дорожек, так как габариты элементов схемы, имеющихся в распоряжении радиолюбителя, могут значительно отличаться от авторских. Поэтому не рекомендуется начинать повторение конструкции сразу с изготовления печатной платы согласно приведенному рисунку. Необходимо сначала подобрать все детали схемы и проверить возможность их размещения на плате, а при необходимости откорректировать ее рисунок. Следующий выпуск будет содержать описания 32 конструкций, среди которых переключатели елочных гирлянд, устройства охранной сигнализации, автоматы световых эффектов, простейшие электронные музыкальные инструменты и многие другие интересные схемы. В справочном приложении будет дан перевод некоторых старых русских и англо-американских мер в метрическую систему. Читатель узнает, почему наша известная винтовка Сергея Мосина образца 1891/1930 года называется трехлинейной, что такое вершок, золотник или чарка, а также чему равен один баррель нефти.

Глава 1 ЗВУКОВЫЕ ИМИТАТОРЫ

1.1. Имитатор звуков паровоза

Прокопцев Ю. [1]
Имитатор звуков паровоза представляет собой генератор инфранизкой частоты, источник «белого» шума и усилитель звуковой частоты. Принципиальная схема имитатора приведена на рис. 1.

Рис. 1.Принципиальная схема имитатора звуков паровоза
Несимметричный мультивибратор генератора собран на транзисторах VT1 и VT2. Переменным резистором R1 и подбором емкости конденсатора С1 можно изменять частоту генерируемых им импульсов. С коллекторной нагрузки транзистора VT2 импульсы генератора подаются на базу транзистора VT3, у которого не подключен коллектор для создания шумового сигнала. С его эмиттера сигнал поступает на базу транзистора VT4, который вместе с транзисторами VT5 и VT6 образует усилитель низкой частоты, нагруженный звукоизлучателем ВА1. Размещение деталей на печатной плате показано на рис. 2.

Рис. 2.Печатная плата и расположение деталей
Вместо транзисторов МП38А можно использовать КТ315А, вместо МП41 и МП42А-КТ361 с любым буквенным индексом. На роль «шумового» транзистора VT3 следует попробовать несколько экземпляров МП42А и выбрать наиболее шумящий. В качестве звукоизлучателя подойдет любая динамическая головка. Для питания можно применить батарею «Крона» или «Корунд».

1.2. Имитатор звуков стрельбы

Панкратьев Д. [2]
Этим устройством можно оснастить детский игрушечный автомат для создания световых вспышек и звуков стрельбы. Схема (рис. 3) построена следующим образом. Задающий генератор импульсов частотой около 7500 Гц, образованный ячейками DD1.1 и DD1.2 микросхемы К164ЛП2, модулирует цифровой генератор шума, собранный на микросхемах DD3 и DD4, а ячейками DD2.1 и DD2.2 микросхемы К164ЛА7 образован генератор инфранизкой частоты около 10 Гц, которыми модулируются колебания звукового генератора DD2.3, DD2.4 частотой около 750 Гц. Эти сигналы суммируются резисторами R4, R5 и подаются на базу транзистора VT1, выполняющего функции усилителя звукового сигнала, нагруженного на капсюль BF1, в качестве которого можно использовать ДЭМШ-1 или ДЭМ-4м. С выхода элемента DD2. 4 сигнал поступает также на базу транзистора VT2 — усилителя, управляющего вспышками светодиода HL1, которые следуют в такт со звуками стрельбы.

Рис. 3.Принципиальная схема имитатора звуков стрельбы

1.3. Сирена

Шиповский С. [3]
Несимметричный мультивибратор на транзисторах VT1 и VT2 (рис. 4) представляет собой генератор звуковой частоты, которая в установившемся режиме примерно стабильна. Но после нажатия на кнопку возникает нестационарный режим заряда конденсатора С1 через резистор R1 с постоянной времени, равной 1 с. Полностью конденсатор может зарядиться только за 3 с, и во время заряда схема генерирует звуковой сигнал плавно изменяющегося тона. Если, не дожидаясь полного заряда конденсатора, кнопку SB1 отпустить, заряд конденсатора прекратится, и он начнет разряжаться через резисторы R2 и R3. При этом тон генерируемого звука будет изменяться в обратную сторону. Периодические нажатия и отпускания кнопки сопровождаются воспроизведением динамической головкой характерного звука сирены. Питание устройства осуществляется от батареи «Крона» или от сетевого выпрямителя. Можно использовать сетевой адаптер питания с выходным напряжением 10–12 В.

Рис. 4.Принципиальная схема сирены

Глава 2 ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА

2.1. Универсальное зарядное устройство

Никифоров В. [4]
Это зарядное устройство (рис. 5) предназначено для заряда малогабаритных аккумуляторов разного типа, а также для восстановления сухих элементов 316, 332 и батарей 3336. Оно является транзисторным стабилизатором тока, питание на который поступает с мостового выпрямителя переменного напряжения 12 В. Для этого необходим сетевой трансформатор небольшой мощности. Ток заряда в пределах от 2,5 до 14 мА определяется сопротивлением переменного резистора R5 и поддерживается стабильным не только в течение заряда, но даже при коротком замыкании зажимов ХТ1 и ХТ2. Светодиод HL1 сигнализирует о наличии тока через выходные клеммы. Размещение деталей устройства на печатной плате показано на рис. 6. Переменный резистор для регулировки тока заряда устанавливается снаружи устройства.

Рис. 5.Принципиальная схема универсального зарядного устройства

Рис. 6.Печатная плата зарядного устройства

2.2. Зарядное устройство-автомат

Гуреев С. [5]
Предлагаемое устройство рассчитано на заряд автомобильных аккумуляторов напряжением 12 В, а также на использование в других целях в качестве мощного источника питания. Автомат можно использовать либо в автоматическом, либо в ручном режиме. В свою очередь автоматический режим может состоять из подзарядки аккумуляторной батареи «АП» и контрольно-тренировочного цикла «КТЦ». Ручной режим «Ручн.» позволяет заряжать батарею обычным способом. Кроме того, есть возможность применения сетевого трансформатора для питания вулканизатора, переносной лампы и другого оборудования переменным напряжением 12 В. Режим «АП» обеспечивает постоянную готовность аккумулятора, для чего производится автоматическая его подзарядка до напряжения 14,6-14,8 В с последующим отключением автомата. Если напряжение аккумулятора понизится до 12,8-13,0 В, вновь происходит подзарядка. При этом может быть выбран заряд током 2 или 5 А. В режиме «КТЦ» производится десульфатация пластин аккумулятора. Для этого многократно чередуются режимы заряда до напряжения 14,6-14,8 В и разряда до 10,6-10,8 В. Принципиальная схема автомата показана на рис. 7.

Рис. 7.Принципиальная схема зарядного устройства-автомата
Включение автомата производится двухполюсными тумблерами SA1, SA2. Назначение других тумблеров: включением SA3 зарядный ток увеличивается с 2 до 5 А; включением SA4 режим «АП» заменяется на «КТЦ». Стабилизация зарядного тока осуществляется по принципу бареттера с использованием ламп накаливания HL1-HL3, которые включены последовательно с нагрузкой. В режимах «АЛ» и «КТЦ» коммутация производится с помощью реле К1, которое управляется компаратором, собранным на операционном усилителе DA1 через усилитель на транзисторах VT2, VT3. Гистерезис создается резистором положительной обратной связи R9. Каскад на транзисторе VT1 обеспечивает автоматическое переключение с заряда на разряд в режиме «КТЦ». Две лампочки накаливания HL4, HL5 сигнализируют о процессе заряда и разряда. Лампы HL1-HL3- автомобильные 12 В, 40–50 Вт; HL4, HL5 — маломощные на 13,5 и 24 В. Реле ПЭ-30У3. Его обмотка перемотана проводом ПЭВ-2 0,16 мм до заполнения каркаса. Расположение деталей на печатной плате показано на рис. 8.

Рис. 8.Печатная плата зарядного устройства-автомата

2.3. Простое зарядное устройство

Бирюков С. [6]
Простое зарядное устройство (рис. 9) отличается включением в цепь первичной обмотки силового трансформатора гасящего конденсатора. Это приводит к тому, что во время зарядки аккумулятора ток практически не изменяется и зависит от емкости включенного конденсатора. Переключателем SA1 либо выключают устройство, либо включают конденсатор С2, при котором ток заряда примерно равен 3,5 А, либо параллельно к нему подключают конденсатор С1, что увеличивает ток заряда до 5 А. При использовании унифицированного трансформатора ТН58-127/220-50 напряжение на вторичных обмотках составляет 16,3 В. Конденсаторы типа МБГЧ с рабочим напряжением 250 В. Использование выпрямительного моста из разных диодов позволяет применить всего два радиатора.

Рис. 9.Принципиальная схема простого зарядного устройства

Глава 3 КОДОВЫЕ ЗАМКИ

3.1. Простой кодовый замок

Гусаров В. [7]
Предлагаемый кодовый замок рассчитан на код, содержащий четыре из восьми разных цифр. При нажатии неверной кнопки сбрасывается вся ранее набранная комбинация. Нажатие кнопок правильной комбинации, но в неверном порядке, устройством не воспринимается. Восемь нормально разомкнутых кодовых кнопок и кнопка звонка для вызова располагаются снаружи охраняемого объекта (рис. 10).

Рис. 10.Принципиальная схема простого ходового замка
Провода от кодовых кнопок оканчиваются двухполюсными вилками. Четыре вилки из восьми (Х16-Х86) подключаются к кодовой панели (Х1а-Х4а) в том порядке, который соответствует цифровой кодовой комбинации. Так, если выбран код 7461, вилку Х7б подключают к X1a, Х4б — к Х2а, Х6б — к Х3а, Х1б — к Х4а. Остальные вилки подключают к сбросовой панели (Х5а-Х8а). Смена кода осуществляется перестановкой вилок согласно новому коду. Для этого вилки нумеруют в соответствии с номерами кнопок, к которым они подключены. При правильном наборе первой цифры кода (в приведенном примере — при нажатии кнопки «7») замыкаются контакты Х1а и происходит заряд конденсатора С1. Нажатие следующих кнопок согласно коду «4», «6», «1» приводит к поочередному заряду конденсаторов: С2 от C1, С3 от С2 и С4 от С3. В результате открывается составной транзистор VT1-VT2 и срабатывает реле К1, которое контактами К1.1 включает электромагнит ЭМС, механически связанный с ригелем замка. Реле остается на самопитании через контакты SA, так как тока через резистор R2 хватает для удержания, но недостаточно для срабатывания реле. При открывании двери переключаются контакты SA, реле и электромагнит отпускают, пружина замка переводит ригель в исходное состояние, дверь захлопывается и контакты SA возвращаются в положение, показанное на схеме. Конденсаторы С1-С3 быстро разряжаются через контакты SA и диоды VD1-VD3, а С4 — через эмиттерные переходы составного транзистора. Питание устройства производится от сети переменного тока через выпрямитель, вторичная обмотка трансформатора которого должна иметь напряжение не менее 27 В при токе 1 А.

3.2. Кодовый замок

Жиздюк Р. [8]
Кодовый замок рассчитан на четырехзначный код разными цифрами от 0 до 9, который набирается кнопками SB1-SB10 (рис. 11).

Рис. 11.Принципиальная схема кодового замка
Установка кода производится распайкой перемычек между соответствующими кнопками и четырьмя входами декодирующего устройства. В качестве примера на схеме показан установленный код 3649. Кнопки, не соответствующие коду, заземляются. Питание устройства осуществляется от сети переменного тока через трансформаторный выпрямитель на диодном мосте VD3 и сглаживающем конденсаторе С3 с стабилитроном VD2. После подачи питания заряжается конденсатор С1, на что требуется около 5 с, и элементы DD1.1 и DD1.6. переходят в единичное состояние, что соответствует готовности системы. После нажатия первой кнопки кода высокий уровень подается на вход элемента DD1.2 и т. д. Нажатие последней кнопки приводит к высокому уровню на выходе элемента DD1.5, которым открывается транзистор VT1 и включается реле К1, приводя контактами К1.1 в действие электромагнит замка. При нажатии кнопок, соответствующих коду, и в правильной последовательности, на выходах элементов DD1.2. DD1.3 и DD1.4 создаются высокие уровни. Если же нажимается кнопка, не соответствующая коду, или в нарушение правильной очередности, конденсатор С1 быстро разряжается либо через кнопку непосредственно на землю, либо через кнопку и один из диодов VD4, VD6, VD8 на элемент с низким уровнем на выходе. Параметры RC-ячеек на входах элементов DD1.2-DD1.4 подобраны так, что для нажатия очередной кнопки отведено время не более 2 с, в противном случае соответствующий конденсатор успевает разрядиться на параллельный резистор, и на выходе этого элемента устанавливается низкий уровень, что препятствует должному эффекту ее нажатия. Разряд С1 при нажатии неверной кнопки приводит к образованию на выходе элемента DD1.6 низкого уровня. В результате запирается транзистор VT2, отпирается VT3 и срабатывает реле К2, включая своими контактами К2.1 тревожную сигнализацию. В качестве реле в устройстве используются РЭС6, паспорт РФ0.452.103. Напряжение вторичной обмотки трансформатора 12–15 В при токе до 100 мА. Рисунок печатной платы и расположение деталей показаны на рис. 12 а, б.

Рис. 12 а.Печатная плата

Рис. 12 б.Расположение деталей

3.3. Электронный кодовый замок

Вяльцев В. [9]
Принципиальная схема замка, изображенная на рис. 13, рассчитана на четырехзначный код, набор которого осуществляется кнопками S1-S4. Нажатие любой из остальных кнопок S5-S10 приводит к сбросу. В схеме использованы две микросхемы К561ТМ2, на входы С и D которых поступает низкий уровень, благодаря чему микросхемы работают в режиме RS-триггеров.

Рис. 13.Принципиальная схема электронного кодового замка
Перед тем как набрать код, нажимают и отпускают кнопку S11 «Код». При этом конденсатор С1 разряжается и начинает заряжаться через резистор R2. Постоянная времени заряда составляет 10,3 с, за это время напряжение на С1 не успевает увеличиться до уровня «1», и на входе S триггера DD1.1 удерживается уровень «0», разрешающий его работу. Нажатие кнопки S1 переключает триггер, и на его выводе 1 уровень «1» изменяется на «0», разрешая работу триггера DD1.2. Нажатие кнопки S2 переключает DD1.2 и на его выводе 12 появляется уровень «0». Далее нажимают кнопки S3 и S4, срабатывает последний триггер DD2. 2 и низкий уровень его вывода 12 включает исполнительное устройство. Набор кода ограничен временем заряда конденсатора С1. Если за это время не набран полный код или нажата хотя бы одна неправильная кнопка (S5-S10), все триггеры обнуляются.

Глава 4 МЕТАЛЛОИСКАТЕЛИ

4.1. Простой металлоискатель

Мартынюк Н. [10]
Принципиальная схема металлоискателя (рис. 14) содержит генератор колебаний УКВ диапазона на транзисторе VT3 и модулирующий их мультивибратор на транзисторах VT1 и VT2. Генератор нагружен на виток телевизионного кабеля. Индикатором служит УКВ приемник, который настраивают так, чтобы частота генератора находилась на краю полосы пропускания. При приближении к витку металла частота генератора изменяется, и в приемнике сигнал исчезает.

Рис. 14.Принципиальная схема металлоискателя

4.2. Миноискатель

Васильев В. [11]
Принципиальная схема миноискателя приведена на рис. 15. Она содержит генератор высокой частоты на транзисторе VI и приемник, состоящий из гетеродина и детектора, на транзисторе V2. И генератор, и гетеродин приемника собраны по схеме емкостной трехточки. Катушка индуктивности генератора L1, выполненная в виде поисковой рамки, определяет его частоту, которая выбирается порядка 465 кГц. Частоту гетеродина приемника устанавливают подстроечным сердечником катушки L2, на 500 Гц больше частоты генератора. Поэтому в телефонах приемника будет слышен звук частотой 500 Гц.

Рис. 15.Принципиальная схема миноискателя
Если поблизости от рамки окажется металлический предмет, индуктивность катушки L1 и частота генератора изменятся. В результате изменится тональность звукового сигнала. Миноискатель реагирует на металлические предметы, удаленные от него на расстояние около нескольких десятков сантиметров. Катушка L1 выполнена в виде прямоугольной рамки размерами 175×230 мм из 32 витков провода ПЭВ-2 0,35 мм. Конструкция катушки L2 показана на рис. 16.

Рис. 16.Конструкция катушки L2
В две бумажные гильзы помещены отрезки ферритового стержня марки 400НН или 600НН диаметром 7 мм, один неподвижный длиной 20 мм, а другой подвижный — длиной 35 мм. Гильзы обернуты бумажной лентой, а поверх нее намотана катушка — 55 витков провода ПЭЛШО 0,2 мм. Транзисторы П422 можно заменить транзисторами КТ3616. Для питания используется батарея 3336 или три элемента типа «АА» по 1,5 В. Печатная плата с расположением деталей показана на рис. 17.

Рис. 17.Печатная плата

4.3. Прибор для обнаружения металлических предметов

Ильин Д. [12]
Прибор собран по классической схеме на двух генераторах с индикацией биений. Он позволяет обнаружить чугунную крышку люка на глубине до 0,8 м. Принципиальная схема прибора изображена на рис. 18. Он содержит два LC-генератора на транзисторах VT1 (поисковый) и VT2 (эталонный), а также смеситель, собранный на транзисторе VT3. Питание осуществляется от батареи для карманного фонаря напряжением 4,5 В.

Рис. 18.Принципиальная схема прибора
Работа прибора основана на изменении частоты колебаний поискового генератора при приближении его катушки индуктивности к металлическому предмету. В результате биения между частотами поискового и эталонного генераторов, которые выделяются на выходе смесителя, изменяют свой тон. Оба генератора собраны по схеме с индуктивной обратной связью. Колебательные контуры включены в коллекторные цепи, а катушки связи L2 и L5 — в цепи баз транзисторов. Контурная катушка поискового генератора L1 выполнена в виде рамки, перемещением которой ищут место расположения металлического предмета. Эталонный генератор с контурной катушкой L4 служит источником опорной частоты, с помощью которой определяется изменение частоты поискового генератора. Переменные напряжения обоих генераторов с обмоток L3 и L6 поступают на транзистор смесителя VT3. В цепи его коллектора помимо токов с частотой первого и второго генераторов возникают токи суммарной и разностной частот. Напряжение разностной частоты, называемое биениями, прослушивается головными телефонами. В авторском варианте схема собрана на транзисторах П6. Можно использовать транзисторы КТ361 с любым буквенным индексом, желательно, чтобы VT1 и VT2 были одинаковыми. При поиске частота эталонного генератора подстраивается для получения биений низкого тона, который становится выше при обнаружении металла. Рамка — прямоугольной формы размерами 300×400 мм и содержит катушки L1, L2 и L3. Катушки L4, L5 и L6 помещают в сердечнике СБ-4. Намоточные данные всех катушек приводятся в табл. 1.

Внешний вид прибора показан на рис. 19.

Рис. 19.Внешний вид прибора

4.4. Универсальный металлоискатель

Нечаев И. [13]
Универсальный металлоискатель, принципиальная схема которого приведена на рис. 20, способен обнаружить как крупные, так и мелкие металлические предметы. Он содержит сменные катушки диаметром от 25 до 250 мм, что позволяет обнаружить мелкие предметы на расстоянии нескольких сантиметров, а крупные — на расстоянии долей метра.

Рис. 20.Принципиальная схема универсального металлоискателя
Работа металлоискателя основана на традиционном принципе. Он содержит эталонный генератор на элементах DD1.1 и DD1.3 с частотой генерации около 100 кГц и поисковый генератор на элементе DD1.2 с одной из выносных катушек индуктивности, подключаемых к генератору соединителем XS1. Сигналы генераторов подаются на смеситель, собранный на элементе DD1.4, с выхода которого биения через срезающий высшие частоты фильтр R4, С4 поступают на головные телефоны (узел А2). Пока вблизи выносной катушки нет металла, биения имеют определенную частоту, установленную переменным резистором R2, а звук в телефонах — какую-то тональность. При приближении катушки к металлу тональность изменится. Напряжение питания подается на микросхему через контакты 2, 4 соединителя XS1 при подключении сменной катушки. Батарея GB1 содержит четыре последовательно соединенных аккумулятора Д-0,1. Катушка диаметром 25 мм содержит 150 витков провода ПЭВ-1 0,1; диаметром 75 мм — 80 витков ПЭВ-1 0,18; диаметром 200 мм — 50 витков ПЭВ-1 0,3. Индуктивность каждой катушки составляет примерно 1,25 мГн.

Глава 5 ЭЛЕКТРОННЫЕ ЗВОНКИ

5.1. Электронный звонок

Шиповский С. [14]
Электронный звонок можно собрать из мультивибратора с усилительным каскадом на транзисторе VT3 (рис. 21). Применение динамической головки прямого излучения ВА1 обеспечивает вполне достаточную громкость. Для питания используется батарея «Крона», динамическая головка — 0.5ГДШ-2-8.

Рис. 21.Принципиальная схема электронного звонка

5.2. Простой квартирный звонок

Гришин А. [15]
При использовании в электронных звонках микросхем телефонных вызывных устройств достигаются простота, малые габариты и потребление энергии, возможность регулирования уровня громкости. Принципиальная схема квартирного звонка на одной из таких микросхем показана на рис. 22.

Рис. 22.Принципиальная схема звонка
Потребляемый звонком ток от сети переменного тока напряжением 220 В не превышает 7 мА. В качестве звукоизлучателя BQ1 можно применить пьезокерамический преобразователь, обеспечивающий громкое звучание, или установить плату в корпусе абонентского громкоговорителя. Из-за бестрансформаторного питания нужно принять меры безопасности при налаживании и эксплуатации звонка.

5.3. Трели вместо звонка

Кашкаров А. [16]
В телефонном аппарате отключается электромагнитный звонок и вместо него устанавливается предлагаемое устройство (см. рис. 23), которое по звучанию напоминает соловьиную трель. Благодаря наличию конденсаторов С3, С4 от линии поступает только сигнал вызова, при котором напряжение на выходе моста составляет около 14 В. Тон трели определяется параметрами цепи C1, R1. Излучателем ВА может служить телефонный капсюль. Транзистор МП37 можно заменить на КТ315, а МП42 — на КТ361 (оба — с любым буквенным индексом)

Рис. 23.Принципиальная схема устройства

5.

4. Квартирный звонок — из музыкальной открытки

Клабуков А. [17]
С помощью схемы, приведенной на рис. 24, музыкальную открытку можно превратить в музыкальный звонок. Музыкальная открытка представляет собой генератор мелодии в микросхемном исполнении. Два ее вывода предназначены для подачи питания, другие два — выход звукового сигнала. При замыкании звонковой кнопки SB1 выпрямленное напряжение через параметрический стабилизатор R1, VD1 подается на генератор открытки (узел А1). С выхода генератора сигнал мелодии через резистор R4 поступает на усилитель звуковой частоты, собранный на транзисторах VT3-VT5 с излучателем ВА1. Начинает звучать мелодия.

Рис. 24.Принципиальная схема звонка из музыкальной открытки
Выпрямленное напряжение также поступает на реле времени. Быстро заряжается конденсатор С3, отпираются транзисторы VT1, VT2 и срабатывает реле К1. Контактами К1.1 оно блокирует кнопку SB1, а контактами К1. 2 снимает питание с конденсатора С3, который начинает разряжаться через резистор R2 и эмиттерные переходы транзисторов. После разряда конденсатора транзисторы запираются, реле отпускает, звучание мелодии прекращается, силовой трансформатор отключается от сети, а контакты К1.2 замыкаются. Схема вернулась в исходное состояние. Понижающий трансформатор Т1 и динамическая головка ВА1 использованы от трехпрограммного громкоговорителя ПТ209. Реле РЭС48, паспорт РС4.590.202. Расположение деталей на печатной плате показано на рис. 25.

Рис. 25.Печатная плата и расположение деталей

Глава 6 ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

6.1. Медицинский электротермометр

Новиков Р. [18]
С помощью предлагаемого электрического термометра можно измерить температуру в любой точке тела с погрешностью ±0,1 °C. В качестве чувствительного элемента выбран термистор КМТ-14, включенный в одно из плеч моста постоянного тока (см. рис. 26). К диагонали моста подключен микроамперметр М-130 с током полного отклонения -5…0…+5 мкА. Для измерении температуры переменным резистором R7, который снабжен шкалой, устанавливают баланс моста, и по шкале производят отсчет. Время измерения не превышает 5 с. Термистор подключают к прибору свитой парой проводов. Питание моста осуществляется двумя батареями 3336, соединенными последовательно. При градуировке термометра сначала переменными резисторами R5 и R8 устанавливают пределы измерения от 34,5 до 42 °C для крайних положений потенциометра R7, после чего наносят деления шкалы. При этом пользуются лабораторным термометром с пределами измерения 0-50 °C и ценой деления 0,1 °C.

Рис. 26.Принципиальная схема медицинского термометра

6.2. Термометр с линейной шкалой

Коноплев П., Мартынюк А. [19]
Электронные термометры, использующие термисторные датчики, обычно обладают нелинейной шкалой, градуировка которой весьма трудоемка. Линейную шкалу термометра можно получить, используя в качестве датчика полупроводниковый диод. Схема такого термометра показана на рис. 27. Пределы измерения температуры прибора от 0 до +50 °C с погрешностью не более ±0,3 °C.

Рис. 27.Принципиальная схема термометра с линейной шкалой
Прямой ток диода VD1 задается резистором R1. Падение напряжения на диоде подается на один вход электронного вольтметра, собранного на микросхеме А1 по балансной схеме. Полевым транзистором VT1 образован генератор стабильного тока. Этим током на резисторах R5 и R6 создается образцовое напряжение около 0,5 В, которое поступает на другой вход вольтметра. Напряжение разбаланса измеряется стрелочным индикатором Р1 типа М265М (микроамперметр на 50 мкА). Питание на схему термометра подается от аккумуляторной батареи 7Д-0Д с дополнительной параметрической стабилизацией. В градуировке шкалы термометр не нуждается. Необходимо лишь переменным резистором R7 установить термостабильную точку транзистора VT1 и откалибровать прибор по двум точкам шкалы. Для этого с помощью резистора R5 устанавливают стрелку на нуль при погружении датчика в тающий снег, а резистором R3 — на деление 36,6 °C при измерении температуры тела здорового человека. Назначение выводов микросхемы К101КТ1А: 2 — база левого транзистора, 3 — эмиттер левого транзистора, 5 — коллекторы, 7 — эмиттер правого транзистора, 8 — база правого транзистора.

6.3. Электронный термометр

Пахомов Ю. [20]
Принципиальная схема электронного термометра приведена на рис. 28. Он рассчитан на измерения температуры в пределах от 0 до 100 °C, от 0 до 50 °C или от -50 до +50 °C — в зависимости от используемого в приборе стрелочного индикатора РА1. При этом независимо от диапазона остальные детали схемы термометра остаются неизменными.

Рис. 28.Принципиальная схема электронного термометра
В качестве термочувствительного датчика в схеме используется диод VD1, подключенный к клеммам ХТ1, ХТ2. Прямой ток диода задается резисторами R11 и R3. Падение напряжения на диоде подается на базу транзистора VT2. Смещение на базе транзистораУТ 1 задается резисторами R1-R3. Транзисторы VT1 и VT2 образуют дифференциальный усилитель, который можно балансировать переменным резистором R2. При изменении температуры, окружающей диодный датчик, происходит разбаланс дифференциального каскада. Напряжение разбаланса измеряется стрелочным прибором РА1, который включен между коллекторными нагрузками транзисторов R4 и R10. Стабильное напряжение питания дифференциального усилителя создается благодаря наличию в цепи батареи GB1 параметрического стабилизатора, состоящего из резистора R12 и стабилитрона VD2. Из-за значительного потребляемого термометром тока питание включается кнопкой SB1 только на время измерения температуры. В качестве РА1 используется стрелочный прибор типа М24, М52 или другой с током полного отклонения стрелки 100 мкА, 50 мкА или -50…0…+50 мкА. GB1 — батарея «Крона» или две последовательно соединенные 3336. При налаживании сначала проверяют работу термометра, устанавливая при комнатной температуре резистором R2 стрелку индикатора на отметку 20 мкА. Затем, зажав в руке датчик, проверяют, увеличиваются ли показания прибора. Если они уменьшаются, изменяю! полярность микроамперметра. Наконец, следует калибровка термометра. Диодный датчик опускают в сосуд с водой и льдом. Резистором R2 балансируют прибор, устанавливая стрелку на нуль шкалы. Вынув датчик из воды и дождавшись увеличения показаний, опускают датчик в кипящую воду. Резистором R9 устанавливают стрелку наделение 100. Эти операции повторяют несколько раз, пока не добьются точных показаний прибора.

6.4. Простой термометр

Нечаев И. [21]
Термометр предназначен для дистанционного измерения температуры воздуха. Эксперименты показали, что в качестве термодатчиков наиболее подходящими являются однопереходные транзисторы КТ117, обеспечивающие получение практически линейной шкалы термометра. Схема термометра (рис. 29) представляет собой мост, образованный резисторами R2-R5, и транзистором VT1. В диагональ моста включен микроамперметр РА1 с нулем посередине шкалы. Точность показаний термометра обеспечивается стабилизацией питающего напряжения с помощью параметрического стабилизатора на полевом транзисторе VT2 и стабилитроне VD1. Обычно термометр включают лишь на время контроля температуры, поэтому его допустимо питать от батареи «Корунд» или аккумулятора 7Д-0.1, используя кнопочный выключатель.

Рис. 29.Принципиальная схема простого термометра
Стрелочный индикатор прибора — микроамперметр на ток 50 мкА с нулем посередине шкалы. Датчик помещен в металлическую трубку, герметизированную с обоих концов. Провод, соединяющий датчик с измерительным мостом, должен быть экранированным. Остальные детали термометра смонтированы на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 30.

Рис. 30.Печатная плата простого термометра
При налаживании термометра помещают датчик в тающий лед и измеряют сопротивление датчика. Устанавливают в мост резистор R3 сопротивлением примерно на 1 кОм меньше сопротивления датчика. Затем подключают питание и резистором R2 устанавливают стрелку микроамперметра на нуль посредине шкалы. Затем помещают датчик в духовку плиты с температурой 45–50 °C и резистором R3 устанавливают стрелку прибора на соответствующее деление шкалы.

Глава 7 ТЕРМОРЕГУЛЯТОРЫ И ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРЫ

7.1. Простой терморегулятор

Беляков А. [22]
Терморегулятор (см. рис. 31) предназначен для поддержания температуры в помещении в пределах 2–4 °C при отрицательной температуре наружного воздуха. Измерительный мост образован источником образцового напряжения (R3, VD1, VD2, С1) и делителем напряжения (R1, R2, RK1). В диагональ моста включен транзистор VT1, который при низком сопротивлении терморезистора RK1 заперт. При увеличении этого сопротивления транзистор VT1 сначала начинает открываться лишь около максимума напряжения сети, а затем все раньше, ближе к началу полупериода. Током открытого транзистора VT1 отпирается транзистор VT2, и в течение каждого полупериода конденсатор С2 разряжается через резистор R6 на управляющий электрод тринистора VS1. Мощность, выделяемая в нагрузке — электронагревателе, — при этом соответственно увеличивается от 50 до 95 % от номинальной (равной 1,5 кВт). С помощью подстроечного резистора R2 стабилизируемую температуру можно изменять от 0 до 25 °C. Индикатором включения нагревателя служит неоновая лампа HL1.

Рис. 31.Принципиальная схема простого терморегулятора

7.2. Простой термостабилизатор

Маяцкий Ю. [23]
Предлагаемый термостабилизатор предназначен для поддержания температуры в пределах от 10 до 50 °C с точностью ±0,5 °C. Мощность нагревательного устройства, управляемого терморегулятором, не должна превышать 2 кВт. Принципиальная схема термостабилизатора показана на рис. 32.

Рис. 32.Принципиальная схема простого термостабилизатора
Устройство состоит из четырех функциональных узлов: триггера Шмитта, мультивибратора, трансформатора и тринисторного ключа. Состояние триггера Шмитта, собранного на транзисторах VT1, VT2, соответствует сопротивлению терморезистора RK1, который служит датчиком температуры. Когда, уменьшаясь, сопротивление терморезистора переходит нижний порог, триггер Шмитта переключается и своим выходным напряжением затормаживает мультивибратор, собранный на транзисторах VT3, VT4. В результате тринисторный ключ (VS1, VS2) не пропускает ток в цепь обогревателя. Увеличение сопротивления терморезистора выше верхнего порога приводит к переключению триггера Шмитта в первоначальное положение, чем разрешается работа мультивибратора, импульсами которого открываются ключевые тринисторы. Поэтому через нагревательный элемент начинает протекать электрический ток. Процесс повторяется с частотой, которая определяется мощностью обогревателя, разностью температур объекта и окружающей среды, тепловой инерцией объекта и шириной петли гистерезиса триггера Шмитта. Для сужения петли гистерезиса в эмиттерную цепь транзисторов включены диоды VD4, VD5. Пределы регулирования температуры устанавливают резистором R2, а значение температуры — резистором R1. При мощности нагревателя более 200 Вт тринисторы нужно снабдить радиаторами. Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце марки 2000НМ размерами 18x12x4 мм. Его одинаковые обмотки содержат по 50 витков провода ПЭЛШО 0,17. Печатная плата с расположением деталей показана на рис. 33.

Рис. 33.Печатная плата и расположение деталей

7.3. Автоматический терморегулятор

Бартенев В. [24]
Назначение терморегулятора — в автоматическом поддержании заданной температуры в помещениях. При указанных на схеме (рис. 34) параметрах резисторов R1-R4 он поддерживает температуру, заданную потенциометром R2, в пределах от +30 до +40 °C с точностью до ±0,1 °C. Подбирая сопротивления указанных резисторов, можно изменять диапазон температур и сдвигать его в сторону более высоких и низких температур. Датчиком температуры VD1 служит германиевый диод Д2Д, который в обратном включении обладает более высоким температурным коэффициентом: при изменении температуры на 10 °C обратное сопротивление изменяется примерно вдвое. Пока потенциал входа 3 операционного усилителя DA1, который включен компаратором, ниже, чем входа 2, на выходе 6 — логический 0. Транзистор VT1 заперт, реле К1 отпущено, контакты К1.1 замкнуты, тринистор VS1 открыт, диодный мост VD4 проводит ток и нагреватель ЕК включен. При повышении температуры обратное сопротивление диода VD1 уменьшается и потенциал входа 2 компаратора понижается. Когда он станет ниже, чем входа 3, на выходе 6 появится уровень логической 1. Транзистор VT1 откроется, сработает реле К1 и разомкнет контакты К1.1. Тринистор запрется, и нагреватель выключится. Температура в помещении начнет падать, потенциал входа 2 компаратора возрастать и превысит потенциал входа 3, нагреватель вновь включится. Силовым трансформатором выбран выходной трансформатор кадров ТВК телевизора «Рубин». Реле К1 — РЭС9, паспорт РС4.524.200. Терморегулятор может коммутировать токи до 10 А и управлять нагревателем мощностью до 2 кВт.

Рис. 34.Принципиальная схема автоматического терморегулятора

7.4. Экономичный термостабилизатор

Якушев В. [25]
Схема термостабилизатора (рис. 35) содержит измерительный мост на резисторах R1-R4 и терморезисторе R_t и компаратор напряжения на операционном усилителе DA1. Установка температуры производится переменным резистором R3. При изменениях температуры на выходе компаратора образуются уровни «0» или «1». Экономичность достигнута следующим способом. Если компаратор выдает сигнал на включение нагрузки, то при положительной полуволне напряжения сети транзистор VT1 открывается и в цепь управления тиристора VS1 посылает отпирающий ток. Открывающийся тиристор замыкает цепь питания транзистора VT1, и управляющий ток тиристора прекращается. Таким образом, отпирание тиристора происходит импульсным током минимальной длительности. При отрицательной полуволне напряжения сети ток транзистора VT1 отсутствует.

Рис. 35.Принципиальная схема термостабилизатора

Глава 8 ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕЛЕ

8.1. Емкостное реле

Нечаев И. [26]
Емкостным реле называют устройство, реагирующее на изменение емкости датчика. Приближение человека к датчику изменяет его емкость, и электронная часть устройства реагирует выработкой соответствующего сигнала. Принцип действия описываемого емкостного реле (рис. 36) основан на изменении частоты LC-генератора при внешнем воздействии на его элементы. Генератор данного реле содержит катушку L1, емкость датчика Е1, конденсаторы C1, С2, полевой транзистор VT1 и емкость датчика E1. При неизменной емкости датчика частота генератора стабильна и равна примерно 100 кГц. Но стоит приблизиться к датчику, его емкость увеличится, а частота генератора уменьшится.

Рис. 36.Принципиальная схема емкостного реле
Измерительный контур образован элементами L2, С4 и слабо связан с генератором резистором R1. Используется зависимость напряжения на резонансном контуре от частоты колебаний поступающего сигнала. Выделенное контуром напряжение сигнала выпрямляется диодом VD1, фильтруется конденсатором С5 и подается на инвертирующий вход (вывод 2) операционного усилителя(ОУ) DA1, выполняющего функцию компаратора. Конденсатором С4 измерительный контур настраивают на частоту генератора. При этом на инвертирующем входе ОУ действует максимальное постоянное напряжение U_{вх. мах}.Резисторами R3 и R2 устанавливают на неинвертирующем входе (вывод 3) пороговое напряжение U_пор несколько меньшее, чем U_{вх. мах}. В этом случае напряжение на выходе ОУ мало и светодиод HL1, подключенный к нему через ограничительный резистор R5, не горит. Если изменение частоты генератора будет таким, что напряжение U_вx станет меньше U_пор, компаратор сработает и включит светодиод. Но стоит удалиться от датчика — и частота генератора станет исходной, напряжение U_вх увеличится, компаратор переключится в первоначальное состояние и светодиод погаснет. Все детали такого емкостного реле, кроме датчика, можно смонтировать на печатной плате из фольгированного материала (см. рис. 37).

Рис. 37.Печатная плата емкостного реле
Для повышения стабильности устройства катушки L1 и L2 идентичны по конструкции, намотаны на кольцах из феррита 2000НМ с внешним диаметром 20 мм и содержат по 100 витков провода ПЭВ-2 0,2. Намотка — виток к витку в один слой. Отвод катушки L1 сделан от 20-го витка, считая от вывода, соединенного с общим проводом, L2 — от середины. После сборки проводят регулировку реле (R5 и HL1 пока не подключают). Для датчика можно использовать два параллельных провода диаметром 1 мм длиной по 1 м, на расстоянии 15–20 см один от другого. К конденсатору С5 подключают вольтметр постоянного тока с входным сопротивлением не менее 10 кОм/В и конденсатором С4 добиваются максимального показания вольтметра 2,5–5 В. Если оно меньше, подбирают сопротивление резистора R1, но не менее 500 кОм. После каждой замены резистора подстройку повторяют. Затем к выходу DA1 подключают резистор R5 и светодиод HL1. Движок резистора R3 устанавливают в нижнее по схеме положение, а резистора R2 — в среднее. При этом светодиод должен гореть. Медленно перемещая движок резистора R3, добиваются погасания светодиода. Если теперь к датчику, соединенному с конденсатором С1, поднести руку, светодиод должен загореться. На этом регулировка емкостного реле заканчивается.

8.2. Емкостное реле

Табунщиков В. [27]
Принципиальная схема емкостного реле приведена на рис. 38. На полевом транзисторе VT1 собран генератор высокой частоты по схеме индуктивной трехточки. В процессе генерации на истоке полевого транзистора образуется положительное напряжение, и транзистор VT2 оказывается заперт. При воздействии на датчик увеличивается емкость затвора на землю, что приводит к срыву колебаний генератора. Теперь за счет дополнительного тока через L1 и промежуток затвор-исток увеличивается ток базы VT2, он отпирается и срабатывает реле К1, включая контактами К1. 1 исполнительный механизм.

Рис. 38.Принципиальная схема емкостного реле
Катушка L1 наматывается на каркас от ФПЧ транзисторных приемников и содержит 500 витков провода ПЭЛ, 0,12 мм с отводом от середины. Датчиком является квадрат из провода со сторонами от 15 до 100 см. Реле — типа РЭС10, паспорт РС4.524.312. При настройке конденсатор С1 устанавливается в положение минимальной емкости, при этом сработает реле. Затем медленно увеличивают емкость до выключения реле. Чем меньше емкость конденсатора С1, тем чувствительнее емкостное реле. Максимальное расстояние до объекта, на который реагирует реле, составляет 50 см. Изображение печатной платы показано на рис. 39, а конструкция катушки с размещением ее и датчика на плате — на рис. 40.

Рис. 39. Печатная плата и расположение деталей

Рис. 40.Конструкция катушки индуктивности

8.3. Акустическое реле

Партин А. [28]
Акустическим называется реле, срабатывающее под воздействием входного звукового сигнала и включающее какой-либо исполнительный механизм. Принципиальная схема акустического реле приведена на рис. 41. Звуковой сигнал — громкий голос, хлопок и т. п. — воспринимается микрофоном ВМ1, поступает на чувствительный усилитель, собранный на транзисторах VT1-VT3, детектируется диодом VD1 и подается на базу транзистора VT4. В результате он отпирается, и срабатывает электромагнитное реле К1, включая контактами К1.1 световой сигнализатор-светодиод HL1. После окончания звука реле будет удерживаться током заряда конденсатора С4, после чего отпустит, и светодиод погаснет. Режим работы усилителя устанавливается переменным резистором R4. В качестве микрофона ВМ1 используется капсюль от головных телефонов ТОН-2. Реле К1 — герконовое типа РЭС55А, паспорт РС4.569.600-10. При налаживании устройства переменным резистором R4 добиваются наилучшей чувствительности — срабатывания реле при возможно большем расстоянии от источника звука до микрофона.

Рис. 41.Принципиальная схема акустического реле

8.4. Звуковое реле

 Лазовик В. [29]
Принципиальная схема звукового реле представлена на рис. 42 и работает следующим образом. Звуковой сигнал воспринимается электретным микрофоном ВМ1 и поступает на вход усилителя низкой частоты, собранного на микросхеме DA1. Усиленный сигнал подается для формирования прямоугольных импульсов на усилитель-ограничитель из двух элементов 2И-НЕ микросхемы DD1, откуда — на базу транзистора VT1, который разряжает времязадающий конденсатор С3 триггера Шмитта, образованного остальными двумя элементами DD1. При этом на выходе 11 DD1.4 появляется логический 0, разрешающий работу мультивибратора, выполненного на двух элементах 2ИЛИ-НЕ микросхемы DD2. С выхода мультивибратора импульсы поступают на усилитель (VT2, VT3), откуда через разделительный конденсатор С7 — на управляющий электрод симистора VS1. Симистор открывается и включает нагрузку. Когда конденсатор СЗ зарядится до уровня логической 1, триггер Шмитта переключается, на выходе DD1.4 появляется логическая 1, мультивибратор выключается, закрывается симистор, и нагрузка отключается от сети. Время выдержки подбирается в зависимости от конкретного применения схемы. При емкости С3, указанной на схеме, время включенного состояния нагрузки составляет 4 минуты.

Рис. 42.Принципиальная схема звукового реле

8.5. Акустический выключатель

Кашкаров А. [30]
Принципиальная схема акустического выключателя приведена на рис. 43. Звуковой сигнал воспринимается угольным микрофоном ВМ1 и проходит через фильтр R4, С1, который пропускает только сигнал высших частот, соответствующих хлопку в ладоши. Далее он усиливается транзистором VT1, с коллекторной нагрузки которого R3 поступает на вход триггера, собранного на транзисторах VT2 и VT3. Положительная обратная связь осуществляется через резистор R6. С коллектора транзистора VT3 напряжение высокого уровня через диод VD3 и ограничительный резистор R13 включает оконечный каскад на транзисторе VT4 с электромагнитным реле К1 в цепи коллектора, которое контактами К1.1 коммутирует исполнительное устройство (лампу HL1). Микрофон взят от телефонного аппарата. Реле — типа РЭС9, паспорт РС4.524.204.

Рис. 43.Принципиальная схема акустического выключателя

 Приложение ОСНОВНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ

Число π К наиболее часто применяемым математическим константам (постоянным числам, используемым в процессе различных расчетов) относится число π (пи), которое представляет собой отношение длины окружности к ее диаметру. Число я относится к иррациональным числам и его точное значение не может быть выражено ни конечным числом цифр, ни какой-либо элементарной функцией. Эту задачу, называемую квадратурой круга, математики пытались решить тысячелетиями, но только в XIX веке была доказана невозможность ее решения. Поэтому всегда используется приближенное значение числа я, хотя существует способ его вычисления с любым количеством знаков. Самым грубым и наиболее известным приближением (еще из школьного курса геометрии) является значение π = 3,14. Если требуется более точное значение, можно предложить такое: π = 3,1416. Его легко воспроизвести, если запомнить несложное предложение: «Что я знаю о цифрах». Количество букв в каждом слове соответствует цифрам числа π. Наконец, для любителей поразить окружающих достаточно выучить такой стишок: «Кто и шутя, и скоро пожелаетъ пи узнать, число ужъ знаетъ», откуда π = 3,1415926536. Так как стишок придуман еще до 1918 года, в конце слов, оканчивающихся на согласную, стоит твердый знак. В справочниках же можно найти еще более точное значение: π = 3,141592653589793…
Основание натуральных логарифмов е Другой важной и часто встречающейся в радиотехнике константой является основание натуральных логарифмов е, которое также относится к иррациональным числам. В справочниках приводится следующее значение числа е с 15 знаками после запятой: е = 2,718281828459045… Если читатель помнит год рождения Льва Николаевича Толстого, можно легко воспроизвести число е с девятью знаками после запятой, запомнив такую шутку: «е равно 2,7 плюс дважды Лев Толстой».
Биномиальные коэффициенты Когда необходимо какой-либо двучлен возвести в степень, например: (х + у)⁴= x⁴+ 4x³у + 6x²y²+ 4xy³ + у¹, нужно знать биномиальные коэффициенты, которые вычисляются с помощью сочетаний. Но значительно проще для их определения пользоваться «Арифметическим треугольником», предложенным Блезом Паскалем еще в 1665 году.

В треугольнике крайними числами каждой строки являются единицы, а другие представляют собой сумму двух чисел верхней строки.
Ускорение силы тяжести Из физических констант в первую очередь необходимо отметить ускорение силы тяжести g — ускорение свободно падающего тела на поверхность Земли с небольшой высоты и при отсутствии сопротивления воздуха. Ускорение свободного падения зависит от широты точки наблюдения и высоты ее над уровнем моря. Приближенно g = 9,78049(1 + 0,005288·sin²φ — 0,000006·sin²2φ) — 0.0003086Н м/с², где φ — широта, а Н— высота над уровнем моря. На широте Москвы на уровне моря g = 9,8156 м/с².
Скорость света Одной из фундаментальных констант, особенно в радиотехнике, является скорость распространения электромагнитных волн, или скорость света — с. Согласно теории относительности Альберта Эйнштейна скорость света является предельной скоростью распространения любых физических воздействий. Впервые практическое измерение скорости света осуществил в 1849 г. Арман Ипполит Луи Физо. Впоследствии физики неоднократно экспериментально уточняли полученное им значение, и в настоящее время скорость света в вакууме принята равной: с = 299792458 м/с. При практических расчетах обычно достаточно брать приближенное значение скорости света равным 300 тысячам километров в секунду — 310⁸ м/с.
Гравитационная постоянная При расчетах орбит искусственных спутников Земли, через которые осуществляется ныне трансляция телевидения и системы глобальной связи, используется гравитационная постоянная G, определяющая силы тяготения. Численное значение гравитационной постоянной: G = 6,673·10^-11 м³/кг·с².
Постоянная Больцмана В радиотехнике часто приходится определять уровень собственных шумов приемников и усилителей радиосигнала, поскольку для хорошего качества звука или изображения уровень сигнала в определенное число раз должен превышать уровень шумов, который находится по формуле, содержащей постоянную Больцмана k: k = 1,38/10^-23 Дж/Кл.

Литература

1. Прокопцев Ю. Имитатор звуков паровоза // Радио. — 1995. -№ 7. -С. 30. 2. Панкратьев Д. Имитатор звуков стрельбы // Радио. — 1999. — № 6. — С. 54; Радио. — 2000. — № 7. — С. 50. 3. Шиповский С. Сирена // Радио. — 2000. — № 10. — С. 53. 4. Никифоров. В. Универсальное зарядное устройство // Радио. — 1991.-№ 1. — С. 69-70. 5. Гуреев С. Зарядное устройство-автомат // Радио. — 1992.-№12.-С. 11-12. 6. Бирюков С. Простое зарядное устройство // Радио. — 1997. — № 3. — С. 50. 7. Гусаров В. Простой кодовый замок // Радиолюбитель. — 1995. — № 1. — С. 21-22. 8. Жиздюк Р. Кодовый замок // Радио. — 1999. — № 6. — С. 31; Радио. — 2000. — № 6. — С. 49. 9. Вяльцев В. Электронный кодовый замок // Радиолюбитель. — 1994. — № 5. — С. 31. 10. Мартынюк Н. Простой металлоискатель // Радиолюбитель. — 1997. — № 8. — С. 30. 11. Васильев В. Миноискатель // Радио. — 1978. — № 7. — С. 53-54. 12. Ильин Д. Прибор для обнаружения металлических предметов // Радио. — 1960. — № 8. — С. 22-23. 13. Нечаев И. Универсальный металлоискатель // Радио. — 1990. — № 12. — С. 73-75. 14. Шиповский С. Электронный звонок // Радио. — 2000. — №11.-С. 60. 15. Гришин А. Простой квартирный звонок // Радио. — 2001. — №3,- С. 32-33. 16. Кашкаров А. Трели вместо звонка // Радиолюбитель. — 1999.- №12.-С. 11. 17. Клабуков А. Квартирный звонок — из музыкальной открытки // Радио. — 2001. — № 9. — С. 56; Радио. — 2002. — № 4. — С. 46. 18. Новиков Р. Медицинский электротермометр // Радио. — 1967,-№7.- С. 31. 19. Коноплев П., Мартынюк А. Термометр с линейной шкалой // Радио. — 1982. — № 7. — С. 37. 20. Пахомов Ю. Электронный термометр // Радио. — 1990. — № 12.-С. 70-71. 21. Нечаев И. Простой термометр: каким он может быть? // Радио. — 1992. — № 8. — С. 17-18. 22. Беляков А. Простой терморегулятор // Радио. — 1989. — № 3. — С. 32. 23. Маяцкий Ю. Простой термостабилизатор // Радио. — 1991. — № 7. — С. 32-34. 24. Бартенев В. Автоматический терморегулятор // Радиолюбитель. — 1995. — № 1. — С. 25. 25. Якушев В. Экономичный термостабилизатор // Радиолюбитель. — 1997. — № 2. — С. 21. 26. Нечаев И. Емкостное реле // Радио. — 1992. — №9. — С. 48-51. 27. Табунщиков В. Емкостное реле // Радиолюбитель. — 1993. — № 5. — С. 26. 28. Партин А. Акустическое реле // Радио. — 2000. — № 9. — С. 54-55. 29. Лазовик В. Звуковое реле // Радиолюбитель. — 1999. — № 4. — С. 32. 30. Кашкаров А. Акустический выключатель // Радиолюбитель. — 1999. — № 12. — С. 11.  * * *

Оглавление

От редакции

Предисловие

Глава 1 ЗВУКОВЫЕ ИМИТАТОРЫ

  1.1. Имитатор звуков паровоза

  1.2. Имитатор звуков стрельбы

  1.3. Сирена

Глава 2 ЗАРЯДНЫЕ УСТРОЙСТВА

  2.1. Универсальное зарядное устройство

  2.2. Зарядное устройство-автомат

  2.3. Простое зарядное устройство

Глава 3 КОДОВЫЕ ЗАМКИ

  3. 1. Простой кодовый замок

  3.2. Кодовый замок

  3.3. Электронный кодовый замок

Глава 4 МЕТАЛЛОИСКАТЕЛИ

  4.1. Простой металлоискатель

  4.2. Миноискатель

  4.3. Прибор для обнаружения металлических предметов

  4.4. Универсальный металлоискатель

Глава 5 ЭЛЕКТРОННЫЕ ЗВОНКИ

  5.1. Электронный звонок

  5.2. Простой квартирный звонок

  5.3. Трели вместо звонка

  5.4. Квартирный звонок — из музыкальной открытки

Глава 6 ЭЛЕКТРОННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ

  6.1. Медицинский электротермометр

  6.2. Термометр с линейной шкалой

  6.3. Электронный термометр

  6.4. Простой термометр

Глава 7 ТЕРМОРЕГУЛЯТОРЫ И ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОРЫ

  7.1. Простой терморегулятор

  7. 2. Простой термостабилизатор

  7.3. Автоматический терморегулятор

  7.4. Экономичный термостабилизатор

Глава 8 ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕЛЕ

  8.1. Емкостное реле

  8.2. Емкостное реле

  8.3. Акустическое реле

  8.4. Звуковое реле

  8.5. Акустический выключатель

 Приложение ОСНОВНЫЕ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ

Литература

⚡️Емкостное реле включает подсветку | radiochipi.ru

На чтение 4 мин Опубликовано 16.07.2018 Обновлено 07.07.2019

Дополнительно были проведены эксперименты с этой микросхемой. К ее входу (вывод 3) был подключён конденсатор переменной емкости.

До ёмкости 300 пФ микросхема при подаче питающего напряжения калибровалась, но с увеличением ёмкости конденсатора чувствительность уменьшалась вплоть до того, что она срабатывала при непосредственном прикосновении к выводу 3.

При емкости переменного конденсатора более 300 пФ работоспособность микросхемы нарушилась. Поэтому сенсорный элемент может иметь сравнительно большие размеры, и на основе этой микросхемы можно сделать ёмкостное реле. Схема устройства показана на рис. 1. Для уменьшения сетевых и друг их низкочастотных наводок сенсорный элемент Е1 подключён к входу (вывод 3) микросхемы DA1 через ФНЧ C1R1C2.

Для подавления высокочастотных наводок от сотовых телефонов, Bluetooth, Wi-Fi и других передающих устройств последовательно с сенсорным элементом Е1 включён дроссель L1. Эксперименты показали, что его установка практически не влияет на чувствительность реле.

Выходной сигнал микросхемы через цепь VD1R3C4 поступает на затвор мощного полевого транзистора, который и подаёт питающее напряжение на светодиодную ленту А1. Микросхема питается от параметрического стабилизатора напряжения на элементах R2 и VD2, конденсатор С3 подавляет пульсации и помехи по цепи питания.

Выводы 4 и 6 микросхемы DA1 оставлены свободными, поэтому она работает в режиме “кнопки с самовозвратом”, т. е. при приближении к сенсорному элементу Е1 освещение включается, а при удалении — выключается, но в данном случае не сразу. Происходит это так. При приближении к сенсорному элементу на выходе (вывод 1) микросхемы DA1 появляется напряжение около 5 В, в результате конденсатор С4 быстро заряжается через диод VD1 до напряжения около 4.5 В, а затем медленно — до 5 В. В результате транзистор VT1 открывается, на светодиодную ленту поступает напряжение — подсветка включается.

При удалении от сенсорного элемента на выходе микросхемы появляется низкий уровень, и конденсатор С4 начинает разряжаться через резистор R3. В результате несколько секунд яркость подсветки не изменяется, а затем она плавно уменьшается. Время задержки выключения подсветки можно изменить подборкой резистора R3 и конденсатора С4, чем больше номинал — тем больше задержка.

Все детали, кроме сенсорного элемента, размещены на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. ее чертёж показан на рис. 2 Применены в основном детали для поверхностного монтажа, резисторы — типоразмера 1206, оксидные конденсаторы — танталовые типоразмера D (С3) и В. С (С4), остальные — керамические типоразмера 0805. Применён транзистор APM2014N. демонтированный со старой материнской платы ПК.

Следует учесть, что при его монтаже на печатной плате и температуре корпуса 25 °С максимальный ток стока — 9 А, а рассеиваемая мощность — 1.6 Вт. При температуре корпуса 100 °С эти значения уменьшаются до 6 А и 0.6 Вт соответственно. При напряжении затвор—исток 4,5В сопротивление его канала — около 10 мОм. Из этого и надо исходить при определении мощности подключённой к нему светодиодной ленты.

При напряжении питания более 20В надо применить полевой транзистор, выдерживающий это напряжение. Дроссель — ЕС24 или любой малогабаритный. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 3. Реле было установлено в тумбочку-умывальник в ванной комнате.

Вариант его размещения показан на рис. 4. Сенсорный элемент 3 с помощью липкой ленты закреплён на передней панели 2 ящика тумбочки. Рядом в защитном пластмассовом корпусе 5 подходящего размера расположена печатная плата, которая соединена с сенсорным элементом отрезком изолированного провода 4. Его длина — 50…70 мм.

Питающие провода 6 соответствующего сечения выведены через заднюю стенку ящика к источнику питания и светодиодной ленте. Сенсорный элемент 3 состоит из двух частей, которые размещены с двух сторон от ручки 1. Если задержка выключения не требуется. конденсатор С4 не устанавливают.

Его можно временно не устанавливать и при проведении налаживания. Для изготовления сенсорного элемента была использована фольга (обёртка) и отрезки толстой бумаги (ватмана). Один конец соединительного изолированного провода 4 зачищен на расстоянии 30…40 мм, завёрнут и зажат в фольге.

Затем фольгу помещают между двумя отрезками ватмана соответствующего размера и скрепляют в нескольких местах с помощью степлера. Обязательно надо скрепить место, где провод зажат в фольге.

Следует отметить, что чем больше размеры сенсорного элемента, тем больше его чувствительность к большим объектам, но с другой стороны — тем больше его емкость, а значит, и меньше чувствительность самого реле.

Поэтому можно подобрать оптимальные размеры элемента. Для этого его надо сделать максимально большого размера, а при необходимости уменьшить, просто отрезав часть ножницами.

Поскольку площадь сенсорного элемента в данном конкретном случае оказалась около 250 см², не требуется непосредственного прикосновения к нему. Реле уверенно срабатывает при приближении к нему человека на расстояние 150…200 мм. Разместить ёмкостное реле можно и в другом месте, а если установить полевой транзистор на небольшой теплоотвод, можно коммутировать питающее напряжение до нескольких десятков вольт и ток до нескольких ампер. Следует помнить, что в предложенном варианте источник питания должен иметь гальваническую развязку от сети 230В.

Цепь емкостного сенсорного переключателя мгновенного действия AT42QT1010

1 месяц назад Киран Салим

190 просмотров

В этом уроке мы собираемся создать «Схему емкостного сенсорного переключателя мгновенного действия».

Емкостной сенсорный датчик обеспечивает удобство использования, он прост и удобен в использовании, так как не имеет движущихся механических частей. От пультов дистанционного управления и управления светодиодным освещением до панелей управления приборами — все они имеют сенсорные датчики, потому что это простое решение для замены механических кнопок и может быть реализовано в самых разных приложениях. Суть емкостного сенсорного восприятия заключается в изменении емкости, которое происходит, когда объект обычно палец человека приближается к конденсатору, присутствие пальца увеличивает емкость за счет введения вещества с относительно высокой диэлектрической проницаемостью и обеспечения проводящей поверхности, создающей дополнительную емкость. параллельно существующему конденсатору.

Насколько нам известно, на рынке представлено мало электронных элементов с высокой чувствительностью и высокой надежностью. Здесь мы выбираем микросхему AT42QT1010 от Atmel, ее можно использовать в схеме с несколькими легкодоступными компонентами. Использование схемы емкостного сенсорного переключателя мгновенного действия AT42QT1010 предназначено для обеспечения мгновенного выхода на светодиоде, или вы можете заменить светодиод требуемым активатором выхода. Эта микросхема, разработанная специально для сенсорного управления, подходит практически для любого продукта, требующего функции управления режимом переключателя питания. Схема потребляет очень малый ток.

Hardware Required

SR NO	Value	Qty
1	AT42QT1010 IC	1
2	TouchPad	1
3	Resistor 10KΩ , 1KΩ	1,1
4	Capacitor 0. 1uF , 22nF	1,1
5	LED	1
6	Точка соединения	1
7	Соединение проводов	—

Схема AT42QUSERESTERSERSERESTER IC-TRASTER ICA

. , что делает его идеальным для реализации сенсорного управления. QT1010 разработан специально для человеко-машинных интерфейсов, таких как панели управления, бытовая техника, игрушки и освещение. Этот датчик хорош для проекта, где вы хотите активировать что-то при первом касании, а затем деактивировать при повторном касании, например, переключатель. AT42QT1010 доступен в 6-контактном корпусе SOT23-6 и 8-контактном корпусе UDFN/USON. Здесь мы использовали ИС в корпусе с 6 выводами, и все компоненты, протестированные в этой схеме, являются компонентами SMD.

Эта микросхема AT42QT1010 имеет 6 контактов, здесь SNSK и SNS (контакты 3, 4) являются чувствительными контактами, и они могут быть соединены в одиночной или двойной контактной площадке (емкостная площадка). Контакт 6 (SYNC) отвечает за вход SYNC и режима. Контакты 5, 2 принимают питание Vdd, Vss, а контакт 1 дает выход во время касания.

AT42QT1010 Breakout Board

На рынке доступно множество коммутационных плат с емкостным сенсорным датчиком на основе AT42QT1010, вы можете воспользоваться ими, если хотите подключить и играть в своем прототипе. Если вам нужно настроить емкостный сенсорный переключатель, вы можете обратиться к этой схеме.

Описание работы

Сначала мы должны подключить все внешние компоненты, а затем подключить сенсорную панель. Это может быть либо одна медная пластина, либо двойная медная пластина с изолятором между ними. Поскольку некоторые коммутационные платы AT42QT1010 используют дорожки печатной платы в качестве емкостной сенсорной панели, благодаря своему датчику приближения он может обнаруживать прикосновение за пределами изолятора. Если вы используете двойную пластину, вам нужно разделить две пластины изолятором, а одна пластина должна быть подключена к заземлению. Здесь выходной светодиод светится до тех пор, пока происходит прикосновение к области сенсорной площадки (при обнаружении емкостной нагрузки человек касается области сенсорной площадки) светодиод попеременно гаснет, а выходной штырь переходит в высокий или низкий уровень соответственно.), а емкостную сенсорную панель или сенсорную панель можно удлинить с помощью провода и практически любого проводящего материала. Эта микросхема датчика может работать с источником питания от 1,8 до 5,5 В. JP 1 (точка соединения 1) помогает этой схеме изменить режим. Теперь в быстром режиме — быстрое время отклика, задержка 1 мс между выборками и потребление от 200 мкА до 750 мкА, второй режим (режим с низким энергопотреблением) — более медленное время отклика, 80 мс, спящий режим в конце выборки, переключение в быстрый режим зависит от считывания. Потребляет ток от 15 мкА до 75 мкА.

Применение

Используется в смартфонах, ноутбуках, пультах дистанционного управления, элементах управления светодиодным освещением, панелях управления и игрушках.

Похожие сообщения:

Реле

(Часть 2), Схемы защиты контактов Реле

Часть 2

Эллиот Саунд Продактс

Реле и как их использовать. Часть 2

© 2015, Род Эллиотт (ESP)
Обновлено в августе 2020 г.

---

Основной индекс Указатель статей

---

Содержимое

• Часть 1 — Типы, выбор и катушки
• Введение
• 1 — износ механических контактов
• 2 — контактная плавка
• 3 — Контактное искрение
• 4 — Гашение дуги
  • 4.1 — Цепи магнитного гашения дуги
  • 4.2 — Цепи снаббера R/C
  • 4.3 — Цепи подавления диодов
  • 4. 4 — Подавители переходных напряжений
  • 4.5 — Серия Контакты
• 5 — Переполюсовка
• 6 — Пусковой ток
• 7 — Индуктивные нагрузки
• 8 — Электронные нагрузки
• 9 — Гибридные реле
• Выводы
• Ссылки

---

Введение

В статье «Введение в реле» были рассмотрены катушки, схемы драйверов, а также материалы контактов и номинальные характеристики. Это часть 2 статьи, в которой более подробно рассматриваются контакты. В частности, мы рассмотрим множество различных способов, которыми контакты могут быть повреждены и защищены от дугового разряда. Однако не с использованием специализированных устройств — в этом разделе просто рассматриваются способы использования легкодоступных реле для отключения «сложных» нагрузок без чрезмерной нагрузки на контакты.

Конечно, существует бесчисленное множество различных нагрузок и источников снабжения, и можно рассматривать только общие принципы. Некоторые из них являются примерами из учебников, которые использовались в течение многих лет с разумным успехом. Это схемы, которые вы часто видите в схемах продуктов и примечаниях по применению, и они обычно дают неплохие результаты.

Нагрузки переменного тока могут быть особенно тяжелыми, если нагрузка является индуктивной. Трансформаторы и двигатели попадают в эту категорию, и есть некоторые приемы, которые могут минимизировать пусковой ток при включении и напряжения обратного хода при срабатывании реле. Даже некоторые резистивные нагрузки могут вызвать проблемы, особенно если нагрузка представляет собой лампы накаливания, вызывающие очень высокий пусковой ток. В некоторых случаях можно получить очень надежную операцию переключения при нулевом напряжении только с помощью твердотельного реле (SSR), но даже электромеханические реле могут быть удивительно точными, если вы хотите добавить микроконтроллер, который контролирует фазы переменного тока и проверяет время срабатывания реле.

Наука о контактных материалах очень сложна, и у меня нет необходимого оборудования для исследования контактных поверхностей на молекулярном уровне. Кое-что из того, что вы прочтете ниже, может показаться научной фантастикой, но ссылки совершенно ясно покажут, что все эти эффекты существуют, какими бы маловероятными они ни казались. Если у вас есть доступ к микроскопу, вы можете посмотреть сами, но чтобы увидеть настоящие проблемы, вам нужен электронный микроскоп, а это далеко не мой ценовой диапазон.

Некоторые реле имеют так называемые «раздвоенные» контакты. Это просто означает, что контактный рычаг разделен на две части с контактным материалом на каждой из двух секций. В зависимости от того, как это делается, это может уменьшить дребезг контакта, если две секции имеют разную ширину и, следовательно, имеют разную механическую резонансную частоту.

Здесь также рассматриваются твердотельные реле (ТТР)

, в первую очередь те, которые используют тиристоры (выпрямители с кремниевым управлением) или симисторы (двунаправленные тиристоры). Общим термином для них являются тиристоры, что представляет собой сокращение, основанное на комбинации ламповой версии, называемой тиратрон + транзистор. Эти устройства обеспечивают исключительно быстрое переключение и представлены в самых разных стилях. Поскольку они являются полупроводниками, в большинстве случаев вам необходимо включить радиатор для поддержания рабочей температуры ниже номинального максимума. В некоторых случаях вы можете заменить EMR на SSR, но существуют правила проектирования, которые необходимо соблюдать, чтобы предотвратить выход из строя SSR, нагрузки или того и другого. Общие принципы описаны, но объяснить все в одной статье невозможно, и я даже не собираюсь пытаться. На эту тему написаны целые книги, так что я едва могу коснуться поверхности.

Нижеследующее взято из спецификации реле ^[ 8 ] и показывает кривые снижения номинальных характеристик для работы как на переменном, так и на постоянном токе. Чтобы реле соответствовало ожидаемому сроку службы, ток и напряжение не должны превышать пределы, указанные красными кривыми. Если номинальные значения будут превышены, контакты реле будут подвержены искрению, что либо сократит срок службы, либо разрушит контакты реле. Серьезная перегрузка (например, 14 А при 56 В для схемы защиты постоянного тока усилителя мощности) будет уничтожь реле — наверное впервые !

Рисунок 0.1 – Номиналы контактов реле

Приведенный выше график, возможно, является самым важным графиком, который вы когда-либо видели, когда речь идет о реле, переключающем постоянный ток. Само реле не имеет большого значения, потому что единственное, что обычно меняется, это максимальный ток. Данные могут быть экстраполированы для реле с более высоким током, но если в техпаспорте , в частности , не приведен аналогичный график, показывающий более высокие коммутационные способности по постоянному току, предположим, что 30 В постоянного тока является максимально допустимым напряжением для номинального тока. Снижение номинальных значений тока, требуемое при более высоких напряжениях, совершенно очевидно. При 40 В постоянного тока допустимый ток снижается до уровня менее 2 А, при абсолютном максимальном напряжении 100 В постоянного тока при 500 мА или менее. Игнорируйте это на свой страх и риск.

Номинальные значения и пределы реле не подлежат обсуждению и не указывают на то, что номинальные значения могут быть превышены за счет срока службы контактов. Эти пределы следует считать абсолютными , и если контакты реле когда-либо создают устойчивую дугу, реле выходит из строя. Фотография на рис. 4.0 — прекрасный пример катастрофического сбоя. Это может произойти в первый раз, когда реле работает при избыточном напряжении и токе — «второго шанса» не бывает.

---

1 — Износ механических контактов

Контакты большинства реле спроектированы таким образом, что они немного скользят при размыкании и замыкании. Этот процесс помогает поддерживать чистоту контактов и предназначен для удаления оксидов, сульфидов и других загрязнений с поверхностей. Когда производитель реле указывает максимальное количество срабатываний (обычно от 100 000 до 1 000 000), это может относиться только к механической долговечности, когда контакты «сухие» (не пропускающие ток). Иногда вы увидите две цифры, одна из которых представляет собой механический срок службы, а другая — срок службы при полной номинальной нагрузке.

Герконовые реле

являются исключением, так как они герметичны для предотвращения внешнего загрязнения и обычно используют контактные материалы, которые не требуют протирания для поддержания проводимости. Информацию об используемых материалах см. в части 1 этой статьи.

Поскольку контактные поверхности трутся друг о друга, всегда будет небольшой износ, а поскольку оксиды тверже основного материала, мельчайшие частицы оксида могут действовать как абразив и увеличивать контактный износ. Когда реле предназначено для использования скользящих контактов, это учитывается при изготовлении реле, но если реле используется в зоне со значительной вибрацией, износ может ускориться. Это реальное явление, но оно редко является причиной выхода из строя контактов, если только реле не работает всухую в течение миллионов циклов. В этом случае вместо него следует использовать полупроводниковый переключатель.

Одна вещь, которую вы должны сделать для обеспечения минимального износа контактов реле постоянного тока, — это убедиться, что пульсации напряжения в источнике постоянного тока не настолько велики, чтобы вызвать жужжание или движение якоря. Использование нефильтрованного или плохо фильтрованного источника постоянного тока вызовет механическое движение якоря и контактов, что ускорит механический износ. Напряжение пульсаций P-P обычно не должно превышать 10 % от значения постоянного тока (например, 1,2 В от пика до пика пульсаций при напряжении питания 12 В). Чем меньше, тем лучше, но обычно это не обязательно.

---

2 — контактная плавка

Основной проблемой всех электромеханических реле (ЭМР) является искрение контактов. Однако задолго до возникновения дуги возникает небольшая проблема с расплавлением контактов. Конечно, не весь контакт, а, может быть, только несколько молекул. Этот эффект возникает, когда контакты замыкаются (замыкаются) и размыкаются (размыкаются). Когда мы рассматриваем даже самую гладкую поверхность под мощным микроскопом, совершенно очевидно, что на самом деле она вовсе не гладкая.

Таким образом, хотя контакты нового реле могут выглядеть идеально гладкими, если рассмотреть их под большим увеличением, вы обнаружите, что это не так. Эта общая неравномерность называется «шероховатостью», и она существует даже на поверхностях, которые кажутся зеркально гладкими. Неизбежно, что на атомном или молекулярном уровне будут высокие и низкие точки, и при использовании реле они будут перемещаться по мере того, как материал контакта плавится и передается от одного контакта к другому. Это не опечатка и не шуточный комментарий — такое действительно бывает. В основном это на молекулярном уровне, и даже бывает, когда реле переключает небольшой ток. Тем не менее, реле, используемое для переключения уровней сигнала 1 В RMS, возможно, в миллиампер или около того, никогда не вызовет дугового разряда, и его мощности недостаточно, чтобы что-либо расплавить.

Токи менее 1 А могут вызвать расплавление достаточно маленькой точки контакта. Учтите, что вы можете получить предохранители с номиналом менее 50 мА, поэтому совершенно очевидно, что если проводник достаточно тонкий, его можно расплавить при удивительно низких токах. Конечно, масса самого контакта действует как радиатор, поэтому не ожидайте, что ваши контакты сразу же разрушатся — может потребоваться более 100 000 операций, прежде чем вы заметите хоть какую-то точечную коррозию. Миграция и/или испарение металла на атомном или молекулярном уровне могут каждый раз перемещать только несколько молекул, и если полярность случайная (с подачей и нагрузкой переменного тока), то миграция выравнивается — любой материал, потерянный с одной полярностью, восстанавливается, когда полярность меняется.

Температура частей контактов реле в момент включения или отключения легко может превысить 4500°C как раз в критической точке, где весь ток сосредоточен на очень малом участке общей поверхности. В том, что это произойдет, можно быть уверенным из-за микроскопических пиков и впадин на поверхности. Неизбежно будут пики, которые создают начальный или конечный контакт, и поскольку они настолько малы, плотность тока чрезвычайно высока. Контактный материал расплавится и может быть буквально выброшен взрывом из точки контакта из-за достигнутых очень высоких температур. Окружающий воздух становится перегретым, ионизируется, и именно ионы воздуха и металла в конечном итоге (ну, примерно через несколько микросекунд) создают дугу.

Описанные процессы плавления очень кратковременны и могут существовать только в течение нано- или микросекунд. В общем, будет иметь место некоторая степень плавления контактов, даже если ваше приложение никогда не создает видимой дуги. При относительно низких напряжениях и токах вы можете ожидать, что часть контактного материала будет плавиться каждый раз, когда контакты размыкаются или замыкаются. Это означает, что между контактами будет передаваться небольшое количество материала.

Материал	Проводимость	Напряжение расплава	Напряжение дуги	Ток дуги
Медь	100 %	0,43	13	0,43
Золото	77 %	0,43	15	0,38
Никель	25 %	0,65	14	0,5
Палладий	16 %	0,57	15	0,5
Чистое серебро	105 %	0,37	12	0,4
Вольфрам	31 %	0,75	15	1,0

Таблица 2.1 – Материалы контактов, напряжение расплава, напряжение дуги и ток

Примечание:   Медь является эталонным материалом в приведенной выше таблице. Другие материалы показаны относительно к проводимости меди.

Расплавленный контактный материал имеет тенденцию скапливаться на катодном (отрицательном) контакте, и часто происходит потеря материала из-за кипения и/или горения расплавленного контактного материала, который рассеивает расплавленный материал. Хотя эти эффекты находятся на молекулярном уровне, после десятков тысяч операций всегда будут какие-то видимые повреждения. Если контакты недостаточно указаны, реле преждевременно выйдет из строя.

В таблице «напряжение плавления» относится к напряжению, существующему между каждой из контактных поверхностей, при условии, что между ними существует молекулярный мостик (например, пара высоких точек). Если напряжение на мосту превышает указанное значение, материал расплавится. Размер моста не имеет значения, но в большинстве случаев он будет микроскопически мал. Напряжение и ток дуги обсуждаются в следующем разделе.

---

3 — Контактная дуга

Если вы подумали, что некоторые из вышеперечисленных вещей немного пугают, учтите, что все меняется к худшему, когда ток составляет несколько ампер, и именно тогда мы должны найти способы минимизировать дугу. Электрическая дуга может достигать температуры более 19 000 °C и ничем не отличается от процесса дуговой сварки, при котором расплавленный материал перемещается от сварочного стержня к свариваемой поверхности. Постоянный ток является худшим, потому что ток всегда в одном и том же направлении, поэтому материал обычно мигрирует от катода к аноду, увлекая за собой атомарные или молекулярные частицы материала. При переменном токе (и при условии случайного переключения) полярность контактных электродов будет меняться, поэтому некоторый материал мигрирует сначала в одну сторону, затем в другую. Во всех случаях, когда возникает дуга, происходит некоторая потеря материала из-за разбрызгивания, и не все молекулы от одного контакта собираются другим. При переносе материала через переменный ток испаряющийся металл будет стремиться мигрировать от более горячего электрода к более холодному.

При размыкании или замыкании контактов может возникать дуга, и это сильно зависит от контактной поверхности и характера нагрузки. Если дуга будет поддерживаться, контакты будут разрушены. Постоянные дуги обычно могут создаваться только при размыкании контактов, поскольку дуга автоматически гаснет, как только контакты соприкасаются друг с другом. Однако, если контактные повреждения настолько велики, что контактные поверхности соприкасаются ненадолго только во время периода дребезга контактов, то между контактами вполне может возникнуть дуга. Первоначально зазор может составлять всего несколько микрометров, но если дуга сохраняется, то вскоре контакты полностью разрушатся.

Различные металлы имеют разное напряжение и ток, которые позволяют образоваться дуге, и они показаны в Таблице 2.1. Если напряжение и ток ниже минимального, дуга не будет создаваться. Однако, если либо напряжение, либо ток превышают номинал дуги для используемого контактного материала, дуга возникает. Иногда при работе с контактными материалами требуется небольшое искрение для удаления оксидов (или сульфидов в случае серебра), но все дуги разрушительны и должны быть остановлены как можно быстрее.

При условии, что напряжение и ток ниже значений, указанных в таблице 2.1, дуга обычно не возникает. Если либо напряжение, либо ток превышают порог дуги для используемого контактного материала, возникает дуга. Напряжение и/или ток не обязательно должны быть стабильными, и мгновенные переходные процессы могут инициировать дугу. Как только напряжение и ток упадут ниже заданных значений, дуга обычно гаснет, если зазор между контактами достаточно велик.

Контакты реле спроектированы таким образом, чтобы обеспечить достаточное размыкание дуги, чтобы дуга распространялась до тех пор, пока ее полное сопротивление не станет достаточно высоким, чтобы ток дуги больше не мог поддерживаться. Из-за различий между переменным и постоянным током, реле, рассчитанное на 10 А при 250 В, будет сильно снижено при использовании с постоянным током. Обычно можно увидеть реле на 250 В переменного тока с пониженным номинальным напряжением до 30 В постоянного тока для его номинального тока (вы можете ясно видеть номинальные характеристики реле Zettler на фотографии ниже — в центре вверху на картинке). Если вы решите игнорировать максимальное напряжение (особенно при постоянном токе), вы можете ожидать, что реле выйдет из строя. Это может случиться при первом использовании, и отказ, вызванный серьезной дугой, будет полным и необратимым. Однако существуют способы подавления дуги, и это основная цель второй части статей о реле.

Рисунок 3.1 – Выбор реле

Показанный набор реле такой же, как в Части 1, и снова показан здесь для справки. В большинстве тестов, которые я проводил, использовалось восьмеричное реле по той простой причине, что крышка легко снимается. Нет смысла пытаться наблюдать за дугой, если вы не видите или не снимаете крышку. В некотором смысле это «несправедливый» тест, потому что реле имеет очень прочные контакты и большое расстояние между ними, но тенденции все еще очень очевидны, и легко увидеть, имеет ли значение метод или нет.

---

4 — Гашение дуги

За прошедшие годы было разработано несколько различных методов гашения контактной дуги, а в некоторых случаях стало возможным вообще предотвратить возникновение дуги. Последнее является идеальным случаем, и хорошо спроектированная схема демпфирования может быть на удивление эффективной. Эти методы в равной степени применимы к выключателям, поскольку они также имеют контакты и часто работают при напряжениях, превышающих их номинальные значения. Большие прочные тумблеры могут справиться с изрядным количеством злоупотреблений, как и реле такого же размера. Однако идея здесь состоит в том, чтобы сделать все возможное, чтобы предотвратить злоупотребление и разрешить использование меньшего и более дешевого реле (или переключателя). С другой стороны, если переключатель или реле остаются прежними, мы можем ожидать, что они прослужат в течение всего срока службы оборудования.

Используемые методы зависят от нагрузки и источника питания. Некоторые методы гашения дуги применимы только к постоянному току, а другие можно использовать с переменным или постоянным током. С переменным током всегда проще, потому что ток проходит через нуль 100 или 120 раз в секунду в зависимости от частоты сети. Более высокие частоты (например, 400 Гц, обычно используемые в электрических системах самолетов) могут создавать дополнительные проблемы, но большинство деталей самолетов являются специальными элементами и здесь не рассматриваются.

Подавление дуги часто требуется для уменьшения радиочастотных помех, особенно если оборудование будет использоваться где-либо рядом с радиоприемниками AM или там, где недопустимы электромагнитные помехи, поскольку они могут привести к неисправности другого оборудования. Самые ранние используемые радиопередатчики были основаны на искровом разряднике — причудливое название контактов, поддерживающих дугу. Создаваемый РЧ-шум является широкополосным и может распространяться на удивительное расстояние. Ранняя радиопередача (или беспроводная связь, как ее называли в то время) через Атлантический океан использовала передатчики с искровым разрядником.

Часто при замыкании контактов возникает небольшая дуга. Это, казалось бы, странное поведение обычно является результатом дребезга контактов. Контакты реле и переключателей почти никогда не обеспечивают идеального контакта при работе, даже если это кажется невооруженным глазом. Осциллограф ясно покажет, что контакты замыкаются, размыкаются и снова замыкаются несколько раз при нажатии реле или переключателя. Контакты и опорные рычаги обладают массой и упругостью, и когда две контактные поверхности сводятся вместе, они несколько раз отскакивают, прежде чем оседают, когда контакты соприкасаются друг с другом, как должны. Когда (но не если) это происходит, дуга создается каждый раз, когда контакты разъединяются, и, поскольку вовлеченные расстояния обычно очень малы, дугу легко поддерживать в течение нескольких микросекунд, когда контакты разошлись.

Чтобы вы не подумали, что я преувеличиваю и что все не может быть так плохо, как я утверждаю, взгляните на следующее фото. То, что вы видите на фото, это все, что осталось от комплекта верхних контактов после продолжительной дуги. Показанное реле представляет собой промышленное реле для тяжелых условий эксплуатации, и внутри оно почти идентично тому, которое я использовал для некоторых испытаний (но не для разрушения).

Рисунок 4.0. Результат устойчивой дуги

Иногда самый простой способ увеличить расстояние между контактами и снизить вероятность возникновения дуги — использовать последовательно два или более набора контактов. Увеличивая эффективный общий зазор между контактами, вы получаете гораздо большее номинальное напряжение, не влияя на ток. Даже в этом случае вам необходимо использовать методы предотвращения образования дуги — увидеть реле с непрерывной дугой на 5 А или более — это страшно, и вы сразу понимаете, что, если оно не остановлено быстро у вас будет экс-ретранслятор на вашем верстаке. Если это произойдет, контактные рычаги могут нагреться до такой высокой температуры, что они потеряют свою эластичность («пружину») и не будут обеспечивать надлежащее контактное давление. Это займет всего пару секунд!

---

4.1 — Цепи магнитного гашения дуги

Использование магнита для «оттягивания» дуги от контактов может работать очень хорошо, но это не общепринятая схема. Магнит должен быть очень близко к контактам и/или очень мощным. Доступны неодимовые магниты, которые прекрасно справляются со своей задачей, но полярность магнита 9.0201 и полярность дуги определяет эффективность. Это то, что требует тестирования методом проб и ошибок, и, конечно, очень важно, чтобы вы могли видеть дугу и эффективно ли магнитное поле.

Магнит должен находиться точно в правильном положении для используемого реле, и он не должен поляризовать магнитную цепь реле, так как это может легко помешать ожидаемому включению и отключению реле. Поскольку все зависит от конструкции реле, магнитной силы и положения магнита, здесь не будет подробностей. Поскольку это так редко, большинство людей никогда не видели, как это делается, и дальнейшее обсуждение было бы бесполезным. Не стесняйтесь экспериментировать, но помните о подводных камнях.

Также есть (немаленькая) проблема с установкой магнита на корпус реле. Магнит должен быть прочно закреплен, чтобы он не мог сдвинуться или упасть, а в точное положение определить путем тестирования. Это не тривиально, потому что корпуса реле не всегда изготавливаются из клеящихся материалов, а неодимовые магниты имеют внешнее покрытие, которое со временем может разрушиться. Если магнит отвалится, значит, внутри вашего оборудования и защитное реле не сработает. Я ожидаю, что немногие читатели сочтут любой вариант желательным.

Коммерческие дугогасительные реле (с постоянными магнитами) существуют, в первую очередь, для рынка электромобилей. Полярность имеет решающее значение для правильной работы, поэтому использование магнита для схемы защиты громкоговорителей непредсказуемо, потому что неисправность может быть положительной или отрицательной по постоянному току, а полярность и положение магнита не могут быть оптимизированы для обоих. Также существуют электромагнитные реле гашения дуги, и они используют ток короткого замыкания для создания магнитного поля, которое соответствует полярности тока короткого замыкания. В первую очередь это промышленные продукты, которые не подходят для большинства любительских приложений.

---

4.2 — Цепи снаббера R/C

Простым, эффективным и очень распространенным методом является последовательное подключение резистора и конденсатора к контактам. Эту схему обычно называют «снабберной» схемой, и они широко используются во всевозможных конструкциях. Конденсатор поглощает часть энергии, которая в противном случае рассеялась бы в дуге, и если мы уменьшим доступную энергию, мы можем ожидать, что дуга погаснет быстрее, чем без снабберной цепи. Обратите внимание, что добавление демпфера, как показано, просто уменьшает дугу и предполагает, что реле используется при токе, не превышающем его номинальный ток. Добавление демпфера помогает свести к минимуму EMI (электромагнитные помехи), создаваемые дугой, но не означает , что пределы реле могут быть превышены!

Рисунок 4.1 – Базовая схема снаббера

Существует несколько «эмпирических правил», которые применяются к демпферам, используемым в контактах, и они дают разработчику хорошую отправную точку. В эту категорию попадают следующие значения: это не единственный диапазон значений, которые можно использовать, но с чего-то нужно начинать …

R1 — от 0,5 до 1 Ом на контактный вольт
C1 — от 500 нФ до 1 мкФ на контактный ампер

Например, если вы хотите переключить 48 В постоянного тока на 10 А, R1 может быть 24 Ом, а C1 будет около 20 мкФ. Если переменный ток переключается, последовательное полное сопротивление R1 + C1 должно быть большим по сравнению с полным сопротивлением нагрузки, иначе ток будет подаваться на нагрузку даже при разомкнутых контактах. Поскольку переменный ток менее опасен, чем постоянный, значение емкости можно значительно уменьшить, и я бы предположил, что C1 должен быть не более 1 мкФ. Это ограничивает ток примерно до 15 мА, когда контакты разомкнуты при питании 48 В 50 Гц. Это всего лишь пример, и вашу нагрузку необходимо тщательно протестировать, чтобы убедиться, что остаточный ток не создает дополнительных проблем.

Хотя это может показаться маловероятным, этот простой демпфер на удивление эффективен. Я протестировал нагрузку 40 В постоянного тока при 4 А с использованием резистора 10 Ом и конденсатора 1 мкФ, и единственное свидетельство возникновения дуги произошло, когда контакты замкнуты . Это произошло из-за дребезга контактов. Без демпфера была очень заметная дуга при размыкании контактов, как и ожидалось. В случае, если вам интересно, резистор предназначен для поддержания тока на управляемом уровне, когда контакты замыкаются, и его нельзя опускать, даже несмотря на то, что действие гашения дуги намного лучше без сопротивления.

Пока контакты разомкнуты, C1 будет заряжаться до полного напряжения питания. Конденсатор обычно представляет собой металлизированный пленочный конденсатор, и он обычно имеет очень низкое ESR . Когда контакт замкнут, крышка закорочена, и пиковый ток может быть чрезвычайно высоким. Это может привести к сильной эрозии контактов из-за плавления, как обсуждалось выше, и в худшем случае сварка контактов сомкнется. Это имеет тенденцию происходить в любом случае, и обычно возвратная пружина достаточно сильна, чтобы разорвать сварной шов, когда реле обесточено. Если ток достаточно высок, в какой-то момент в будущем сварной шов станет постоянным или будет такая сильная эрозия контактов, что реле выйдет из строя.

R1 в показанной схеме ограничивает пиковый ток до 2 А, но его можно уменьшить еще больше, чтобы получить улучшенное гашение дуги при размыкании контактов. Когда контакты впервые размыкаются, в идеале следует использовать только конденсатор, так как он будет поддерживать напряжение на контактах ниже напряжения дуги в течение нескольких микросекунд, необходимых для того, чтобы зазор стал достаточно большим, чтобы предотвратить возникновение дуги. Как уже говорилось, это создаст очень высокий пиковый ток при замыкании контактов, поэтому я предлагаю использовать следующую схему. Обратите внимание, что он может только можно использовать с постоянным током.

Рисунок 4. 2 – Усовершенствованная демпферная цепь

Добавление D1 означает, что конденсатор находится почти прямо напротив контактов, поэтому он может поглощать энергию, близкую к полной, которая в противном случае вызвала бы дугу. D1 должен иметь номинальный импульсный ток 1 мс, равный 90 201, по крайней мере, 90 202, такой же, как ток нагрузки, но желательно намного больше. Контактный ток при замыкании контактов ограничен резистором R1 (и, конечно, нагрузкой), поэтому значение R1 может быть намного выше, чем без диода. Для обычных приложений это значение должно быть примерно в 10 раз больше, чем без диода, поэтому около 240 Ом вполне нормально. Усовершенствованная версия должна почти полностью предотвращать искрение, если конденсатор имеет соответствующий размер. Большая емкость означает лучшую способность гашения дуги, но пиковый ток диода увеличивается, поэтому может потребоваться диод большего размера.

Эта схема особенно хорошо подходит для использования с резервным выключателем постоянного тока, используемым во многих гитарных усилителях. У них часто вообще нет схемы защиты, и единственная причина, по которой устойчивая дуга не возникает при размыкании выключателя, заключается в том, что ток сравнительно мал, обычно менее 100 мА. Добавление схемы, показанной на Рисунке 4.2, полностью устранит дугу, если крышка подобрана правильно, и для большинства ламповых усилителей она должна быть рассчитана на напряжение не менее 1 кВ.

В любой схеме выбор конденсатора имеет решающее значение. Используемый конденсатор должен выдерживать пиковый ток и, естественно, требует номинального напряжения, значительно превышающего напряжение источника. Сетевые конденсаторы X-класса являются хорошим выбором для большинства приложений, поскольку они рассчитаны на высокое номинальное напряжение и рассчитаны на то, чтобы справляться с пиками и шумами, которые обычно возникают в сети. В любом случае, конденсатор, который вы используете, должен иметь высокий номинальный импульсный ток, и это необходимо проверить по спецификациям. Если вы используете какой-либо старый колпачок, который попадется под руку, вы, вероятно, столкнетесь с горьким разочарованием, когда колпачок в конечном итоге выйдет из строя, а контакты реле сгорят или произойдет короткое замыкание колпачка. То же самое относится, если вы экономите на диоде.

Цепь демпфера (традиционная или усовершенствованная) должна располагаться как можно ближе к контактам реле. Длинные выводы означают индуктивность, и это может легко частично свести на нет преимущества схемы. Общая длина выводов в идеале не должна превышать ~25 мм, чтобы снизить паразитную индуктивность.

Ранее я упоминал, что большинство тестов проводилось с использованием восьмеричного реле, показанного на рис. 3.1. Примечательно, что при токе 5А постоянного тока и напряжении холостого хода 80В даже это реле могло выдержать дугу на контактах в полностью разомкнутом состоянии. Реле имеет расстояние между контактами около 0,8 мм, и хотя это звучит не так уж и много, оно значительно больше, чем у большинства реле меньшего размера, используемых в электронных проектах. Другой, который я измерил, имеет контактный зазор всего 0,3 мм. При использовании усиленного демпфера дуга была незначительной при размыкании контактов — в большинстве случаев дуги не было вообще, но иногда была видна небольшая вспышка. Я использовал только конденсатор емкостью 1 мкФ для начальных испытаний, и увеличение его емкости до 5 мкФ почти полностью устранило дугу. Соединив контакты последовательно (см. «Последовательные контакты» ниже), можно было коммутировать 5 А при напряжении 80 В без нагрузки вообще без снаббера! Ну, пока он не решил развивать непрерывную дугу при незначительном увеличении напряжения!

Если бы реле должно было работать с таким напряжением и током в реальной цепи, я бы использовал емкость не менее 10 мкФ и сильноточный диод (не менее 3 А). Но даже в этом случае, прежде чем решить, что он справится со своей задачей, я настаивал на тестировании схемы, по крайней мере, на 10 000 срабатываний, и использовал регистратор данных для записи каждого разрыва, чтобы убедиться, что дуги вообще не было в течение полных 10 000 срабатываний. Я бы не стал использовать его без присмотра без этого теста и, конечно же, не стал бы предлагать его в качестве проекта или использовать в коммерческом дизайне, пока не буду абсолютно уверен, что он соответствует задаче.

В некоторых случаях демпфер устанавливается параллельно нагрузке. Конденсатор в этом случае выполняет почти ту же функцию, поскольку он удерживает напряжение нагрузки таким образом, что когда контакты размыкаются, напряжение на них на мгновение составляет всего несколько вольт. Выбор конденсатора и резистора такой же, как и раньше, и резистор по-прежнему используется для ограничения пикового тока в конденсаторе при замыкании контактов. Без резистора ток ограничивается только импедансом цепи и ESR конденсатора, поэтому будет протекать очень высокий пиковый ток.

Демпферы

могут использоваться с резистивными или индуктивными нагрузками, а стандартная версия работает с переменным и постоянным током. Однако ни в коем случае вы не должны полагать, что только потому, что вы сделали расчеты, приведенные здесь или где-либо еще, все будет хорошо. Каждый случай должен быть тщательно протестирован, потому что требуется только один случай, когда дуга решает стать непрерывной, а реле выходит из строя, а также, вполне возможно, и другая схема. С переменным током часто можно справиться почти со всем, но любое приложение постоянного тока создает особые проблемы и требует столь же особого внимания.

Если это вообще возможно, следует заменить источник переменного тока на постоянный. Если постоянный ток получается от мостового выпрямителя и фильтрующего конденсатора, переключение переменного тока на выпрямитель предпочтительнее, чем переключение постоянного тока, но, конечно, это не всегда удобно или применимо. Использование реле MOSFET или дискретного переключателя MOSFET для постоянного тока дает много преимуществ, но все же требуется большая осторожность, чтобы пиковый ток соответствовал номинальным значениям MOSFET. Кроме того, остерегайтесь режима отказа полевых МОП-транзисторов, который очень близок к вторичному пробою биполярных транзисторов.

---

4.3 — Цепи подавления диодов

Когда у вас есть источник постоянного тока и нагрузка является индуктивной, даже кажущиеся безопасными напряжения и токи могут вызвать серьезное искрение. Как катушки реле имеют противо-ЭДС, так и другие индуктивные нагрузки. К ним относятся другие (как правило, более крупные) реле, двигатели, соленоиды всех видов, магнитные муфты и т. д. Добавление диода параллельно нагрузке устранит противо-ЭДС так же, как это происходит с катушкой реле, и снова увеличит время отпускания. время подключенного реле, соленоида или муфты. Является ли это проблемой или нет, зависит от приложения.

Использование диода параллельно с нагрузкой не означает, что больше ничего делать не нужно, особенно если нагрузка потребляет большой ток или требует для работы высокого напряжения. Дополнительный диод только подавляет противоЭДС от нагрузки, но не защищает контакты от дуги постоянного тока. В таких случаях вам, вероятно, потребуется использовать демпфирующий диод и , как показано на рис. 4.3

.

Рисунок 4.3 – Усовершенствованная снабберная цепь и индуктивная нагрузка

Хотя вы можете подумать, что приведенное выше является излишним, что-то в этом роде часто необходимо, если нагрузка работает от высокого напряжения. Любое напряжение постоянного тока выше 30 В или около того означает, что потребуются специальные реле, но даже реле, рассчитанное на 30 В постоянного тока, может работать при более высоких напряжениях, если будут приняты надлежащие меры предосторожности. Данные производителя обычно предполагают, что вы будете использовать реле «как купили», без каких-либо корректирующих мер. Если вы будете осторожны, проведете тесты и примените правильную схему гашения дуги, вы сможете увеличить номинальное напряжение. На сколько зависит от самого реле, и у одних будет встроен запас прочности, у других нет. Вы никогда не узнаете, пока это не будет проверено, и в некоторых случаях это будет означать очень строго разработанный тест, который наказывает контакты вплоть до отказа.

Хорошо, средний любитель не собирается проектировать испытательный стенд и проводить испытания на таком уровне, но если бы вы занимались производством аэрокосмической продукции, у вас не было бы выбора. Главное здесь в том, что тестирование необходимо, по крайней мере, на базовом уровне. Что-то, что, как кажется, должно работать нормально, может на самом деле работать, а может и не работать так, как ожидалось, в реальных жизненных условиях.

---

4.4 — Подавители переходных напряжений

Для нагрузок переменного тока и некоторых нагрузок постоянного тока, где использование диода замедляет время срабатывания электромагнитного клапана или другого привода, 9Можно использовать 0478 TVS или MOV . Они ограничат транзиент до заданного максимума, и хотя они будут задерживать время восстановления, задержку можно уменьшить до такой степени, что, надеюсь, это не проблема. Диоды TVS доступны в широком диапазоне напряжений и бывают двух видов — однонаправленные и двунаправленные. Они похожи на стабилитроны, но способны выдерживать гораздо более высокий мгновенный пиковый ток — типичный TVS на 30 В может выдерживать более 500 А, мгновенная мощность 15 кВт и более. Конечно, продолжительность пикового тока должна быть очень короткой при максимальных номиналах и обычно составляет менее 1 мс.

При работе с любым TVS также необходимо обращать внимание на емкость перехода. Для низковольтных устройств это может быть более 5 нФ, а емкость и индуктивность нагрузки образуют параллельную настроенную цепь. Опять же, это зависит от приложения, вызовет ли это проблему или нет. В приложениях переменного тока должен использоваться двунаправленный TVS-диод, а однонаправленные устройства подходят для использования с цепями постоянного тока.

MOV

— это еще один способ минимизировать переходные процессы высокого напряжения, но их напряжение пробоя точно не определено, поэтому в вашей схеме необходимо использовать контакты с достаточным зазором, чтобы гарантировать, что напряжение пробоя в наихудшем случае все еще находится в допустимых пределах.

Рисунок 4.4 – Использование TVS или MOV с индуктивной нагрузкой

Вы бы использовали один или другой — TVS или MOV, в зависимости от схемы, вероятных переходных процессов напряжения и характера самой нагрузки. Для приложений постоянного тока можно использовать однонаправленный TVS-диод, но только в том случае, если это вызовет проблемы для нагрузки. Наиболее распространенной будет запаздывающая реакция из-за тока, генерируемого противо-ЭДС.

---

4.5 — Серийные контакты

Простой способ получить более высокое номинальное напряжение от реле — использовать два набора контактов последовательно. На номинальный ток это не влияет, но эффективный зазор между открытыми контактами удваивается, поэтому размыкание дуги становится менее сложной задачей. Однако в данном случае термин «высокое напряжение» означает не киловольты, а переменное напряжение ниже 500 В или постоянное напряжение ниже 70 В или около того. Настоящие высоковольтные реле — это совсем другое дело, и они могут иметь контакты в вакууме или сжатом инертном газе.

Возможно использование обычных реле при напряжении, превышающем расчетное, просто путем последовательного соединения контактов. Вы должны быть уверены, что диэлектрическая прочность изоляции контактов соответствует поставленной задаче (в этом могут помочь таблицы технических данных), и в целом вы не можете ожидать никакой помощи от производителей реле, потому что вы используете продукт таким образом, что не было предназначено. Пример такого расположения показан ниже.

Рисунок 4.5 – Последовательные контакты, снабберная цепь и индуктивная нагрузка

Расположение контактов не обязательно должно быть точно таким, как показано выше, и в некоторых случаях будет зависеть от разводки контактов реле и схемы печатной платы. Тем не менее, конечный результат должен быть проверен, потому что могут быть контакты основания реле или расстояния между печатными платами, которые не способны выдержать полное напряжение без перекрытия.

Используя эту схему, обычное двухполюсное реле, рассчитанное на 30 В при 10 А постоянного тока, теперь можно использовать с источником питания 60 В постоянного тока. Снабберная схема по-прежнему является очень хорошей идеей, и ее нельзя упускать. При использовании с переменным током теоретически он может коммутировать 500 В, но изоляция и / или расстояние между контактами могут быть недостаточно хорошими для этого. Максимальное напряжение, указанное в техническом описании, действительно является максимальным и никогда не должно превышаться.

Рисунок 4.6 – Максимальная отключающая способность нагрузки постоянного тока

Приведенный выше график был адаптирован из технического описания реле для монтажа на печатной плате Schrack RT2. Это ясно показывает, что при максимальном номинальном токе 8А постоянное напряжение не должно превышать 32В для одной пары контактов или 64В для двух групп контактов последовательно. По мере уменьшения тока нагрузки вы можете подавать большее напряжение, но абсолютное максимальное напряжение постоянного тока ограничено 300 В из-за расстояния между контактами базы реле (всего 2,5 мм между центрами контактов для контактных контактов). Как отмечено на самом графике, эти напряжения относятся к резистивной нагрузке. Это не указано, поэтому предположим, что показанные напряжения и токи применимы, когда параллельно контактам нет снабберной цепи. Однако даже с демпфером , лучше не превышать напряжения и токи, рекомендованные производителем.

---

5 — Переполюсовка

Никогда не используйте пару контактов DPDT на одном и том же реле для изменения полярности двигателя или другой нагрузки. Это может быть экономично, но это катастрофа, ожидающая своего часа. В большинстве реле зазоры между контактами малы, и подача полного напряжения на контакты NO и NC вызывает проблемы. Если возникнет дуга, она будет прямо параллельна источнику питания и будет иметь очень низкое последовательное сопротивление (как показано на рис. 5.1). На диаграмме ниже показаны правильный и неправильный способ сделать это.

В большинстве приложений с двигателями вам в любом случае необходимо иметь возможность выключить двигатель, поэтому использование двух реле не является серьезным недостатком. Другая проблема с использованием одного реле заключается в том, что его можно переключать с прямого на обратное без промежуточного периода остановки, поэтому двигатель будет потреблять очень большой ток и может быть поврежден. Схема, показанная как «НЕ Делайте этого!» определенно опасно для источника питания, двигателя и реле.

Рисунок 5.1 – Использование реле для изменения полярности

Реле обесточены в обоих случаях. Для правильного переключения двигателя используйте два реле («Сделайте это вместо этого» на рисунке). Схема не слишком отличается от транзисторного «H-моста», и, как и в случае с транзисторной версией, вы должны убедиться, что оба реле и никогда не могут работать одновременно, так как это приведет к короткому замыканию источника питания. Если вы используете реле с тремя наборами контактов, можно разработать блокировку, которая предотвратит одновременное включение обоих реле. Схема блокировки также может быть выполнена электронной, в схеме, которая управляет катушками реле.

Я показал оба реле как DPDT (2-Form-C), но вы можете использовать 2-Form-A (двухполюсные, только нормально разомкнутые контакты), и вам нужно учитывать только общие принципы гашения дуги. . При низком напряжении на контактах будет только незначительное искрение, но для более высокого напряжения вам нужно будет использовать гасители дуги для подавления дуги. Во второй цепи последовательно соединены два набора контактов, поэтому реле на 30 В постоянного тока могут выдерживать 60 В постоянного тока.

Когда реле 1 задействовано, положительный источник питания подключается к левой стороне двигателя, а отрицательный — к правой. Реле 2 меняет полярность. Когда оба реле находятся в состоянии покоя (обесточены), двигатель обесточен. Конечно, это не единственный способ, но общие принципы будут одинаковыми.

Рисунок 5.2 – Альтернативное использование реле для изменения полярности (с оговорками!)

Иногда требуется, чтобы двигатель остановился как можно быстрее. Самый простой способ добиться этого — замкнуть двигатель накоротко, когда он выключен. На рис. 5.2 показано, как это можно сделать. Когда оба реле обесточены или находятся под напряжением, двигатель закорочен на плюс или минус питания. Это устраняет любое ограничение, связанное с одновременным включением обоих реле, но в то же время двигатель будет всегда закорочен, когда он не работает. Для некоторых приложений это хорошо, но не всегда.

Когда оба реле обесточены, обе обмотки двигателя подключены к источнику питания +ve. Если реле 1 задействовано, ток протекает через размыкающие контакты реле 2, через двигатель, а затем к GND (минус питания) через нормально разомкнутые контакты реле 1. Когда на реле 2 подается питание, процесс меняется на обратный.

Выберите метод, обеспечивающий необходимую вам функциональность, с или без короткого замыкания двигателя, когда он не используется. Имейте в виду, что короткое замыкание работающего двигателя может вызвать серьезное механическое напряжение, и это не всегда лучший вариант. Вам нужно будет проверить свой двигатель, чтобы убедиться, что короткое замыкание на максимальной скорости не создает проблем.

Вы должны быть абсолютно уверены, что дуга, возникающая при размыкании контактов под нагрузкой, не может поддерживаться. Если это произойдет, реле и источник питания будут уничтожены, будет много дыма, и после того, как DC сделает все возможное, мало что останется. Это хороший и простой способ реверсирования двигателя, но он таит в себе опасности, которые вы должны понимать. Выбор реле критичен , если вы используете этот метод.

---

6 — Пусковой ток

Многие нагрузки имеют значительный пусковой ток, что создает значительную нагрузку на контакты при их замыкании. Некоторые примеры перечислены ниже, но есть много вариантов. Вольфрамовые лампы постепенно выводятся из употребления во всем мире, но они по-прежнему будут использоваться во многих промышленных процессах и никогда не исчезнут полностью. Тороидальные трансформаторы намного хуже, чем трансформаторы с пластинами E-I, и некоторые электронные нагрузки включают в себя активные ограничители пускового тока, но большинство из них не имеют. Паразитная емкость на длинных участках проводки может показаться маловероятным источником пускового тока, но она может стать реальной проблемой, особенно учитывая очень низкий импеданс. Я предлагаю вам прочитать статью Inrush Current Mitigation для получения дополнительной информации.

Ниже приведены примеры нагрузок, вызывающих значительные переходные процессы пускового тока при замыкании контактов . ..

1 — Вольфрамовые лампы, сопротивление холоду которых составляет от 7% до 10% их нормального рабочего сопротивления
2 — Трансформаторы и балласты, у которых пусковой ток может быть в 5-20 раз больше нормального рабочего тока
3 — Электронные нагрузки, обычно источники питания для приборов, компьютеры, освещение и т. д.
4 — Большие соленоиды переменного тока и большинство двигателей
5 — Конденсаторы, расположенные между контактами или емкостными нагрузками без (или неадекватного) последовательного токоограничивающего сопротивления
6 — Паразитная емкость в длинных кабельных трассах

У любителей или даже промышленных дизайнеров есть несколько вариантов: используйте реле с усиленными контактами, контакты с хорошей тепло- и электропроводностью и ингибиторы сварки. Обычно это означает сплав серебра и оксида кадмия для контактов или, возможно, оксид серебра и олова. Для большинства функций переключения мощности широко распространены реле 10 А, 250 В переменного тока, которые имеют очень разумную цену, и особенно для любительских приложений требуется несколько цепей. Например, экономить несколько центов, чтобы приобрести реле на 5 А для цепи на 4 А, было бы просто глупо. Промышленные системы, конечно, сильно отличаются, тем более, что некоторое оборудование может подвергать реле мучительному циклу включения/выключения.

Для больших тороидальных трансформаторов (мощностью выше 300 ВА) рекомендуется схема «мягкого пуска», такая как Project 39. При этом используются реле, рекомендуемые реле — 10 А, 250 В. Они были выбраны, потому что я знаю, что они выдержат злоупотребления, они легко доступны и недороги. В целом, для использования с трансформаторами настоятельно рекомендуется использовать устройство плавного пуска, и, если возможно, пиковый пусковой ток не должен превышать максимальный номинальный ток реле. Это обеспечивает длительный срок службы контактов при нормальном использовании.

Ограничитель пускового тока также можно использовать с лампами накаливания с вольфрамовой нитью, и это не только уменьшит очень большой скачок тока, но и продлит срок службы ламп, поскольку снижается тепловой и магнитный удар. Лампы также могут выиграть, если они управляются твердотельным реле с переключением через ноль. Это не так хорошо, как правильно спроектированный ограничитель пускового тока, но он значительно снижает пусковой ток для маломощных ламп. Нити накала лампы очень высокой мощности имеют значительную тепловую инерцию, поэтому переключение при нулевом напряжении может быть не таким успешным.

Однако пусковые «события»

не ограничиваются индуктивными, вольфрамовыми или электронными нагрузками. Многие установленные системы люминесцентного освещения имеют конденсаторы для коррекции коэффициента мощности (PFC), подключенные параллельно каждому светильнику, и в момент включения питания они представляют собой почти полное короткое замыкание. Начальный импульсный ток может быть невероятно высоким и ограничивается только импедансом проводки. Эти цепи создают большую нагрузку на любой переключатель или реле, которые используются для управления ими, но существует несколько доступных коммерческих устройств плавного пуска. Это становится чрезвычайно сложной проблемой для больших инсталляций, и, хотя она очень интересна, мы не можем пытаться охватить ее здесь. Конденсаторы PFC также используются с двигателями и другими индуктивными нагрузками, и здесь они тоже вызывают проблемы.

---

7 — Индуктивные нагрузки

Большинство индуктивных нагрузок имеют железный сердечник, а высокий пусковой ток вызван насыщением сердечника при подаче питания. Это относится ко всем индуктивным нагрузкам, питаемым переменным током — постоянный ток отличается и будет рассмотрен отдельно. Очень немногие индуктивные нагрузки переменного тока могут вообще не использовать железный сердечник, поэтому насыщение не является проблемой. Тем не менее, я не могу придумать что-либо навскидку, поэтому нет особого смысла обсуждать то, что вряд ли можно найти в каком-либо реальном приложении.

Хотя это может показаться неправдой, оптимальная часть сигнала переменного тока для переключения любой индуктивной нагрузки находится на пике сигнала переменного тока. Кто-то может подумать, что нулевое напряжение было бы идеальным, но это было бы очень неправильно. Это просто из-за того, как работает индуктор. При наличии начального высокого напряжения ток не может увеличиваться мгновенно, а увеличивается со скоростью, определяемой индуктивностью и сопротивлением/импедансом цепи. Если у нас есть сопротивление цепи 10 Ом и мы подаем 325 В постоянного тока на индуктор 10 Гн, начальный ток равен нулю, а через 10 мс ток возрастет только примерно до 313 мА. Потребуется более 2,5 секунд, прежде чем ток возрастет до 30 А, а максимальный ток ограничен сопротивлением. Однако это предполагает, что индуктор не насыщается, а таких очень мало.

Трансформатор или другая индуктивная нагрузка переменного тока вполне может иметь индуктивность 10 Гн, а установившийся ток намагничивания обычно будет меньше 50 мА, а часто намного меньше (особенно для тороидальных трансформаторов). Прежде чем продолжить это обсуждение, я настоятельно рекомендую вам прочитать статью Inrush Current Mitigation. Эта статья включает осциллограммы и другие материалы, которые полностью объясняют это явление и способы борьбы с ним.

Если сеть на любую индуктивную нагрузку переключается на пике формы волны переменного тока, пусковой ток ограничивается до сравнительно безопасного значения. Это можно комбинировать со схемой плавного пуска с использованием резисторов или термисторов в сочетании с реле для их короткого замыкания после окончания броска тока. Во многих конструкциях, использующих термисторы, эта часть отсутствует, поэтому после кратковременного отключения электроэнергии пиковый ток ограничивается только сопротивлением проводки и цепи, поскольку термисторы все еще горячие и имеют минимальное сопротивление. Это может создать хаос, например, сработавшие автоматические выключатели могут привести к возникновению потенциально опасной ситуации.

Хотя переключение на пике формы волны переменного тока очень желательно для минимизации пускового тока, оно также создает очень быстрый импульс нарастания в сети, что может создать проблемы с другим оборудованием. Это также очень сложно сделать с какой-либо точностью с помощью ЭМИ, потому что каждый отдельный тип будет иметь разное время срабатывания, оно меняется с возрастом и может даже зависеть от температуры. Как только ЭМИ синхронизируются с сетью, мы также сталкиваемся с проблемой однонаправленной передачи контактного материала — так же, как и с постоянным током. Если это будет предпринято, микроконтроллер необходимо запрограммировать на переключение полярности сети, чтобы реле срабатывало 50 % времени с положительными полупериодами и 50 % времени с отрицательными полупериодами. циклы. Почему микроконтроллер? Чрезвычайно сложно даже попытаться синхронизировать переключение, используя что-то еще.

Рисунок 7.1 – Гибрид электромеханического и твердотельного реле

Единственный разумный способ попытаться выполнить любую форму переключения, синхронизированную с сигналом сети, — это использовать твердотельное реле (ТТР). Несмотря на их потенциальные проблемы (особенно с электронными нагрузками), их можно срабатывать очень точно в нужное вам время, а для сложных нагрузок можно просто включить параллельно электромеханическое реле. Это не так глупо, как может показаться на первый взгляд. Твердотельное реле обеспечивает точное управление точкой переключения формы сигнала переменного тока, и ему нужно находиться в цепи всего пару миллисекунд.

Общая идея показана выше. Чтобы запустить схему, оба входа одновременно пойдут на высокий уровень. SSR сработает немедленно, и через несколько миллисекунд контакты замкнутся. Для выключения сначала выключается ЭМИ, и должно пройти достаточно времени, чтобы контакты полностью разомкнулись. Тогда привод на SSR можно убрать, и он сам отключится при переходе тока через ноль. Вы можете удивиться, почему был включен демпфер. Возможно, вам это не нужно, но если между реле и нагрузкой есть значительная индуктивность линии, существует вероятность того, что индуктивный «бросок» (обратная ЭДС) может повторно запустить твердотельное реле. Демпфер замедляет импульсы с быстрым нарастанием и предотвращает перенапряжение из-за противо-ЭДС от нагрузки или проводки.

Даже если твердотельное реле используется для сильноточных нагрузок, оно должно работать в холодном состоянии, потому что ему приходится выдерживать только половину цикла переменного тока. Тепловая инерция корпуса достаточна для предотвращения перегрева, если рабочий цикл переключения достаточно низок. Для быстрого переключения SSR может понадобиться радиатор, но он будет намного меньше, чем в случае без реле.

Когда EMR вступает во владение, устраняются многие «интересные» проблемы, которые могут возникнуть с твердотельным реле и электронной нагрузкой. Когда нагрузка отключена, EMR всегда должен отключаться первым, чтобы затем ток нагрузки прерывался SSR. 20 мс (16,66 мс для 60 Гц) — достаточно времени, чтобы это происходило плавно и чисто — каждый раз. Я построил блок проверки пускового тока, в котором есть именно это: твердотельное реле используется для замыкания и размыкания цепи, а электромеханическое реле проводит ток после срабатывания.

Индуктивные нагрузки имеют не только проблему пускового тока, но и если цепь размыкается, когда нагрузка потребляет ток, вы также получаете проблемы с противо-ЭДС, которые обсуждались ранее. Решение с параллельным реле + SSR также имеет дело с этим, потому что SSR всегда прекращает проводимость, когда ток проходит через ноль. ТТР не образует дуги, и хотя обычное реле имеет полное напряжение на своих контактах, дуги не будет, потому что они полностью разомкнуты к тому времени, когда ТТР разомкнет цепь.

Преимущества гибридного решения не остались без внимания, и они используются в промышленных приложениях. Несколько производителей производят гибридные комбинации SSR/EMR с необходимой встроенной логикой. Одним из основных преимуществ является рассеивание твердотельного реле само по себе, которое будет составлять около 1 Вт на каждый ампер тока нагрузки. Обычное реле имеет чрезвычайно низкие потери по сравнению с ним, поэтому это позволяет изготавливать реле очень высокой мощности без необходимости использования радиатора и без эрозии контактов, которая возникает при переключении всех ЭМР значительных токов и напряжений.

Очень важно понимать, что SSR, использующие TRIAC или SCR , не могут использоваться с постоянным током. Оба этих устройства требуют, чтобы ток упал до нуля, прежде чем они отключатся, а этого не происходит с постоянным током. Существует устройство, называемое тиристорным затвором (GTO-SCR или тиристор GTO), но обычно их довольно сложно использовать, и они в основном используются в крупных промышленных контроллерах. Они обычно используются в инверторах высокой мощности и приводах двигателей с регулируемой скоростью и не будут рассматриваться здесь, поскольку они не используются в качестве заменителей реле.

Также важно отметить, что SSR не обеспечивают полной изоляции цепи, которую вы получаете с EMR. Всегда будет некоторый ток утечки, потому что тиристоры являются полупроводниковыми устройствами и не имеют бесконечного импеданса в выключенном состоянии. Снабберная цепь (если используется) усугубляет утечку, потому что конденсатор будет пропускать переменный ток, пропорциональный его значению. При применении необходимо учитывать ток утечки, так как он может привести к сбоям в работе некоторых нагрузок.

Индуктивные нагрузки постоянного тока включают катушки реле, электромагнитные клапаны, магнитные муфты или тормоза и двигатели. Диод, подключенный параллельно нагрузке, устранит обратную ЭДС, но, как упоминалось ранее, замедлит срабатывание соленоидов всех видов (включая реле). Средства защиты точно такие же, как те, которые обсуждались для реле в части 1 этой статьи, и могут включать в себя только диод, если время отпускания не критично, или диод плюс резистор или стабилитрон, если можно допустить небольшую задержку. Там, где требуется минимально возможная задержка, вам нужно будет использовать двунаправленный TVS или, возможно, MOV, а коммутационное устройство (или SSR) должно быть рассчитано на наихудший пик напряжения при отключении питания.

Как и в случае любой нагрузки постоянного тока, основной проблемой является искрение контактов. При напряжении ниже 30 В и токе менее 10 А существует множество недорогих реле, которые прекрасно справятся со своей задачей, но более высокое напряжение создаст проблемы. Снабжающие цепи — это начало, но вам также может понадобиться использовать последовательные контакты, чтобы гарантировать, что дуга может быть потушена со 100% надежностью. Если это вообще возможно, используйте MOSFET, IGBT или транзистор с достаточно высоким номинальным напряжением, чтобы выдержать любую противо-ЭДС (конечно, после фиксации его с помощью TVS или MOV). Без фиксатора ожидайте пиковое напряжение от 500 В до 2 кВ, особенно в цепях с высокой индуктивностью.

---

8 — Электронные нагрузки

В большинстве областей полностью емкостные нагрузки встречаются очень редко, но, как упоминалось выше, существует бесчисленное множество мест, где конденсаторы используются параллельно с индуктивными нагрузками для улучшения коэффициента мощности цепи. Это создает проблемы из-за очень высокого пускового тока, и может оказаться необходимым включить последовательные катушки индуктивности, чтобы уменьшить пусковой ток до приемлемого уровня.

Несмотря на то, что это не емкостная нагрузка, одной из очень распространенных нагрузок являются импульсные блоки питания. это не емкостные нагрузки, т.к. они выпрямляют сеть и сглаживают выход постоянного тока конденсатором. Крышка фильтра не отражает емкостную нагрузку, поскольку диоды в мостовом выпрямителе предотвращают влияние емкости на входящее питание с любой реактивной составляющей . Они представляют только нелинейную нагрузку. Этот момент, кажется, упустили из виду многие люди (включая инженеров-электриков, которые должны знать лучше), и это правда, верите вы мне или нет.

Емкость действительно вызывает серьезные проблемы в момент включения. Крышка полностью разряжена и действует как короткое замыкание в течение первых нескольких микросекунд. Пусковой ток ограничивается только последовательным сопротивлением цепи. Попытка использовать любое SSR на основе тиристора для этих нагрузок является катастрофой, и в статье «Диммеры и светодиоды» есть несколько интересных снимков осциллографа, которые показывают, что может пойти не так. Это становится интересным, когда тиристорный контроллер должен быть полностью включен. Нет проблем с резистивными или даже индуктивными нагрузками, но с электронными нагрузками все по-другому. Поскольку они настолько распространены, их поведение необходимо изучить.

Типичная электронная нагрузка показана ниже, но импульсный источник питания заменен резистором, потребляющим ту же мощность, что и сам источник. Проблемы вызваны мостовым выпрямителем и конденсатором, а не схемой переключения. Тиристор не может оставаться включенным, если ток через него меньше тока удержания — это значение указано в техпаспорте. При электронной нагрузке ток не может протекать до тех пор, пока входное напряжение не превысит напряжение на конденсаторе фильтра. Следовательно, SSR на основе TRIAC или SCR ничего не делает, пока пиковое напряжение сети не станет немного выше, чем напряжение на конденсаторе, даже при постоянном или импульсном токе затвора. Когда SSR включается, он делает это с очень быстрое время нарастания . Единственное, что ограничивает пик тока, — это индуктивность и сопротивление сетевой проводки, а также любые (маркерные) ограничивающие цепи в нагрузке.

Рисунок 8. 1 – Электронная нагрузка с управлением твердотельным реле

Схема электронной нагрузки очень распространена и используется при сетевом напряжении и низком напряжении после трансформатора. Паразитная индуктивность выводов не учитывалась, но в самой нагрузке есть токен-ограничивающий резистор, рассчитанный на то, чтобы его рассеиваемая мощность не превышала 5 Вт. Как только схема достигает состояния «установившегося состояния», твердотельное реле не может работать до тех пор, пока пиковое значение входящей сети не станет немного выше, чем напряжение на конденсаторе, и оно снова отключится, как только ток прекратится. Это произойдет сразу после пика сигнала переменного тока. Поскольку период проводимости очень короткий, пиковый ток должен быть намного выше, чем обычно. Этот тип нагрузки развивает большой пиковый ток в лучшие времена — SSR только усугубляет ситуацию.

Для моделирования электронной нагрузки я использовал 230 В переменного тока с частотой 50 Гц, а выходная мощность составляет 300 Вт, рассеиваемая нагрузочным резистором. Пиковый ток, видимый на графике ниже, составляет 84 А и остается выше 42 А в течение 50 мкс. Среднеквадратический ток составляет 5,3 А, что в четыре раза выше, чем должно быть при нагрузке 300 Вт. Это никогда не будет сразу очевидно, если вы не проведете тщательные измерения формы сигнала тока. Это необходимо делать с помощью осциллографа, потому что немногие измерители среднеквадратичного значения могут работать с очень высоким отношением пикового значения к среднему, и их показания будут низкими. SSR должен сработать всего через 500 мкс после того, как входящий переменный ток сравняется с постоянным напряжением на конденсаторе C1, чтобы была сгенерирована форма тока, показанная ниже.

Рисунок 8.2 — Электронная нагрузка с управлением SSR; Осциллограммы

Красная кривая — это напряжение постоянного тока, зеленая — входной ток сети, а синяя — входное напряжение сети. При использовании переключателя или обычного реле общая мощность нагрузки не меняется, но пиковый ток ограничивается 10 А, а среднеквадратичное значение тока составляет 2,7 А — существенная разница. По этой причине SSR на основе тиристоров (SCR или TRIAC) никогда не следует использовать с электронной нагрузкой этого типа. Схема и моделирование были немного преувеличены для ясности, потому что в действительности сопротивление будет больше (в основном из-за подачи питания от сети), а также будут небольшие катушки индуктивности на стороне сети выпрямителя для минимизации помех. Пиковый ток в «реальной» схеме, управляемой таким образом, вероятно, будет меньше половины измеренного здесь, но при пиках 40 А это все еще очень нагружает компоненты. Это также повторяющийся высокий ток, поэтому твердотельное реле должно быть рассчитано на пиковый ток в наихудшем случае — непрерывно.

Другое дело гибридное реле. Если он рассчитан на включение при переходе сети через ноль и сразу после этого нагрузка берется на ЭМИ, то проблем нет. Пусковой ток сведен к минимуму, отсутствует контактная дуга, а нагрузка отключается при отсутствии тока. Это идеальная ситуация, которая может быть достигнута только с гибридной схемой SSR + EMR. Электронные нагрузки создают особые проблемы, но если вы не исследовали их тщательно (со стендовыми испытаниями для проверки вашей теории), довольно легко пропустить проблемы, и в итоге вы получите оборудование, которое выходит из строя (или не работает) без видимой причины. .

На всякий случай, если вам интересно, использование SSR с переключением при нулевом напряжении (для электронной нагрузки), но без параллельного EMR, может вообще не работать. К тому времени, когда входящее пиковое напряжение станет достаточно высоким, чтобы обеспечить протекание тока, схема детектора перехода через ноль будет иметь заблокированное переключение, поэтому ничего не произойдет. ТТР с переключением при нулевом напряжении может работать только в том случае, если он закорочен контактами реле до завершения первого полупериода.

Обратите внимание, что использование переключения при нулевом напряжении для индуктивных нагрузок (включая трансформаторы) приводит к максимально возможному пусковому току, и этого следует избегать.

---

9 — Гибридные реле Гибридные реле

были предложены выше, и хотя вы, безусловно, можете собрать их самостоятельно, вы также можете купить их готовые ^[ 7 ] (только пример, существуют и другие). Их производит довольно много разных компаний, и они предназначены специально для решения проблем как SSR, так и EMR, как описано выше. Контактное искрение исключается, поэтому срок службы ЭМР не сокращается из-за дуговой коррозии, а тепловые проблемы твердотельных реле устраняются за счет системы байпаса. Радиатор не нужен, потому что мощность рассеивается всего 10 мс или около того. Однако, вероятно, будет ограничение на количество циклов включения/выключения в заданный период.

У них есть своя страница, так как возможности обширны. Чтобы просмотреть информацию о различных типах, см. Гибридные реле с использованием полевых МОП-транзисторов, симисторов и тринисторов. Поскольку они специализированы (и дороги), у вас может возникнуть соблазн построить их самостоятельно, и при условии, что у вас есть навыки для их сборки (и проверки каждого аспекта их функционирования и безопасности), нет причин не делать этого.

Не надейтесь, что сможете быстро купить его, потому что они считаются довольно специализированными промышленными устройствами, но они существуют. Как описано ранее в этой статье, наиболее распространенной схемой является TRIAC для фактического переключения с электромеханическим реле, включенным параллельно для управления током нагрузки. Больше нет необходимости в радиаторе для секции твердотельного реле, потому что она включена в цепь только в течение очень короткого времени, а EMR не страдает от дугового разряда, потому что он предназначен для размыкания первым. По истечении времени, достаточного для того, чтобы убедиться, что контакты разомкнуты, твердотельное реле отключается. Это занимает всего несколько миллисекунд, поэтому не создает проблем с синхронизацией в большинстве приложений.

Другим важным преимуществом является то, что EMI (электромагнитные помехи) сведены практически к нулю, потому что от контактов не возникает дуги. Это может быть более важным, чем что-либо еще в крупных центрах обработки данных (как один из примеров), где электромагнитные помехи могут создавать хаос в близлежащих компьютерных системах. Большинство из них предназначены только для переменного тока, и хотя нет никаких причин, по которым невозможно изготовить гибридное реле MOSFET (что позволило бы работать на постоянном токе), при поиске я нашел только пару ссылок.

Внимание! Существует два типа гибридных реле. В одном из них используется геркон для активации TRIAC или тиристоров с параллельными цепями, и хотя это соответствует термину «гибрид», это не так. что здесь обсуждается. Единственный гибрид, который действительно заслуживает этого звания, — это полупроводниковый переключатель с параллельным электромагнитным реле, который обеспечивает преимущества, описанные в этом разделе. «Гибриды» герконовых реле (достаточно) легкодоступны, но не дают каких-либо значительных преимуществ для нормального использования по сравнению с оптоизолированными твердотельными реле. Они являются полезными для продуктов, которые нуждаются невосприимчивость к ионизирующему излучению (где фотодиоды будут проводить ток из-за радиационной бомбардировки, например, рентгеновские лучи, гамма-лучи и т. д.).

Не так много информации о внутренних схемах любых гибридных реле (кроме статьи ESP, ссылка на которую приведена выше). Хотя есть принципиальные схемы, большинство из них значительно упрощены. Одна из наиболее полных схем, найденных при поиске изображений, показана на рис. 7.1 на этой странице, и даже она значительно упрощена, так как не показывает схему управления, необходимую для обеспечения того, чтобы EMR был разомкнут до того, как привод будет удален из раздел ССР. Не то чтобы это было особенно сложно — оба реле включаются одновременно (ТТР всегда будет проводить первым), а простой таймер гарантирует, что ЭМР деактивируется примерно за 10 мс до того, как привод ТТР будет удален.

Представляется, что гибридные реле являются сравнительно «новыми» компонентами, которые еще не реализовали свой потенциал. Простые функции переключения являются наиболее распространенными процессами в силовых приложениях, и, вероятно, это только вопрос времени, когда гибриды станут более доступными. Сказав это, я, конечно же, не предлагаю вам затаить дыхание в ожидании — многие представители отрасли, вероятно, даже не знают о существовании этих продуктов. Тем не менее, это, безусловно, один из лучших способов обеспечить длительный срок службы контактов и низкий уровень электромагнитных помех для любой системы коммутации.

Следует отметить, что гибридные реле не подходят для критичных к безопасности применений, где может быть обязательным, чтобы защита обеспечивалась механическим разделением контактов без замыкания самих контактов. Поскольку в них используются полупроводники, гибридные реле могут (а некоторые и будут) выходить из строя, а наиболее распространенным видом отказа любого полупроводника является короткое замыкание. Однако при правильном использовании это, вполне возможно, одно из лучших решений, доступных в настоящее время. Стоимость (конечно) здесь имеет значение, и мне не удалось найти информацию о ценах на какие-либо гибридные реле, доступные в настоящее время.

Одной из областей, где идеально подходит гибридное реле MOSFET, является защита громкоговорителей по постоянному току. Напряжение постоянного тока выше 30 В при любом значительном токе, как известно, трудно прервать, вызывая большую и разрушительную дугу на контактах, которая может разрушить реле (а также «защищенные» громкоговорители). Гибридное решение устраняет эти трудности, а параллельный ЭМИ означает отсутствие дополнительных искажений, поскольку МОП-транзисторы при нормальной работе замыкаются накоротко. К сожалению, это не так просто, как кажется, из-за требований к плавающим источникам питания для обеспечения напряжения затвора MOSFET. Эта проблема была решена (по крайней мере, частично) введением новой микросхемы драйвера MOSFET (Si8751/2 — упоминается в статье ESP и в проекте 19).8 (твердотельное реле MOSFET). Также см. Проект 227, представляющий собой гибридное реле, предназначенное для защиты громкоговорителей.

---

Выводы

Для обеспечения максимального срока службы контактов крайне важно подавление дуги. Лучшее решение — это то, которое в первую очередь предотвращает возгорание дуги, но этого может быть очень трудно добиться. Мы надеемся, что использование демпферов, диодов, TVS или MOV предотвратит возникновение дуги или, по крайней мере, отвлечет от дуги достаточно энергии, чтобы она могла погаснуть задолго до того, как контакты окажутся в их максимальном разделении.

Получение надежного решения может потребовать некоторых экспериментов, но если этого не сделать, всегда есть риск. Как уже отмечалось, постоянный ток в основе своей является злом, и может быть очень сложно предотвратить образование дуги, если у вас есть напряжение более 30 В или около того. Хотя твердотельные реле могут решить проблему, они не всегда подходят. Большинство SSR нельзя использовать с аудиосигналами, потому что они создают сильные искажения. Двунаправленные реле MOSFET являются одним из решений, но они дороги и, вероятно, так и останутся.

Можно использовать гибридные реле

, и, проявив некоторую изобретательность, вы можете создать свое собственное, используя обычное реле, симистор и оптопару, простой детектор пересечения нуля для получения точки отсчета и микроконтроллер для контроля за синхронизацией. Это можно сделать с помощью бюджетного 8-контактного микро для большинства приложений, и это совсем не сложно. Если нагрузка индуктивная, вам нужно включиться на (или около) пике формы волны переменного тока, а для емкостных, электронных или резистивных нагрузок (включая лампы накаливания) вам нужно включить сразу после пересечения нуля.

Электромеханические реле почти всегда будут иметь меньшие потери, чем их «твердотельные» эквиваленты. Большинство SSR на основе TRIAC и SCR будут демонстрировать падение напряжения около 1 В, а устройство будет рассеивать около 1 Вт на ампер тока нагрузки. Итак, если ток составляет 10 А, вы должны рассеивать 10 Вт тепла, для этого требуется радиатор. Эквивалентный ЭМИ может иметь контактное сопротивление менее 10 мОм (0,01 Ом), поэтому рассеивание на контакте будет не более 1 Вт при том же токе.

Даже это выше, чем обычно. Обратите внимание, что вы не можете измерить сопротивление с помощью омметра, потому что ток недостаточен для обеспечения правильного контакта. Я проверил восьмеричное реле, которое использовал для большинства своих испытаний, и мой омметр показал более 0,6 Ом, но тест с использованием постоянного тока 1 А и измерением напряжения на контактах показал, что фактическое сопротивление составляет 12 мОм. Это дает рассеивание 12 мВт при 1 А (рассчитывается как I²R), с которым легко справляется сам контактный узел. Недавний тест при 10 А переменного тока показал, что сопротивление составляет 6 мОм, поэтому контакты будут рассеивать только 600 мВт. Большинство силовых реле будут аналогичными.

---

Часть 1. Типы, выбор и катушки

---

Каталожные номера

1   Relay Care
2   ENG_CS_13C3236_AppNote_0513_Relay_Contact_Life_13c3236r.pdf
3   ENG_CS_13C3203_Contact_Arc_Phenomenon_AppNote_0412.pdf
4   ENG_CS_13C9134_Contact_Load-Life_AppNote_0613_13C9134_-_Relay_contact_performance_enhancement.pdf
5   SSR + EMR Hybrid Relays
6   Solid State Relay Handbook
7   Hybrid Relay Switching — Echola Power Systems (The original link has gone , но в сети есть информация. )
8 РЕЛЕ ПИТАНИЯ NAIS COMPACT PC BOARD — JW Relays (Matsushita Electric Works, Ltd.)

---

---

Основной индекс Указатель статей

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2014. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Журнал изменений: Страница создана и защищена авторскими правами © Rod Elliott, 5 декабря 2014 г. / Обновлено в августе 2020 г. — добавлены рисунок 0.1 и текст.

Датчик

— 220 В перем. тока до 12 В пост. тока Проблема управления реле емкостного капельного источника питания

Вопрос задан 1 год, 11 месяцев назад

Изменено 1 год, 5 месяцев назад

Просмотрено 490 раз

\$\начало группы\$

Сначала я включал/выключал свет на основе PIR с помощью TRIAC, но светодиод постоянно мерцает, когда он включен, хотя с лампой накаливания мерцания нет.

Теперь я попробовал с реле, но когда реле подключено, напряжение на клеммах меньше 1 (0,77) вольта. После снятия реле и проверки напряжения оно составляет 12 В.

Почему после включения реле напряжение падает? Из-за этого NO в реле не замыкается.

Извините за отсутствие схемы.

Моя схема проста. Реле обратного осмоса 12 В пост. тока и 220 В перем. тока для лампы.

• датчик
• реле
• постоянный ток

\$\конечная группа\$

6

\$\начало группы\$

С выложенной вами принципиальной схемой проблема ясна.

1. В качестве источника питания используется емкостная капельница.
2. Ток через емкостную капельницу ограничен конденсатором. На частоте 50 Гц ваш конденсатор емкостью 1 мкФ имеет импеданс около 3 кОм. При 220 В это максимум около 70 миллиампер.
3. Ваше реле имеет сопротивление катушки 400 Ом.
4. При напряжении 12 В катушка реле на 400 Ом потребляет около 30 мА.

Катушка вашего реле потребляет примерно половину тока, который может обеспечить ваш блок питания. Неудивительно, что напряжение падает.

---

Емкостные капельницы опасны. Вы должны рассматривать каждую точку вашей схемы как находящуюся под линейным напряжением. Любая точка в цепи может убить вас, даже предполагаемая низковольтная сторона.

Поскольку вы должны были спросить, в чем проблема, получается, что вы не понимаете, как работает емкостная капельница, а значит, вы не понимаете, чем она опасна.

Положи. Отключите его. Не трогайте его, пока не узнаете, почему это опасно.

Емкостная капельница никогда не должна работать на открытом воздухе и никогда не должна находиться в положении, при котором человек может коснуться какой-либо части схемы.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Я могу ответить на этот вопрос:

Почему после включения реле падает напряжение?

Реле требует большой силы тока для возбуждения катушки, а катушка может быть смоделирована как сопротивление, поэтому, когда вы подключаете реле последовательно с другими электронными компонентами, ток, проходящий через все они, будет высоким (ток напряжение, получаемое от источника напряжения, связано с нагрузкой, а напряжение, подаваемое источником, постоянно), а напряжение на клеммах реле будет: I * R (катушка), и это также будет высокое напряжение.

Это вызывает падение напряжения.

На самом деле напряжение источника питания никогда не падает, здесь меняется (падает) напряжение на соединении последовательно с реле.

\$\конечная группа\$

7

\$\начало группы\$

Вопрос

Почему моя емкостная пипетка не работает?

---

Ответить

Обновление 2020oct13hkt0914

Кажется, что OP использует релейный переключатель без обратного диода. Обратная ЭДС от катушки индуктивности переключателя реле может вызвать большие проблемы.

---

(1) Капельница конденсатора опасна — НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЕЕ . Чтобы жить дольше, вы можете использовать дешевую настенную бородавку на 12 В.

(2) Емкостная капельница предназначена только для приложений с небольшим током, поэтому она не подходит для любительских реле, которые обычно потребляют до 70 мА.

---

Каталожные номера

(1) Емкостной источник питания — Википедия

(2) Проект конденсатора Боба — BobParadiso, 2015feb03

(3) Youtube, включая схемы Bob’s Capacit; расчет импеданса конденсатора) — 2015feb03

(4) Бестрансформаторные источники питания: резистивные и емкостные (с расчетами Vout и мощности) — Reston Condit, MicroChip, App Note AN954, 2004

---

Приложения

Приложение A — Емкостная капельница — Википедия \$\конечная группа\$

0

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Обязательно, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Руководство для неспециалистов по подавлению катушек

Обычно рекомендуется устанавливать диод параллельно катушке реле (рис. 1). Но понимаем ли мы, почему и, главное, как это влияет на работу реле? Есть ли другие альтернативы, которые могут быть подходящими?

Все электромеханические реле и контакторы имеют катушку с сердечником. Это электромагниты. Подача питания на катушку вызывает формирование магнитного поля, которое, в свою очередь, приводит в действие подвижный якорь. Якорь открывается и закрывается в зависимости от влияния магнитного поля, создаваемого током, протекающим в катушке. Магнитный поток прямо пропорционален току и числу витков в катушке.

Когда на катушку постоянного тока впервые подается напряжение, возникает бросок тока, ограниченный только сопротивлением провода катушки, но по мере увеличения магнитного поля и перемещения якоря для замыкания магнитной цепи магнитное поле стабилизируется и ток течет в катушке удерживает реле в рабочем положении. Если катушка обесточена, разрушающееся магнитное поле в катушке по мере того, как якорь удаляется от катушки, создает всплеск обратного напряжения на клеммах катушки — это называется «противоЭДС (электродвижущая сила)». (Дальнейшее чтение – закон Ленца).

Возникающая в результате обратная ЭДС может, если она возникает в электронной цепи, управляющей катушкой реле, быть достаточной для повреждения компонентов схемы возбуждения катушки реле. Именно по этой причине часто предлагается и используется некоторая форма подавления катушки. Наиболее часто применяемый метод заключается в размещении в цепи диода параллельно катушке. (Рис. 1)

Это работает хорошо, диод блокирует протекание тока, когда катушка находится под напряжением, но когда напряжение с катушки снимается, обратная ЭДС рассеивается через диод, а не в схему возбуждения. Ток течет по кругу, что приводит к другому часто используемому названию диода с обратной ЭДС — «Диод-маховик».

Для большинства реле и контакторов обычно используется диод хорошо зарекомендовавшего себя типа 1N4007 или аналогичный. В идеале этот диод должен быть физически расположен как можно ближе к катушке реле. Durakool имеет несколько реле со встроенным диодом внутри самой крышки реле. Это очень распространенный метод в автомобильных штекерных реле, таких как Durakool DG56, DG82 и DG85, а также в некоторых промышленных реле, предназначенных для монтажа в гнездо, где было бы неудобно устанавливать внешний диод, такой как Durakool DX4.

Несмотря на то, что он хорошо защищает цепь привода реле, у использования диода для подавления противо-ЭДС есть обратная сторона. Индуктивность катушки удерживает ток после того, как катушка обесточена. Этого индуцированного тока катушки достаточно, чтобы удерживать реле в сработавшем состоянии, замедлять время размыкания контактов или вызывать дребезг якоря. Для типичного автомобильного реле, такого как Durakool DG85A, время размыкания составляет менее 2 мс, с диодом на катушке это может замедлиться примерно до 9 мс.или даже 10 мс. Это может быть источником проблем при переключении нагрузки двигателя постоянного тока. Когда питание двигателя постоянного тока отключено, если двигатель продолжает вращаться, он действует как генератор и вместе с индуктивностью двигателя вызывает появление высокого напряжения на контактах реле при их размыкании. Это, в свою очередь, приводит к большой дуге, которая гаснет только после того, как контакты разомкнутся достаточно далеко, чтобы разорвать дугу, или двигатель остановится. Конечным результатом является повреждение контактов и, в конечном итоге, их сварка. Эта временная задержка часто является причиной необъяснимого пригорания контактов в реле, переключающем нагрузки двигателя постоянного тока. Следует отметить, что некоторые драйверы реле на интегральных схемах имеют встроенные диоды на клеммах привода реле, поэтому можно непреднамеренно создать проблему задержки размыкания. Другим недостатком является то, что диод поляризует соединения катушки реле, они должны быть подключены правильно, иначе реле не будет работать, так как диод будет шунтировать реле.

Однако автомобильная промышленность хорошо разбирается в коммутации двигателей постоянного тока; в среднем автомобиле довольно много электродвигателей. Одно решение, распространенное в автомобильной промышленности, но часто встречающееся в других местах, заключается в использовании резистора параллельно с катушкой. (Рис. 2)

Резистор работает, рассеивая противо-ЭДС в виде тепла, но не задерживает размыкание контактов так сильно, как диод. Типичное время открытия для Durakool DG85A с резистором составляет около 2,5 мс, в худшем случае не более чем на 1 мс дольше, чем без резистора. Недостатком является то, что резистор + катушка реле потребляет больше тока для работы, но клеммы катушки реле не поляризованы и могут быть подключены любым способом. Другим недостатком является то, что резистор и катушка реле должны быть рассчитаны для совместной работы для достижения наилучшего эффекта, поэтому резистор встроен в реле. Например, в реле Durakool DG56A используется резистор 680 Ом для катушки с номинальным напряжением 12 В постоянного тока и резистор 2700 Ом для катушки с номинальным напряжением 24 В постоянного тока.

Еще одним преимуществом резистора является то, что в целом это экономичное решение по сравнению с альтернативами. Durakool предлагает несколько серий реле со встроенным резистором, напр. DG56, DG82 и DG85, которые используются в основном в автомобильной промышленности. Резистор, включенный параллельно катушке, обычно не используется в промышленных приложениях.

Хотя диод и резистор являются двумя наиболее часто используемыми методами подавления противо-ЭДС, особенно среди автомобильных реле, существуют и другие методы, некоторые из которых, возможно, лучше, хотя и дороже. С технической точки зрения лучшим решением является диод последовательно со стабилитроном и параллельно катушке реле. (Рис. 3) Такая компоновка обеспечивает оптимальную защиту цепи привода, гарантируя минимальное влияние на время размыкания реле (обычно около +0,5 мс для стандартного автомобильного реле). Основным недостатком этого метода является стоимость, плюс его трудно включить в стандартное съемное автомобильное реле.

Другими вариантами с разной степенью эффективности являются двунаправленные кремниевые подавители переходных процессов и металлооксидные варисторы. MOV может быть дешевле, чем двунаправленный диод-ограничитель переходных процессов, но обычно имеет более высокое напряжение фиксации, поэтому может не подходить, если схема управления катушкой реле не выдерживает его. Также можно использовать диод последовательно с резистором, но при выборе резистора необходимо соблюдать осторожность, и компания Durakool не рекомендует этот вариант. Наконец, есть резисторно-конденсаторный «демпфер», но это непрактичное решение.

Загрузить в формате pdf

 

 

 

 

Реле Меры предосторожности при использовании — Panasonic

Во время фактического использования реле может подвергаться воздействию различных условий окружающей среды, что может привести к неожиданному отказу. Следовательно, необходимы испытания в практическом диапазоне в реальных условиях эксплуатации.

Соображения по применению должны быть рассмотрены и определены для надлежащего использования реле.

Поскольку справочные данные в каталоге являются результатом оценки/измерения образцов, их ценность не гарантируется.

МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ

• Использование, выходящее за пределы указанных диапазонов, таких как номинал катушки, номинал контактов и срок службы переключения, следует категорически избегать. Это может привести к аномальному нагреву, задымлению и возгоранию.
• Никогда не прикасайтесь к токоведущим частям, когда на реле подается питание. Это может привести к поражению электрическим током. При установке, обслуживании или поиске и устранении неисправностей реле (включая соединительные детали, такие как клеммы и розетки) убедитесь, что питание отключено.
• При подключении к клеммам следуйте схемам внутренних соединений в каталоге, чтобы убедиться, что соединения выполнены правильно. Имейте в виду, что неправильное подключение может привести к неожиданной ошибке в работе, аномальному нагреву и возгоранию.
• Если существует вероятность того, что неправильное прилегание или контакт могут поставить под угрозу имущество или жизнь человека, примите двойные меры предосторожности и убедитесь, что операция надежна.

Метод определения технических характеристик

Чтобы правильно использовать реле, характеристики выбранного реле должны быть хорошо известны, а условия использования реле должны быть исследованы, чтобы определить, соответствуют ли они условиям окружающей среды, и в то же время условия катушки, условия контакта и условия окружающей среды для фактически используемого реле должны быть достаточно известны заранее.
В приведенной ниже таблице представлены моменты, которые следует учитывать при выборе реле. Он может быть использован в качестве справочного материала для изучения предметов и точек предосторожности.

Элемент спецификации		Вопросы для рассмотрения при выборе
Катушка	a) Номинальные характеристики b) Напряжение/ток срабатывания c) Напряжение/ток отпускания d) Максимальное приложенное напряжение/ток e) Сопротивление катушки f) Полное сопротивление g) Повышение температуры	・ Выберите реле с учетом пульсаций источника питания. ・ Уделите достаточное внимание температуре окружающей среды для повышения температуры теплообменника и горячего запуска. ・ При использовании в сочетании с полупроводниками следует уделить особое внимание применению. ・ Будьте осторожны с падением напряжения при запуске.
Контакты	a) Расположение контактов b) Номинал контактов c) Материал контактов d) Срок службы e) Сопротивление контакта	・ Желательно использовать стандартный продукт с большим количеством контактов, чем требуется. ・ Желательно, чтобы срок службы реле был сбалансирован со сроком службы устройства, в котором оно используется. ・ Соответствует ли материал контакта типу нагрузки? Необходимо соблюдать особую осторожность при низкой нагрузке. ・ Номинальный срок службы может сократиться при использовании при высоких температурах. Срок службы должен быть проверен в реальной используемой атмосфере. ・ В зависимости от схемы релейный привод может синхронизироваться с нагрузкой переменного тока. Поскольку это приведет к резкому сокращению срока службы, необходимо проверить его на реальной машине.
Время работы	a) Время срабатывания b) Время восстановления c) Время дребезга d) Частота переключения	・ Изменение температуры окружающей среды или приложенного напряжения влияет на время срабатывания/отпускания/дребезга. ・ Для звуковых цепей и подобных приложений целесообразно сократить время дребезга. ・ Частота работы влияет на ожидаемый срок службы.
Механические характеристики	а) Вибростойкость б) Ударопрочность c) Температура окружающей среды d) Срок службы	・ Учитывайте работу в условиях вибрации и ударов в месте использования. ・ Реле, в котором используется изолированный медный провод с высокой термостойкостью, если оно будет использоваться в среде с особенно высокой температурой.
Прочие предметы	a) Диэлектрическая прочность b) Способ монтажа c) Размер d) Защитная конструкция	・ Можно выбрать метод клеммного соединения: штекерный, тип печатной платы, пайка, клеммы с выступом и винтовое крепление. ・ Для использования в неблагоприятной атмосфере следует выбирать герметичный тип конструкции. ・ При использовании в неблагоприятных условиях используйте герметичный тип. ・ Есть ли особые условия?

Основы обращения с реле

• Чтобы сохранить первоначальные рабочие характеристики, следует соблюдать осторожность, чтобы не уронить реле и не ударить его.
• При нормальном использовании реле сконструировано таким образом, что корпус не отсоединяется. Для сохранения первоначальной производительности корпус не следует снимать. Характеристики реле не могут быть гарантированы, если корпус снят.
• Рекомендуется использовать реле в атмосфере при стандартной температуре и влажности с минимальным содержанием пыли, SO ₂ , H ₂ S или органических газов. Для установки в неблагоприятных условиях следует выбирать герметичный пластиковый тип. Пожалуйста, избегайте использования смол на основе кремния рядом с реле, так как это может привести к нарушению контакта. (Это относится и к реле с пластиковым герметичным корпусом.)
• Необходимо соблюдать правильную полярность катушки (+, –) для поляризованных реле.
• Для правильного использования необходимо, чтобы на катушку было подано номинальное напряжение. Используйте прямоугольные волны для катушек постоянного тока и синусоидальные волны для катушек переменного тока.
• Убедитесь, что напряжение на катушке не превышает постоянно максимально допустимое напряжение.
• Номинальная коммутируемая мощность и срок службы приведены только для справки. Физические явления на контактах и ​​срок службы контактов сильно различаются в зависимости от от вида нагрузки и условий эксплуатации. Поэтому перед использованием обязательно тщательно проверьте тип нагрузки и условия эксплуатации.
• Не превышайте допустимые значения температуры окружающей среды, указанные в каталоге.
• Используйте устойчивый к флюсу тип или герметичный тип, если используется автоматическая пайка.
• Несмотря на то, что реле герметичного типа (с пластиковым уплотнением и т. д.) можно чистить, не погружайте реле в холодную жидкость (например, чистящий растворитель) сразу после пайки. Это может привести к ухудшению герметичности.
  Реле клеммного типа для поверхностного монтажа относится к герметичному типу и может очищаться погружением. Используйте чистую воду или растворитель на спиртовой основе.
  Рекомендуется очистка кипячением (Температура очищающей жидкости должна быть 40°C или ниже). Избегайте ультразвуковой очистки реле. Использование ультразвуковой очистки может привести к обрыву катушки или небольшому залипанию контактов из-за ультразвуковой энергии.
• Избегайте сгибания клемм, так как это может привести к неисправности.
• В качестве ориентира используйте монтажное давление Faston от 40 до 70 Н {от 4 до 7 кгс} для реле с лепестковыми клеммами.
• Для правильного использования прочитайте основной текст.

Вернуться к началу

Меры предосторожности в отношении входа катушки

Подайте номинальное напряжение на катушку для точной работы реле.
Хотя реле будет работать, если подаваемое напряжение превышает напряжение срабатывания, необходимо, чтобы к катушке подавалось только номинальное напряжение, не учитывая изменения сопротивления катушки и т. д., из-за различий в типе источника питания, колебаний напряжения , и повышается температура. Также требуется осторожность, поскольку могут возникнуть такие проблемы, как короткое замыкание слоя и перегорание в катушке, если приложенное напряжение превышает максимальное, которое может быть приложено. Следующий раздел содержит меры предосторожности в отношении входа катушки. Пожалуйста, обратитесь к нему, чтобы избежать проблем.

■Основные меры предосторожности в отношении катушки

Тип работы переменного тока

Для работы реле переменного тока источником питания почти всегда является промышленная частота (50 или 60 Гц) со стандартными напряжениями 6, 12, 24, 48, 100, и 200 В переменного тока. Из-за этого при напряжении, отличном от стандартного, товар является предметом специального заказа, и факторы цены, доставки и стабильности характеристик могут создавать неудобства. Насколько это возможно, следует выбирать стандартные напряжения.
Кроме того, в типе переменного тока потери сопротивления катушки затенения, потери на вихревые токи магнитной цепи и потери на выходе из-за гистерезиса, а также из-за более низкой эффективности катушки, повышение температуры обычно больше, чем для типа постоянного тока.
Кроме того, поскольку гудение возникает при напряжении ниже рабочего и при напряжении выше номинального, необходимо соблюдать осторожность в отношении колебаний напряжения источника питания.
Например, в случае пуска двигателя, если напряжение источника питания падает, а при гудении реле, если оно возвращается в восстановленное состояние, происходит обгорание и приваривание контактов, либо может быть потеряно самоподдерживающееся состояние .
Для типа переменного тока во время работы возникает пусковой ток (для отсоединенного состояния якоря полное сопротивление низкое и протекает ток, превышающий номинальный ток; для прилипшего состояния якоря полное сопротивление высокое и номинальное значение протекающего тока), поэтому при параллельном включении нескольких реле необходимо учитывать потребляемую мощность.

Тип работы постоянного тока

Для работы реле постоянного тока существуют стандарты для напряжения и тока источника питания, при этом стандарты напряжения постоянного тока установлены на уровне 5, 6, 12, 24, 48 и 100 В, но что касается тока, значения, указанные в каталогах, в миллиамперах тока срабатывания.
Однако, поскольку это значение тока срабатывания является не чем иным, как гарантией едва заметного перемещения якоря, необходимо учитывать изменение значений напряжения питания и сопротивления, а также увеличение сопротивления катушки из-за повышения температуры. наихудшее возможное состояние работы реле, что делает необходимым рассматривать значение тока в 1,5-2 раза больше тока срабатывания. Кроме того, из-за широкого использования реле в качестве ограничительных устройств вместо измерителей как напряжения, так и тока, а также из-за постепенного увеличения или уменьшения тока, подаваемого на катушку, вызывающего возможную задержку движения контактов, существует вероятность того, что назначенная мощность управления может быть не удовлетворена. Таким образом, необходимо проявлять осторожность. Сопротивление катушки реле постоянного тока изменяется в зависимости от температуры окружающей среды, а также собственного тепловыделения в пределах примерно 0,4%/°C, и, соответственно, при повышении температуры из-за увеличения срабатывания и отпускания. напряжения, требуется осторожность. (Однако для некоторых поляризованных реле эта скорость изменения значительно меньше.)

■Источник питания для входа катушки

Источник питания для входа переменного тока

Для стабильной работы реле напряжение питания должно быть в пределах +10%/-15% от номинального напряжения. Однако необходимо, чтобы форма сигнала напряжения, подаваемого на катушку, была синусоидальной. Нет проблем, если источником питания является коммерческий источник питания, но когда используется стабилизированный источник питания переменного тока, возникает искажение формы сигнала из-за этого оборудования и существует вероятность ненормального перегрева. С помощью затеняющей катушки для катушки переменного тока прекращается гудение, но при искаженной форме сигнала эта функция не отображается.
*Рис. 1 ниже показан пример искажения формы волны.
Если источник питания цепи управления реле подключен к одной линии с двигателями, соленоидами, трансформаторами и другими нагрузками, то при работе этих нагрузок напряжение в сети падает, из-за чего контакты реле испытывают воздействие вибрации и последующее ожоговое повреждение.
В частности, если используется маломощный трансформатор и его мощность не имеет запаса прочности, когда имеется длинная проводка, или в случае использования в домашнем хозяйстве или в небольшом магазине, где проводка тонкая, необходимо принять меры предосторожности. из-за обычных колебаний напряжения в сочетании с этими другими факторами. При возникновении неисправности следует провести обследование ситуации с напряжением с помощью синхроноскопа или аналогичных средств и принять необходимые контрмеры, а вместе с этим определить, следует ли использовать специальное реле с подходящими характеристиками возбуждения, или произвести изменение цепи постоянного тока, как показано на рис. 2, в которое вставлен конденсатор для поглощения колебаний напряжения.
В частности, когда используется магнитный переключатель, поскольку нагрузка становится похожей на нагрузку двигателя, в зависимости от применения следует попробовать разделить рабочую цепь и силовую цепь. и исследованы.

Источник питания для входа постоянного тока

Мы рекомендуем, чтобы напряжение, подаваемое на оба конца катушки в реле постоянного тока, было в пределах ±5% от номинального напряжения катушки.
В качестве источника питания для реле постоянного тока используется батарея или схема однополупериодного или двухполупериодного выпрямителя со сглаживающим конденсатором. Характеристики напряжения срабатывания реле будут меняться в зависимости от типа источника питания, и поэтому для отображения стабильных характеристик наиболее предпочтительным методом является идеальный постоянный ток.
В случае пульсаций, включенных в источник питания постоянного тока, особенно в случае схемы однополупериодного выпрямителя со сглаживающим конденсатором, если емкость конденсатора слишком мала, из-за влияния пульсаций развивается гул и неудовлетворительное условие производится.
При использовании фактической схемы абсолютно необходимо подтвердить характеристики.
Необходимо рассмотреть возможность использования источника постоянного тока с пульсацией менее 5 %. Также обычно следует учитывать следующее.

• 1. Для реле шарнирного типа нельзя использовать однополупериодный выпрямитель, если только вы не используете сглаживающий конденсатор. Пульсации и характеристики должны быть оценены для правильного использования.
• 2. Для реле шарнирного типа существуют определенные приложения, которые могут использовать или не использовать двухполупериодный выпрямитель сам по себе. Пожалуйста, уточняйте характеристики в нашем офисе продаж.
• 3. Приложенное напряжение катушки и падение напряжения
  На рис. 4 показана схема, управляемая одним и тем же источником питания (аккумулятором и т. д.) как для катушки, так и для контакта.
  На срок службы электрической части влияет падение напряжения в катушке при включении нагрузки.
  Убедитесь, что фактическое напряжение подается на катушку при фактической нагрузке.

■Максимальное приложенное напряжение и превышение температуры

Для правильного использования необходимо, чтобы на катушку было подано номинальное напряжение.
Обратите внимание, однако, что если на катушку подается напряжение, превышающее или равное максимальному приложенному напряжению, катушка может сгореть или ее слои могут закоротиться из-за повышения температуры.
Кроме того, не превышайте допустимый диапазон температур окружающей среды, указанный в каталоге.

Максимальное приложенное напряжение

Максимальное приложенное напряжение является важным ограничением не только для обеспечения стабильности работы реле, но и для предотвращения таких проблем, как термический износ или деформация изоляционного материала или возникновение опасности возгорания.

Изменение рабочего напряжения из-за повышения температуры катушки (горячий пуск)

В реле постоянного тока, после продолжительного прохождения тока в катушке, если ток выключается, а затем снова включается из-за повышения температуры в катушке , рабочее напряжение станет несколько выше. Кроме того, это будет то же самое, что использовать его в атмосфере с более высокой температурой. Соотношение сопротивление/температура для медного провода составляет около 0,4% при 1°C, и с этим соотношением сопротивление катушки увеличивается. То есть для срабатывания реле необходимо, чтобы напряжение было выше напряжения срабатывания, а напряжение срабатывания возрастало в соответствии с увеличением значения сопротивления.
Однако для некоторых поляризованных реле эта скорость изменения значительно ниже.

■Приложенное напряжение катушки и время срабатывания

В случае работы на переменном токе время срабатывания сильно различается в зависимости от точки фазы, в которой включается переключатель для возбуждения катушки, и это выражается в виде определенного диапазона, но для миниатюрных типов это по большей части 1/2 такта. Тем не менее, для реле довольно большого типа с большим дребезгом, время срабатывания составляет от 7 до 16 мс, а время отпускания порядка 9 мс.до 18 мс Кроме того, в случае работы на постоянном токе, из-за большой входной мощности катушки, время работы короткое, но если оно слишком быстрое, время дребезга контактов «Формы А» увеличивается. Имейте в виду, что условия нагрузки (в частности, когда пусковой ток велик или нагрузка близка к номинальной нагрузке) могут привести к сокращению срока службы и незначительной сварке.

■ Блуждающие цепи (байпасные цепи)

В случае конструкции цепи последовательности из-за обходного потока или альтернативной маршрутизации необходимо позаботиться о том, чтобы не допустить ошибочной или ненормальной работы. Чтобы понять это условие при подготовке цепей последовательности, как показано на рис. 5, с двумя линиями, записанными как линии источника питания, верхняя линия всегда ⊕, а нижняя линия ⊖ (когда цепь переменного тока, применяется то же самое). Соответственно сторона ⊕ обязательно является стороной для замыкания контактных соединений (контакты реле, таймеров и концевых выключателей и т.п.), а сторона ⊖ – стороной цепи нагрузки (катушка реле, катушка таймера, катушка магнита, катушка соленоида, двигатель, лампа и др.).
На рис. 6 показан пример паразитных цепей.
На рис. 6 (а) при замкнутых контактах А, В и С, после срабатывания реле Р ₁ , Р ₂ и Р ₃ , если контакты В и С разомкнуты, то имеется последовательное замыкание через A, R ₁ , R ₂ и R ₃ , и реле будут гудеть и иногда не будут восстановлены до состояния отключения.
Соединения, показанные на рис. 6 (b), выполнены правильно. Кроме того, что касается цепи постоянного тока, поскольку с помощью диода можно легко предотвратить паразитные цепи, необходимо правильное применение.

■Постепенное увеличение напряжения, подаваемого на катушку, и цепь самоубийства

возникает состояние контакта. Этот не следует применять способ подачи напряжения на катушку, а следует уделить внимание способу подачи напряжения на катушку (использование коммутационной схемы). Кроме того, в случае реле с фиксацией, использующих собственные контакты «формы B», используется метод цепи с собственной катушкой для полного прерывания, но из-за возможности возникновения проблем следует соблюдать осторожность.
Схема, показанная на рис. 7, вызывает временную и последовательную работу с использованием герконового реле, но это не хороший пример сочетания постепенного увеличения подаваемого напряжения на катушку и аварийной цепи. В части синхронизации для реле R1, когда время истекает, возникает дребезг, вызывающий проблемы. При начальном испытании (опытное производство) показывает благоприятную работу, но по мере увеличения числа срабатываний почернение контактов (нагар) плюс дребезжание реле создают нестабильность в работе.

■Фазовая синхронизация при переключении нагрузки переменного тока

Если переключение контактов реле синхронизировано с фазой сети переменного тока, сокращается электрический срок службы, привариваются контакты или явление блокировки (неполное отключение) из-за может произойти перенос контактного материала. Поэтому проверяйте реле, пока оно работает в реальной системе. При управлении реле с таймерами, микрокомпьютерами и тиристорами и т. д. возможна синхронизация с фазой питания.

■Ошибка в работе из-за индуктивных помех

Для длинных проводов, когда линия для цепи управления и линия для электропитания используют один канал, индукционное напряжение, вызванное индукцией от линии электропередачи , будет применяться к рабочей катушке независимо от того, выключен управляющий сигнал или нет. В этом случае реле и таймер могут не восстановиться. Поэтому, если проводка проходит на большое расстояние, помните, что наряду с индуктивными помехами нарушение соединения может быть вызвано проблемой с пропускной способностью распределительной сети или устройство может выйти из строя из-за влияния внешних перенапряжений, например, вызванных молнией.

■Долговременная токопроводящая цепь

Цепь, по которой будет непрерывно течь ток в течение длительного времени без переключения реле. (цепи для аварийных ламп, устройств сигнализации и контроля ошибок, которые, например, возвращаются в исходное состояние только во время неисправности и выводят предупреждения с контактами формы B) сама катушка. Для таких цепей используйте реле с магнитной фиксацией. Если вам нужно использовать одно стабильное реле, используйте реле закрытого типа, на которое не так легко воздействуют условия окружающей среды, и создайте отказоустойчивую схему, учитывающую возможность отказа или отключения контакта.

■Использование с редкими переключениями

Пожалуйста, выполняйте периодические проверки проводимости контактов, когда частота переключений составляет один или меньше раз в месяц.
Если в течение длительного времени не происходит переключения контактов, на контактных поверхностях может образоваться органическая пленка, что приведет к нестабильности контактов.

■Относительно электролитической коррозии катушек

В случае цепей катушек сравнительно высокого напряжения, когда такие реле используются в атмосфере с высокой температурой и высокой влажностью или при постоянном прохождении тока, в катушке может возникнуть электрокоррозия, и провод может быть поврежден. отключен. Из-за возможности возникновения разомкнутых цепей следует обратить внимание на следующие моменты.

• 1. Сторона ⊕ источника питания должна быть подключена к шасси. (См. рис. 9) (Общий для всех реле)
• 2. В случае неизбежного заземления стороны ⊖ или в случае невозможности заземления.
  (1) Вставьте контакты (или переключатель) в сторону ⊕ источника питания. (См. рис. 10) (Общее для всех реле)
  (2) Если заземление не требуется, подключите клемму заземления к стороне ⊕ катушки. (См. рис. 11)
• 3. Когда сторона ⊖ источника питания заземлена, всегда избегайте замыкания контактов (и переключателей) на стороне ⊖. (См. рис. 12) (Общий для всех реле)

Вернуться к началу

Меры предосторожности в отношении контакта

■Контакт

Контакты являются наиболее важными элементами конструкции реле. На характеристики контактов явно влияют материал контактов, а также значения напряжения и тока, прикладываемые к контактам (в частности, формы сигналов напряжения и тока во время приложения и отпускания), тип нагрузки, частота переключений, окружающая атмосфера, форма контакта. , скорость переключения контактов и дребезг.
Из-за переноса контактов, сварки, ненормального износа, увеличения контактного сопротивления и различных других повреждений, которые приводят к ненадлежащей работе, следующие элементы требуют полного изучения.

*	Рекомендуем вам обратиться в один из наших офисов продаж.

■Основные меры предосторожности в отношении контакта

Напряжение

Когда в цепь включена индуктивность, возникает довольно высокая противо-ЭДС в качестве напряжения контактной цепи, и поскольку, в зависимости от значения этого напряжения, энергия, приложенная к контактам, вызывает повреждение с последующим износом контактов и переходом контактов, необходимо проявлять осторожность в отношении способности управления. В случае постоянного тока нет точки нулевого тока, как в случае с переменным током, и, соответственно, после возникновения катодной дуги из-за того, что эту дугу трудно погасить, основной причиной является увеличение времени дуги. Кроме того, из-за фиксированного направления тока происходит явление смещения контактов, как отдельно отмечено ниже, в связи с износом контактов. Обычно приблизительная контрольная мощность указывается в каталогах или аналогичных таблицах данных, но одного этого недостаточно.
При использовании специальных контактных цепей в каждом отдельном случае производитель либо оценивает по прошлому опыту, либо каждый раз проводит испытания. Кроме того, в каталогах и аналогичных таблицах указанная мощность управления ограничена резистивной нагрузкой, но это показывает класс реле, и обычно допустимо думать о мощности по току как о мощности для цепей 125 В переменного тока. Минимальные допустимые нагрузки указаны в каталоге; однако они приведены только в качестве ориентира для нижнего предела, который реле может переключать, и не являются гарантированными значениями. Уровень достоверности этих значений зависит от частоты коммутации, условий окружающей среды, изменения требуемого контактного сопротивления и абсолютного значения. Пожалуйста, используйте реле с контактами AgPd, когда требуется минутное аналоговое управление нагрузкой или контактное сопротивление не выше 100 мОм (для измерений и беспроводных приложений и т. д.).

Ток

Ток во время замыкания и размыкания контактной цепи оказывает важное влияние. Например, когда нагрузкой является двигатель или лампа, в зависимости от пускового тока во время замыкания цепи увеличивается износ контактов и количество переноса контактов, а сварка контактов и перенос контактов замыкают контакт. разлука невозможна.
Обычно контактное сопротивление становится более стабильным при более высоком токе переноса. Если ожидаемый уровень надежности не может быть достигнут даже при нагрузке, превышающей минимально применимую нагрузку, рассмотрите возможность увеличения тока переноса на основе оценки фактической рабочей среды.

■Характеристики обычных контактных материалов

Характеристики контактных материалов приведены ниже. Обращайтесь к ним при выборе реле.

Материал контактов	Ag (серебро)	Электропроводность и теплопроводность самые высокие из всех металлов. Обладает низким контактным сопротивлением, недорог и широко используется. Недостатком является легкое образование сульфидной пленки в сульфидной атмосфере. Требуется осторожность при низком напряжении и низком токе.
	AgSnO 2 (оксид серебра-олова)	Обладает превосходной стойкостью к сварке; однако, как и в случае с Ag, он легко образует сульфидную пленку в сульфидной атмосфере.
	AgW (серебро-вольфрам)	Высокие твердость и температура плавления, отличная дугостойкость и высокая устойчивость к переносу материала. Однако требуется высокое контактное давление. Кроме того, контактное сопротивление относительно высокое, а коррозионная стойкость низкая. Также существуют ограничения по обработке и креплению к контактным пружинам.
	AgNi (серебро-никель)	Соответствует электропроводности серебра. Отличная стойкость к дуге.
	AgPd (серебро-палладий)	Обладает высокой устойчивостью к коррозии и сульфидированию при комнатной температуре; однако в низкоуровневых контурах он легко поглощает органические газы и образует полимеры. Следует использовать золотое покрытие или другие меры, чтобы предотвратить такое накопление полимера.
Поверхность	Родийное покрытие (родий)	Сочетает в себе идеальную коррозионную стойкость и твердость. В качестве гальванических контактов, используемых при относительно небольших нагрузках. В атмосфере органического газа требуется осторожность, так как могут образовываться полимеры. Поэтому его применяют в герметичных реле (герконовых реле и т. п.).
	Покрытие Au (покрытие золотом)	Au с его превосходной коррозионной стойкостью приваривается к основному металлу. Особыми характеристиками являются равномерная толщина и отсутствие отверстий. Очень эффективен, особенно для низкоуровневых нагрузок в относительно неблагоприятных атмосферах. Часто сложно реализовать плакированные контакты в существующих реле из-за конструкции и монтажа.
	Золотое покрытие (позолота)	Эффект аналогичен покрытию из золота. В зависимости от используемого процесса нанесения покрытия важен надзор, так как существует возможность появления точечных отверстий и трещин. Относительно легко реализовать позолоту в существующих реле.
	Флэш-покрытие Au (золотое тонкопленочное покрытие) 0,1–0,5 мкм	Предназначен для защиты основного металла контактов при хранении выключателя или устройства со встроенным выключателем. Однако определенная степень стабильности контактов может быть достигнута даже при переключении нагрузок.

■Защита контактов

ПротивоЭДС

При переключении индуктивных нагрузок с помощью реле постоянного тока, таких как цепи последовательности реле, двигатели постоянного тока, муфты постоянного тока и соленоиды постоянного тока, всегда важно поглощать скачки напряжения (например, с помощью диода). ) для защиты контактов.
При отключении этих индуктивных нагрузок возникает противоЭДС от нескольких сотен до нескольких тысяч вольт, которая может серьезно повредить контакты и значительно сократить срок службы. Если ток в этих нагрузках относительно мал, около 1 А и менее, противоэдс вызовет зажигание тлеющего или дугового разряда. Разряд разлагает содержащиеся в воздухе органические вещества и вызывает образование на контактах черных отложений (оксидов, карбидов), что может привести к выходу контакта из строя.

Пример счетчика ЭДС и фактического измерения

На рис. 13, а на катушке с полярностью, показанной на рис. выключен. ЭДС противодействия проходит по линии питания и достигает обоих контактов.
Обычно критическое напряжение пробоя диэлектрика при стандартной температуре и давлении воздуха составляет от 200 до 300 вольт. Поэтому, если ЭДС противодействия превышает это значение, на контактах возникает разряд для рассеивания энергии (1/2Li ² ) хранится в катушке. По этой причине желательно поглощать встречную ЭДС так, чтобы она составляла 200 В или меньше.

Явление переноса материала

Перенос материала контактов происходит, когда один контакт плавится или кипит, а материал контакта переходит на другой контакт. По мере увеличения числа переключений появляются неровности контактных поверхностей. как показано на рис. 14. Через некоторое время неровные контакты замыкаются, как если бы они были сварены вместе. Это часто происходит в цепях, где искры возникают в момент «замыкания» контактов, например, когда постоянный ток большой для индуктивных или емкостных нагрузок постоянного тока или когда большой пусковой ток (несколько ампер или несколько десятков ампер).
Цепи защиты контактов и контактные материалы, устойчивые к переносу материала, такие как AgSnO ₂ , AgW или AgCu, используются в качестве контрмер. Как правило, на катоде появляется вогнутое образование, а на катоде — выпуклое. образование появляется на аноде. Для емкостных нагрузок постоянного тока (от нескольких ампер до нескольких десятков ампер) всегда необходимо проводить фактические подтверждающие испытания.

Схема защиты контактов

Использование контактных защитных устройств или цепей защиты может снизить противоЭДС до низкого уровня. Однако учтите, что неправильное использование приведет к неблагоприятным последствиям. Типовые схемы защиты контактов приведены в таблице ниже.
(G: Хорошо, NG: Плохо, C: Уход)

Цепь		Приложение		Особенности/Прочее	Выбор устройств
		АС	DC
CR-цепь		С*	Г	Если нагрузкой является таймер, ток утечки протекает через цепь CR, вызывая неисправность. операция. * При использовании с переменным напряжением убедитесь, что импеданс нагрузки достаточно меньше, чем у цепи CR. Если нагрузкой является реле или соленоид, время отпускания увеличивается. Он эффективен, если CR подключен между нагрузками при напряжении питания от 24 В до 48 В. Эффективно подключение CR между контактами при напряжении питания от 100 В до 200 В. Может быть более эффективным подключение между контактами, чем между нагрузками, особенно в зонах высокого напряжения, где возможность отключения дуги между контактами ограничена. беспокойство.	В качестве руководства при выборе C и R, C: от 0,5 до 1 мкФ на 1 А контактного тока R: от 0,5 до 1 Ом на 1 В контактного напряжения Значения варьируются в зависимости от свойств нагрузки и изменений характеристик реле. Конденсатор «С» подавляет разряд в момент размыкания контактов. Резистор «R» служит для ограничения тока при следующем включении питания. Проверьте с реальной машиной. Используйте конденсатор «С» с напряжением пробоя от 200 до 300 В. Используйте конденсаторы переменного тока (неполяризованные) для цепей переменного тока.
		Г	Г
Схема диода		НГ	Г	Параллельно подключенный диод заставляет энергию, накопленную в катушке, течь к катушке в виде тока и рассеивать ее в виде джоулевого тепла на компоненте сопротивления индуктивной нагрузки. Эта схема дополнительно задерживает время восстановления по сравнению со схемой CR. (от 2 до 5 раз больше времени выпуска, указанного в каталоге)	Используйте диод с обратным напряжением пробоя, по крайней мере, в 10 раз превышающим напряжение цепи, и прямым током, по крайней мере, равным току нагрузки. В электронных схемах, где напряжения цепи не столь высоки, можно использовать диод с обратным напряжением пробоя, примерно в 2-3 раза превышающим напряжение источника питания.
Цепь диода и стабилитрона		НГ	Г	Действует, когда время возврата в диодной цепи слишком велико.	Используйте стабилитрон с напряжением стабилитрона примерно таким же, как напряжение источника питания.
Цепь варистора		Г	Г	Используя стабильные характеристики напряжения варистора, эта схема предотвращает подачу чрезмерно высокого напряжения на контакты. Эта схема также немного задерживает время выпуска. Эффективен, если варистор подключен между нагрузками при напряжении питания от 24 В до 48 В. Эффективен, если варистор подключен между контактами при напряжении питания от 100 В до 200 В. Может быть более эффективным для соединения между контактами, чем между нагрузками, особенно в областях с высоким напряжением, где существует проблема отключения дуги между контактами.	—

Избегайте использования схем защиты, показанных на рисунках ниже. Хотя индуктивные нагрузки постоянного тока обычно труднее переключать, чем резистивные нагрузки, использование надлежащей схемы защиты повысит характеристики до характеристик резистивных нагрузок.

Хотя контакты чрезвычайно эффективны при гашении дуги, поскольку контакты размыкаются, они подвержены сварке, так как энергия накапливается в C, когда контакты размыкаются, и ток разряда течет от C, когда контакты замыкаются.

Несмотря на то, что контакты размыкаются, они чрезвычайно эффективны в гашении дуги, но при замыкании контактов зарядный ток течет к C.

Установка защитного устройства

В реальной цепи необходимо расположить защитное устройство (диод, резистор, конденсатор, варистор и т. д.) в непосредственной близости от нагрузки или контакта. Если он расположен слишком далеко, эффективность защитного устройства может снизиться. Ориентировочно расстояние должно быть в пределах 50 см.

Рекомендации по нагрузке постоянного тока

В случае, если реле используется в качестве переключателя высокого напряжения постоянного тока, окончательный режим отказа может быть непрерывным.
В случае невозможности отключения электропитания, в худшем случае, огонь может распространиться на прилегающую территорию. Поэтому настройте блок питания так, чтобы его можно было отключить в течение одной секунды. Кроме того, рассмотрите отказоустойчивую схему для вашего оборудования.
Используйте варистор для поглощения импульса катушки.
Если используется диод, скорость разделения контактов будет низкой, а эффективность отсечки ухудшится.

[ Рекомендуемый варистор ]
Допуск по энергии: 1 Дж или более
Напряжение варистора: в 1,5 раза или более от номинального напряжения катушки поглощение измеряется параллельно с индуктивной нагрузкой.

Аномальная коррозия при высокочастотном переключении нагрузок постоянного тока (искровое генерирование)

Если, например, клапан постоянного тока или муфта переключаются с высокой частотой, может развиться сине-зеленая ржавчина. Это происходит от реакции азота и кислорода в воздухе, когда при переключении генерируются искры (дуговой разряд). Поэтому требуется осторожность в цепях, где искры генерируются с высокой частотой.

■Предостережения относительно контактов

Подключение нагрузки и контактов

Подсоедините нагрузку к одной стороне источника питания, как показано на Рис. 15 (a). Соедините контакты с другой стороны.
Это предотвращает возникновение высокого напряжения между контактами. Если контакты подключены к обеим сторонам источника питания, как показано на рис. 15 (b), существует риск короткого замыкания источника питания при коротком замыкании относительно близких контактов.

Заглушка резистора

Поскольку уровни напряжения на контактах, используемых в слаботочных цепях (сухих цепях), низкие, результатом часто является плохая проводимость. Одним из способов повышения надежности является добавление фиктивного резистора параллельно нагрузке, чтобы преднамеренно увеличить ток нагрузки, достигающий контактов.

Короткое замыкание между разными электродами

Несмотря на тенденцию к выбору миниатюрных компонентов управления из-за тенденции к миниатюризации электрических блоков управления, необходимо соблюдать осторожность при выборе типа реле в цепях, где между электродами подается разное напряжение. -полюсное реле, особенно при переключении двух разных цепей питания. Это не та проблема, которую можно определить по схемам последовательностей. Должна быть проверена конструкция самого компонента управления и обеспечен достаточный запас прочности, особенно в отношении пути утечки между электродами, пространственного расстояния, наличия барьера и т. д.

О параллельных соединениях реле

При параллельном подключении нескольких реле спроектируйте оборудование таким образом, чтобы нагрузка, прилагаемая к каждому реле, находилась в пределах указанного диапазона.
(Концентрация нагрузки на одном реле приводит к преждевременному выходу из строя.)

Избегайте цепей, в которых происходит короткое замыкание между контактами формы A и B

• 1) Зазор между контактами формы A и B в компактных компонентах управления мал. Следует предполагать возникновение коротких замыканий из-за искрения.
• 2) Даже если три контакта Н.З., Н.О. и COM подключены так, что они закорочены, никогда не настраивайте цепь, которая пропускает или сжигает перегрузку по току.
• 3) Ни в коем случае нельзя проектировать схему прямого и обратного вращения двигателя с переключением контактов формы А и В.

Неудачный пример использования форм A и B

Тип нагрузки и пусковой ток

Тип нагрузки и характеристики ее пускового тока вместе с частотой коммутации являются важными факторами, вызывающими сварку контактов. В частности, для нагрузок с пусковыми токами измеряйте установившееся состояние и пусковой ток.
Затем выберите реле, обеспечивающее достаточный запас прочности. В таблице справа показано соотношение между типичными нагрузками и их пусковыми токами.
Кроме того, проверьте фактическую используемую полярность, поскольку, в зависимости от реле, срок службы электрической части зависит от полярности COM и NO.

Тип нагрузки	Пусковой ток
Резистивная нагрузка	Установившийся ток
Электромагнитная нагрузка	В 10–20 раз больше тока в установившемся режиме
Нагрузка двигателя	В 5–10 раз больше тока в установившемся режиме
Лампа накаливания	В 10–15 раз превышает ток в установившемся режиме
Ртутная лампа нагрузки	Прибл. в 3 раза больше тока в установившемся режиме
Лампа с натриевыми парами	В 1–3 раза больше тока в установившемся режиме
Емкостная нагрузка	В 20–40 раз больше тока в установившемся режиме
Трансформаторная нагрузка	В 5–15 раз больше тока в установившемся режиме

Волна пускового тока нагрузки и время

(1) Лампа накаливания Нагрузка

Пусковой ток/номинальный ток: i/i _o ≒ 10–15 раз

(2) Нагрузка ртутной лампы i/i o ≒ 3 раза

Газоразрядная трубка, трансформатор, дроссель, конденсатор и т. д. объединены в общие цепи газоразрядных ламп. Обратите внимание, что пусковой ток может быть в 20-40 раз больше, особенно если импеданс источника питания низкий в типе с высоким коэффициентом мощности.

(3) Нагрузка люминесцентной лампы i/i o ≒ от 5 до 10 раз

(4) Нагрузка двигателя i/i o ≒ от 5 до 10 раз

• Условия становятся более суровыми, если выполняется заглушка или медленная подача, поскольку переходы между состояниями повторяются.
• При использовании реле для управления двигателем постоянного тока и тормозом импульсный ток во включенном состоянии, нормальный ток и ток торможения в выключенном состоянии различаются в зависимости от того, является ли нагрузка на двигатель свободной или заблокированной.
  В частности, с неполяризованными реле, при использовании контакта from B или контакта from для тормоза двигателя постоянного тока, на механическую долговечность могут повлиять тормозной ток. Поэтому проверьте ток при фактической нагрузке.

(5) Электромагнитная нагрузка i/i o ≒ от 10 до 20 раз

Обратите внимание, что поскольку индуктивность велика, дуга горит дольше при отключении питания. Контакт может легко изнашиваться.

(6) Электромагнитная контактная нагрузка i/i o ≒ от 3 до 10 раз

(7) Емкостная нагрузка i/i o ≒ от 20 до 40 раз

При использовании длинных проводов

Если в цепи контактов реле должны использоваться длинные провода (десятки метров и более), пусковой ток может стать проблемой из-за паразитной емкости между проводами. Добавьте резистор (примерно от 10 до 50 Ом) последовательно с контактами.

Электрическая долговечность при высоких температурах

Проверьте в условиях фактического использования, поскольку электрическая долговечность может снизиться при использовании при высоких температурах.

Срок службы при переключении

Срок службы при переключении определяется при стандартных условиях испытаний, указанных в стандарте JIS* C 5442 (температура от 15 до 35°C, влажность от 25 до 75%). Проверьте это с фактическим продуктом, так как на него влияет цепь возбуждения катушки, тип нагрузки, частота активации, фаза активации, условия окружающей среды и другие факторы.
Кроме того, будьте особенно осторожны с нагрузками, перечисленными ниже.

• (1) 　При использовании для работы под нагрузкой переменного тока и при синхронной рабочей фазе. Из-за смещения контактов легко может произойти раскачивание и сварка.
• (2) 　Во время высокочастотного включения/выключения при определенных нагрузках на контактах может возникнуть искрение. Это может вызвать слияние кислорода и газообразного азота в воздухе с образованием азотной кислоты (HNO ₃ ), которая может вызвать коррозию контактов.
  См. следующие примеры контрмер:
  1. Включите дугогасительную цепь.
  2. Уменьшите рабочую частоту
  3. Уменьшите влажность окружающей среды
• ・Если используется «сухое переключение» без токопровода, обратитесь к нашему торговому представителю.
  См. следующие примеры мер противодействия:
  Примечание: Сухая коммутация
  Сухая коммутация может снизить потребление контактного материала в обесточенном состоянии. проводимость.
  С другой стороны, по мере исчезновения эффекта очистки контактов может произойти нарушение проводимости. Это условие сухого переключения не рекомендуется для применения нашего реле.

В области малых нагрузок оксидная пленка и сульфидная пленка, создаваемые атмосферой, не могут быть разрушены и могут повлиять на ток нагрузки и характеристики переключения.
При использовании продукта в небольшой грузовой зоне проверьте реальную машину в предполагаемой рабочей среде.

Вернуться к началу

Меры предосторожности в отношении блокирующих реле

• Блокирующие реле поставляются с завода в состоянии сброса. Удар по реле во время транспортировки или установки может привести к его переходу в установленное состояние.
  Поэтому рекомендуется использовать реле в схеме, которая переводит реле в требуемое состояние (установлено или сброшено) при каждом включении питания.
• Избегайте подачи напряжения на катушку установки и катушку сброса одновременно. время.
• Подсоедините диод, как показано, так как фиксация может быть нарушена при использовании реле в следующих цепях.
  — Если катушки установки или сброса должны быть соединены вместе параллельно, подключите диод последовательно к каждой катушке. Рис. 17 (а), (б)
  — Кроме того, если катушка установки реле и катушка сброса другого реле соединены параллельно, подключите диод к катушкам последовательно. Рис. 17 (c)
  — Если катушка установки или катушка сброса должна быть подключена параллельно с индуктивной нагрузкой (например, другой катушкой электромагнитного реле, двигателем, трансформатором и т. д.), подключите диод к катушке установки или катушке сброса. последовательно. Рис. 17 (г)
• Используйте диод, имеющий достаточный запас прочности для повторяющихся применений постоянного обратного напряжения и пикового обратного напряжения и имеющий средний выпрямленный ток, превышающий или равный току катушки.

• Избегайте приложений, в которых условия включают частые скачки напряжения в сети.
• Избегайте использования следующей схемы, так как самовозбуждение на контактах будет препятствовать нормальному состоянию фиксации.

■ Реле блокировки с четырьмя клеммами

В схеме с фиксацией с двумя катушками, как показано ниже, одна клемма на одном конце катушки установки и одна клемма на одном конце катушки сброса соединены вместе, а напряжения той же полярности подаются на другую сторону для операции установки и сброса. В этом типе цепи закоротите 2 клеммы реле, как указано в таблице ниже. Это помогает поддерживать высокую изоляцию между двумя обмотками.

Тип реле		Терминалы №
ДС	1 Форма С	—
	2 Форма С	15 и 16
СТ		*
СП		2 и 4

Реле

1.	* Реле ST сконструированы таким образом, что катушка установки и катушка сброса разделены для обеспечения высокого сопротивления изоляции.
2.	DSP, TQ, S неприменимы из-за полярности.

■ Минимальная длительность импульса

Для справки: установите минимальную ширину импульса для установки или сброса фиксирующего реле, по крайней мере, в 5 раз превышающую время установки или время возврата для каждого продукта, и подайте номинальное прямоугольное напряжение. Также, пожалуйста, проверьте работу. Пожалуйста, уточните, если вы не можете получить ширину импульса, по крайней мере, в 5 раз превышающую установленное время (сброс). Кроме того, пожалуйста, запросите информацию о приводе конденсатора.

■ Индуктивное напряжение защелки с двумя катушками

Каждая катушка в реле с защелкой с двумя катушками намотана катушкой установки и катушкой сброса на одинаковых железных сердечниках. Соответственно, индукционное напряжение генерируется на обратной стороне катушки, когда напряжение подается и отключается на каждую катушку. Хотя величина индукционного напряжения примерно равна номинальному напряжению реле, вы должны быть осторожны с обратным напряжением смещения при управлении транзисторами.

Вернуться к началу

Меры предосторожности при обращении с упаковкой туб

Некоторые типы реле поставляются в трубчатой ​​упаковке. Если вы вынимаете какое-либо реле из упаковки трубки, обязательно сдвиньте стопорную заглушку с одного конца, чтобы прочно удерживать оставшиеся реле вместе, чтобы они не двигались в трубке. Невыполнение этого требования может привести к ухудшению внешнего вида и/или производительности.

Вернуться к началу

Окружающая среда

■Температура окружающей среды и атмосфера

Убедитесь, что температура окружающей среды при установке не превышает значения, указанного в каталоге.
Кроме того, для применения в атмосфере с пылью, сернистыми газами (SO ₂ , H ₂ S) или органическими газами следует рассматривать герметичные типы (с пластиковым уплотнением).
При подключении нескольких реле или при получении тепла от другого оборудования отвод тепла может быть недостаточным, а температура окружающей среды реле может быть превышена. После проверки температуры в реальном устройстве спроектируйте схему с достаточным запасом по теплу.

■Силиконовая атмосфера

Вещества на основе кремния (силиконовый каучук, силиконовое масло, материал покрытия на основе кремния, силиконовый герметик и т. д.) выделяют летучий газообразный кремний. Обратите внимание, что когда кремний используется рядом с реле, переключение контактов в присутствии его газа приводит к тому, что кремний прилипает к контактам, что может привести к выходу из строя контакта (также и в типах с пластиковым уплотнением). В этом случае используйте заменитель, не основанный на силиконе.

■Поколение NOx

Когда реле используется в атмосфере с высокой влажностью для переключения нагрузки, которая легко создает дугу, NOx, создаваемые дугой, и вода, поглощаемая снаружи реле, объединяется для производства азотной кислоты. Это вызывает коррозию внутренних металлических частей и отрицательно влияет на работу.
Избегайте использования при относительной влажности окружающей среды 85% или выше (при 20°C). Если использование при высокой влажности неизбежно, проконсультируйтесь с нами.

■Вибрация и удары

Если реле и магнитный переключатель установлены рядом друг с другом на одной пластине, контакты реле могут на мгновение отсоединиться от удара, возникающего при срабатывании магнитного переключателя, что приведет к неисправности. Меры противодействия включают установку их на отдельные пластины с использованием резиновый лист для поглощения удара и изменение направления удара на перпендикулярный угол.
Кроме того, если на реле всегда воздействует вибрация, оцените фактическую рабочую среду.
Не использовать с розетками.

■Влияние внешних магнитных полей

Если поблизости находится магнит или постоянный магнит в любом другом большом реле, трансформаторе или динамике, характеристики реле могут измениться, что может привести к неправильной работе. Влияние зависит от силы магнитного поля и должно быть проверено при установке.

■Использование, хранение и условия транспортировки

Во время использования, хранения или транспортировки избегайте мест, подверженных воздействию прямых солнечных лучей, и поддерживайте нормальную температуру, влажность и давление.
Ниже приведены допустимые характеристики для сред, подходящих для использования, хранения и транспортировки.

(1) Температура

Допустимый диапазон температур различается для каждого реле, поэтому см. индивидуальные характеристики реле.
Кроме того, при транспортировке или хранении реле в тубусной упаковке возможны случаи, когда температура может отличаться от допустимой. В этой ситуации обязательно сверьтесь с индивидуальными спецификациями с пульсацией менее 5%. Также обычно следует учитывать следующее.

(2) Влажность

От 5 до 85 % относительной влажности

• Диапазон влажности зависит от температуры. Используйте в пределах диапазона, указанного на графике. (Допустимая температура зависит от реле.)

(3) Давление

86–106 кПа

(4) Конденсация

Конденсация образуется внутри переключателя при резком изменении температуры окружающей среды при использовании в атмосфере с высокой температурой и высокой влажностью. Это особенно вероятно при транспортировке на корабле, поэтому будьте осторожны с атмосферой при транспортировке. Конденсация — это явление, при котором пар конденсируется, образуя капли воды, которые прилипают к выключателю, когда атмосфера с высокой температурой и влажностью быстро меняется с высокой на низкую температуру или когда выключатель быстро перемещается из места с низкой влажностью в место с высокой температурой и температурой. влажность. Пожалуйста, будьте осторожны, потому что конденсат может вызвать неблагоприятные условия, такие как ухудшение изоляции, отключение катушки и ржавчина.

(5) Обледенение

Конденсат или другая влага могут замерзнуть на переключателе, если температура ниже 0°C. Это может вызвать такие проблемы, как фиксация подвижного контакта, задержка срабатывания или попадание льда между контактами, что может повлиять на проводимость контакта.

(6) Низкая температура, низкая влажность

Пластик становится хрупким, если переключатель подвергается воздействию атмосферы с низкой температурой и низкой влажностью в течение длительного времени.

(7) Высокие температуры, высокая влажность

Хранение в течение длительного времени (включая периоды транспортировки) при высоких температурах или высокой влажности или в атмосфере с органическими или сульфидными газами может привести к образованию сульфидной пленки или оксидной пленки на поверхностях контактов и/или мешать функциям. Проверьте атмосферу, в которой агрегаты должны храниться и транспортироваться.

(8) Формат упаковки

Что касается используемого формата упаковки, приложите все усилия, чтобы свести к абсолютному минимуму воздействие влаги, органических газов и сульфидных газов.

(9) Хранение (для сигнала, микроволн)

Поскольку тип SMD чувствителен к влаге, он упакован в плотно закрытую влагонепроницаемую упаковку. Однако при хранении обратите внимание на следующее.

• 1.Пожалуйста, используйте сразу же, как только будет открыта антивлажностная упаковка. (в течение 72 часов, макс. 30°C/70% относительной влажности).
  Если оставить упаковку открытой, реле будет поглощать влагу, что вызовет термическую нагрузку при монтаже оплавлением и, таким образом, приведет к расширению корпуса. В результате уплотнение может сломаться.
• *Для реле RE: после вскрытия упаковки продукт необходимо использовать в течение 24 часов.
• 2. Если реле не будут использоваться в течение 72 часов, храните реле в эксикаторе с регулируемой влажностью или в пакете для защиты от влаги с добавлением силикагеля.
• *Если реле будет паять после того, как оно подверглось воздействию атмосферы с повышенной влажностью, могут появиться трещины и протечки. Обязательно монтируйте реле в соответствии с требуемыми условиями монтажа.
• *Для реле RE: после вскрытия упаковки продукт необходимо использовать в течение 24 часов.
• 3. Если реле (которое упаковано с индикатором влажности и силикагелем) соответствует одному из следующих критериев, пожалуйста, прокалите (высушите) перед использованием.
• 　(для сигнала)
  ・При нарушении условий хранения, указанных в 1.
  ・Когда индикатор влажности находится в состоянии III или IV в соответствии со стандартом оценки.
• 　[Как судить]
  Пожалуйста, проверьте цвет индикатора влажности и решите, подходит ли выпечка. нужно или нет.

• 　[Условия выпечки (сушки)]

• 4. Следующая предупредительная этикетка прикреплена к упаковке для защиты от влаги.

• *RE Только реле

■Вибрация, удары и давление при транспортировке

При транспортировке сильная вибрация, удар или тяжелый вес устройства, в котором установлено реле, могут привести к функциональному повреждению. Поэтому, пожалуйста, упаковывайте таким образом, используя амортизирующий материал и т. д., чтобы не превышался допустимый диапазон вибрации и ударов.

Вернуться к началу

Герметичные реле

Доступны герметичные реле. Они эффективны, когда возникают проблемы при монтаже печатной платы (например, автоматическая пайка и очистка). Кроме того, они, конечно же, обладают отличной коррозионной стойкостью. Обратите внимание на приведенные ниже предостережения относительно характеристик и использования реле герметичного типа, чтобы избежать проблем при их использовании в приложениях.

■Рабочая среда

Реле с пластиковым герметичным корпусом не подходят для использования в средах, где особенно важна герметичность. Хотя нет никаких проблем, если они используются на уровне моря, избегайте атмосферного давления выше 96±10 кПа. Также избегайте их использования в атмосфере, содержащей легковоспламеняющиеся или взрывоопасные газы.

■Очистка

При очистке печатной платы после пайки рекомендуется использовать чистящие жидкости на спиртовой основе. Пожалуйста, избегайте ультразвуковой очистки. Ультразвуковая энергия от этого типа очистки может привести к обрыву линии катушки и легкому залипанию контактов.

Вернуться к началу

Рекомендации по монтажу

■Вид сверху и снизу

Реле, используемые для печатных плат, особенно реле плоского типа, имеют верхнюю или нижнюю поверхность, указанную на схемах подключения клемм.

	Реле с клеммами, если смотреть снизу (клеммы не видны сверху)
	Реле с клеммами, вид сверху (все клеммы видны сверху) Примечание при проектировании схемы печатной платы (реле НЗ)

■Направление монтажа

Направление монтажа важно для оптимальных характеристик реле.

Ударопрочность

Реле лучше всего устанавливать так, чтобы движение контактов и подвижных частей было перпендикулярно направлению вибрации или удара. Особенно обратите внимание, что на вибро- и ударопрочность контактов формы B, когда катушка не возбуждена, сильно влияет направление монтажа реле.

Надежность контактов

Установка реле таким образом, чтобы поверхности его контактов (фиксированные или подвижные контакты) были вертикальными, предотвращает попадание грязи и пыли, а также рассеяние контактного материала (образующегося из-за больших нагрузок, при которых возникает дуга) и металлического порошка из придерживаясь их.
Кроме того, нежелательно коммутировать как большую нагрузку, так и нагрузку низкого уровня с помощью одного реле. Рассеянный контактный материал, образующийся при переключении большой нагрузки, прилипает к контактам при переключении нагрузки низкого уровня и может вызвать нарушение контакта. Поэтому избегайте установки реле с контактами нагрузки низкого уровня, расположенными ниже контактов большой нагрузки.

Для некоторых моделей указано направление установки. Пожалуйста, сверьтесь с каталогом продукции и убедитесь, что используете правильное направление установки.

■Смежный монтаж

Если несколько реле установлены близко друг к другу, комбинированное выделение тепла может привести к аномально высоким температурам. Устанавливайте реле с достаточным расстоянием между ними, чтобы предотвратить накопление тепла.
Это также относится к случаям, когда установлено большое количество плат с реле, как в стойке для плат. Убедитесь, что температура окружающей среды реле не превышает значения, указанного в каталоге.

Влияние соседнего монтажа поляризованных реле

Когда поляризованные реле установлены близко друг к другу, их характеристики изменяются. Так как влияние смежного монтажа различается в зависимости от типа реле, см. данные для конкретного типа.

■ Монтаж на панели

Не снимайте крышку. У него есть особая функция. (При нормальном обращении он не снимается.)
При установке используйте шайбы для предотвращения повреждений и деформации. Соблюдайте момент затяжки в пределах от 0,49 до 0,686 Н·м (от 5 до 7 кгс·см). Кроме того, пожалуйста, используйте пружинную шайбу, чтобы предотвратить ее ослабление.

■Выводы с выступом

В качестве руководства используйте быстроразъемное соединение с монтажным давлением от 40 до 70 Н {от 4 до 7 кгс} для реле с зажимами с выступом.

■Изоляционное расстояние

Обеспечьте достаточный изолирующий зазор между каждой клеммой и землей. направление движения контакта должно быть таким, чтобы не возникало вибрации и ударов.

При использовании терминальной розетки

• После монтажа клеммных муфт эти розетки следует монтировать, убедившись, что крепежные винты не ослаблены. Розетки стандарта DIN доступны для установки в одно касание на DIN-рейку шириной 35 мм.

■Меры предосторожности в отношении контактной розетки и розетки

Не устанавливайте и не снимайте реле, пока они находятся под напряжением.

Не устанавливайте реле другой компании.

■Подключение подводящих проводов

• При выполнении соединений, в зависимости от размера нагрузки, сечение провода должно быть не меньше значений, указанных в таблице ниже.
  Также, пожалуйста, установите площадь поперечного сечения проводника во время монтажа платы на основе таблицы.

Допустимый ток (А)	Поперечное сечение (мм 2 )	АВГ
2	0,2	24
3	0,3	22
5	0,5	20
7	0,8	18
10	1,3	16
15	2. 1	14
20	3,3	12
30	5,3	10
40	8,4	8
55	13,3	6
70	21,2	4
85	26,7	3
95	33,6	2
110	42,4	1
120	53,5	1/0

• Если в клеммной колодке используются винтовые соединения, для надежного крепления провода следует использовать либо зажимные клеммы, либо другие средства.
• Во избежание повреждений и деформации используйте крутящий момент в следующем диапазоне при затягивании блока нажимных винтов клеммной коробки.

Винт M4,5	:	от 1,47 до 1,666 Н•м (от 15 до 17 кгс•см)
Винт M4	:	от 1,176 до 1,37 Н•м (от 12 до 14 кгс•см)
Винт M3,5	:	от 0,784 до 0,98 Н•м (от 8 до 10 кгс•см)
Винт M3	:	от 0,49 до 0,69 Н•м (от 5 до 7 кгс•см)

Вернуться к началу

10. Меры предосторожности при использовании: контрольный список

Вход катушки привода

• 1. Приложено ли правильное номинальное напряжение?
• 2. Находится ли подаваемое на катушку напряжение в пределах допустимого предела постоянного напряжения?
• 3. Пульсации напряжения катушки находятся в пределах допустимого уровня?
• 4. Соблюдается ли полярность при подаче напряжения на поляризованную катушку?
• 5. Когда требуется горячий пуск, учитывается ли увеличение сопротивления катушки в результате повышения температуры катушки при настройке напряжения катушки?
• 6. Есть ли в напряжении катушки кратковременное падение, вызванное током нагрузки? (Обратите особое внимание на самоблокирующиеся реле.)
• 7. Учитываются ли колебания напряжения питания при установке номинального напряжения катушки?
• 8. Состояние реле может стать нестабильным, если напряжение катушки (ток) постепенно увеличивается или уменьшается.
  Реле тестировалось в реальной цепи или с реальной нагрузкой?
• 9. При движении с транзисторами учитывали ли вы падение напряжения?

Нагрузка (контакты реле)

• 1. Соответствует ли номинальная нагрузка номиналам контактов?
• 2. Превышает ли нагрузка минимальную коммутационную способность контактов?
• 3. Особое внимание требуется при контактной сварке, когда нагрузка представляет собой лампу, двигатель, соленоид или электромагнитный контактор. Проверялось ли реле реальной нагрузкой?
• 4. Нагрузка постоянным током может вызвать блокировку контактов из-за большой передачи контактов. Проверялось ли реле реальной нагрузкой?
• 5. Для индуктивной нагрузки используется ли разрядник на контактах?
• 6. Когда индуктивная нагрузка вызывает сильный дуговой разряд на контактах реле, контакты могут подвергнуться коррозии в результате химической реакции с азотом в атмосфере. Проверялось ли реле реальной нагрузкой?
• 7. Платиновые контакты могут образовывать коричневый порошок из-за эффекта катализатора или энергии вибрации. Проверялось ли реле реальной нагрузкой?
• 8. Частота переключения контактов ниже спецификации?
• 9. Если в реле имеется более двух наборов контактов (2T), металлический порошок, осыпающийся с одного набора контактов, может вызвать нарушение контакта на другом наборе (особенно при малых нагрузках). Реле тестировалось под реальной нагрузкой?
• 10. Конденсатор задержки, установленный на контактах реле, может вызвать приваривание контактов. Проверялось ли реле реальной нагрузкой?
• 11. Для реле переменного тока сильный дребезг контактов может привести к привариванию контактов. Реле тестировалось в реальной цепи или с реальной нагрузкой?
• 12. На нагрузке трансформатора может возникнуть высокое напряжение. Проверялось ли реле реальной нагрузкой?

Схема

• 1.Учитывает ли схема электролитическую коррозию катушки?
• 2. Защищены ли транзисторы и другие компоненты схемы от встречной электродвижущей силы, возникающей на катушке реле?
• 3.Рассчитана ли схема таким образом, что катушка реле остается обесточенной, когда реле неактивно в течение длительного периода времени?
• 4.Работает ли реле в пределах номинальных значений, утвержденных соответствующим международным стандартом (если требуется соответствие)?
• 5. Защищена ли цепь от неисправности, когда время активации и/или деактивации реле значительно различается?
• 6.Защищена ли цепь от неисправностей, которые могут возникнуть в результате дребезга контактов реле?
• 7.Защищена ли цепь от неисправности при использовании высокочувствительного самоблокирующегося реле типа NR?
• 8. При наличии в реле двух или более наборов контактов (2T) дуговые разряды при переключении нагрузки могут вызвать короткое замыкание между двумя или более наборами контактов. Предназначена ли схема для подавления таких дуговых разрядов?
• 9. Пункт 8 выше также требует особого внимания, когда нагрузки питаются от отдельных источников питания.
• 10. Соответствует ли изоляционное расстояние после установки требованиям соответствующего международного стандарта или Закона о контроле за электрическими приборами и материалами?
• 11.Защищена ли схема от неисправности, когда реле должно управляться транзисторами?
• 12. Когда SCR используется для управления включением/выключением, срабатывание реле имеет тенденцию синхронизироваться с частотой сети, что приводит к значительному сокращению срока службы. Реле тестировалось в реальной цепи или с реальной нагрузкой?
• 13. Учитывает ли конструкция печатной платы использование встроенного реле?
• 14. РЧ-сигналы могут просачиваться через разомкнутые контакты реле. Проверьте адекватную изоляцию контактов и при необходимости используйте радиочастотные реле.

Рабочая среда

• 1. Находится ли температура окружающей среды в допустимом диапазоне рабочих температур?
• 2. Соответствует ли влажность допустимому диапазону влажности?
• 3. Свободна ли рабочая атмосфера от органических и сульфидных газов?
• 4. Нет ли в рабочей атмосфере газообразного силикона? В зависимости от типа нагрузки газообразный кремний может вызвать появление черного вещества на контактах, что приведет к выходу из строя контактов.
• 5. Нет ли в рабочей атмосфере чрезмерного содержания пыли в воздухе?
• 6.Защищено ли реле от брызг масла и воды?
• 7. Защищено ли реле от вибрации и ударов, которые могут привести к плохому контакту с розеткой?
• 8. Вибрация и удары окружающей среды ниже уровня, допустимого для реле?
• 9. Не возникает ли в реле механический резонанс после установки на место?
• 10. Наносится ли изоляционное покрытие на реле вместе с печатной платой? В зависимости от типа нагрузки может образоваться черное вещество, вызывающее нарушение контакта.

Установка и подключение

• 1.Защищено ли реле от стружки припоя и флюса при ручной пайке?
• 2. Завершена ли подготовка к нанесению флюса и автоматической пайке?
• 3. Предназначен ли процесс очистки печатной платы для сведения к минимуму неблагоприятного воздействия на реле?
• 4. Обеспечены ли адекватные разделения между поляризованными и герконовыми реле для предотвращения магнитной связи?
• 5. Клеммы реле не нагружены в гнезде?
• 6. На характеристики поляризованного реле может повлиять сильное внешнее магнитное поле. Реле установлены вдали от таких полей?
• 7. Если для подключения нагрузки используются очень длинные провода (на несколько 10 м больше), паразитная емкость, существующая на проводах, может вызвать пусковой ток. Проверялось ли реле реальной нагрузкой?
• 8. Если не указано иное, все клеммы реле должны быть припаяны при температуре 250°C в течение 5 секунд. или при 350°С в течение 3 сек.
• 9. Сильно деформированная печатная плата может вызвать нагрузку на клеммы реле, что может привести к ухудшению характеристик реле.
• 10. Стеклянная дробь не должна использоваться для очистки печатной платы от припоя. Это может привести к неисправности реле из-за того, что стеклянный порошок застрянет во внутренней структуре реле.
• 11. Реле всегда следует использовать с установленными пластиковыми экранами, иначе это может привести к ухудшению характеристик реле.
• 12. Не срезайте клеммы реле, так как напряжение может привести к ухудшению работы реле.

Хранение и транспортировка

• 1. Подвергается ли реле замерзанию или конденсации (особенно при транспортировке)?
• 2. Находится ли температура в допустимом диапазоне температур?
• 3. Соответствует ли влажность допустимому диапазону влажности?
• 4. Свободна ли атмосфера хранения от органических и сульфидных газов?
• 5. Нет ли в атмосфере склада чрезмерного содержания пыли в воздухе?
• 6.Защищено ли реле от брызг масла и воды?
• 7. Подвергается ли реле тяжелым нагрузкам?
• 8. При транспортировке вибрации и удары превышают допустимый диапазон?

Вернуться к началу

Сопутствующая информация

• Надежность
• Терминология реле
• Применение реле в электронных схемах

• Руководство по пайке и очистке реле
• Меры предосторожности при установке реле для поверхностного монтажа
• Модельный ряд реле

Релейное переключение с истинным байпасом Часть 1: Основы реле и педали стереогитары

Релейное переключение в гитарных педалях представляет собой альтернативный метод достижения истинного байпаса вместо стандартного 3PDT (или 4PDT) механического ножного переключателя. Релейное переключение дает ряд преимуществ, в частности:

• Стереоэффекты с одним ножным переключателем
• Сложные схемы переключения (нажмите один раз, чтобы активировать эффект A, дважды нажмите, чтобы активировать эффект B, нажмите три раза, чтобы активировать эффекты A и B и т. д.)
• Комплексная функция переключения (например, временное удержание переключателя)
• Функциональность переключения интеллектуальных циклов, например предустановленные группы эффектов
• Более широкий выбор приводов, от ножных переключателей с мягким щелчком до аркадных кнопок и т. д.

Хотя существует множество реле, которые можно использовать для гитарных педалей, в этих статьях мы будем использовать серию реле Panasonic TQ2-L. Они маленькие, подходят для макетов и по размеру аналогичны интегральным схемам DIP. Если вы используете другое реле, сверьтесь с техническими данными производителя, чтобы убедиться, что распиновка и номинальное напряжение совместимы.

Если вы не знакомы с переключателями полюсов и бросками или такими терминами, как «DPDT», вы можете прочитать нашу статью «Переключатели полюсов и броски», прежде чем продолжить.

Основы работы с реле

Реле работают так же, как механические переключатели DPDT; однако активные соединения переключаются с помощью электрических сигналов, а не механически. На рисунке 1 сплошные зеленые линии на чертеже механического переключателя DPDT обозначают соединения, которые выполняются с переключателем DPDT в одном состоянии, а пунктирные желтые линии обозначают соединения, которые выполняются, когда переключатель переключается, а он находится в другом состоянии. государство. Точно так же зеленая и желтая линии указывают на два возможных состояния реле серии Panasonic TQ2-L. Средние шесть контактов на TQ2-L можно использовать и подключать так же, как шесть контактов переключателя DPDT.

Рис. 1. Сходство реле TQ2-L и механического переключателя DPDT

Проводка педали

Ножные переключатели 3PDT распространены в гитарных педалях, поскольку для управления маршрутизацией звука необходимы два полюса, а третий полюс переключает светодиод. Если светодиод не нужен, для истинного обхода гитарной педали можно использовать переключатели DPDT. Поскольку средние 6 контактов реле TQ2-L работают аналогично механическому переключателю DPDT, эти контакты могут быть подключены так же, как механический переключатель DPDT для управления аудиосигналом в гитарной педали.

Рис. 2: Реле TQ2-L и механическая проводка DPDT

Обратите внимание, что существует несколько способов подключения ножного переключателя DPDT. Проводка на рисунке 2 заземлит вход эффекта при обходе, что может помочь предотвратить щелчки в аудиосигнале при включении эффекта. Хотя реле, такие как серия TQ2-L, аналогичны по функциональности переключателям DPDT, в отличие от механического переключателя DPDT, использование реле не означает, что светодиодный индикатор не должен находиться на педали. Мы обратимся к светодиоду позже, но сначала давайте подробнее рассмотрим, как работает реле.

Переключающие реле

В то время как положение механического переключателя DPDT переключается с помощью различных физических приводов, таких как тумблеры, ползунки или, в большинстве случаев педалей, плунжеры, реле переключается электронно, а не механически, путем подачи определенного напряжения на его контакты. В случае TQ2-L для управления положением переключателя используются контакты 1 и 10 (см. рис. 3). Контакты 5 и 6 не имеют никакой функции в серии TQ2-L.

Доступны реле с различными номинальными напряжениями для переключения контактов. Рассмотрим TQ2-L-9В на мгновение. TQ2-L-9V имеет номинальное напряжение 9 В, что означает, что ему нужны сигналы 9 В на контактах 1 и 10, чтобы установить положение переключателя (фактическое значение может быть немного больше или меньше 9 В, хотя в спецификации рекомендуется быть в пределах ±5%). Если вы планируете использовать любое напряжение помимо номинального значения, пожалуйста, проверьте техническое описание. Положение TQ2-L-9V может быть установлено следующим образом:

Блокировочное реле

Контакт 1	Контакт 10	Положение переключателя
GND	GND	No change
GND	9V	Position A (Green connection)
9V	GND	Position B (Yellow connection)
9В	9В	Без изменений

Рисунок 3: Переключение состояния TQ2-L-9V

TQ2-L-9V — это реле с фиксацией, что означает, что если на контактах 1 и 10 нет напряжения 9 В в любом направлении, переключатель остается в последнем положении, в котором он был установлен. к. Также доступны реле без фиксации, такие как Panasonic TQ2-9.V (обратите внимание на отсутствие буквы «L» в номере детали). Для реле без фиксации TQ2-9V переключатель не сохраняет свое предыдущее положение. Для значений, при которых реле с фиксацией остается в своем предыдущем состоянии, реле без фиксации переключается обратно в исходное положение

Реле без фиксации

Контакт 1	Контакт 10	Положение переключателя
GND	GND	Положение A (зеленое соединение)
GND	9V	Положение A (Зеленое соединение)
9V	GND	Положение B (желтое соединение)
9018

Рисунок 4: Переключение состояния TQ2-9V

В этом руководстве мы сосредоточимся на реле с фиксацией серии TQ2-L, но приведенные здесь принципы можно легко адаптировать и к реле без фиксации.

Переключение стереофонического реле

Теперь, когда мы знаем, что требуется для переключения состояния реле TQ2-L, давайте рассмотрим простое использование реле для реализации истинного обходного переключения гитарной педали стереовхода/стереовыхода со светодиодным индикатором. Стереоэффекты с настоящим байпасом могут быть реализованы с помощью механического переключателя 4PDT, но в этом случае вы должны исключить светодиод. Для управления светодиодным индикатором необходим дополнительный полюс, а ножные переключатели 5PDT либо очень трудно, либо невозможно найти. Релейные переключатели могут предложить одно решение этой проблемы.

Этот метод не дает нам всех преимуществ, которые приходят с более совершенными схемами релейного переключения (мы рассмотрим их позже), но это полезное решение для стерео и демонстрирует, как можно использовать реле. В нем используется стандартный ножной переключатель с фиксацией, и пользователю педали кажется, что он работает так же, как и обычная настоящая педаль байпаса, только со стереофоническими входами и выходами.

Управление стерео реле

Для этой функции мы будем использовать два реле TQ2-L-9V и предположим, что педаль питается от 9V. Если педаль питается от другого напряжения, следует использовать другое реле, например, TQ2-L-12V для гитарных педалей на 12 В. Мы также будем использовать стандартный ножной переключатель с фиксацией 3PDT. Простое объяснение схемы состоит в том, что мы управляем двумя реле с помощью двух полюсов ножного переключателя 3PDT, что дает нам всего пять пригодных для использования полюсов. Четыре из используемых полюсов исходят от реле, а пятый — от оставшегося полюса ножного переключателя 3PDT, который не используется для управления реле.

Рисунок 5: Преобразование ножного переключателя 3PDT в ножной переключатель 5PDT

Два полюса трехполюсного ножного переключателя (названные ~S1A~ и ~S1B~) используются для управления обоими реле, каждое из которых имеет по 2 полюса (всего 4 полюса реле). Поскольку реле могут быть подключены как педальный переключатель гитарной педали DPDT, мы используем каждое реле для управления одним каналом эффекта. Поскольку нам нужен пятый полюс для управления состоянием светодиода, светодиод подключен к третьему полюсу (названному ~S1C~) ножного переключателя 3PDT. Если рассматривать два состояния педального переключателя 3PDT как ~\text{состояние A}~ и ~\text{состояние B}~, в приведенной ниже таблице показано, как на реле влияет переключение педального переключателя:

3PDT State	Relay Pin 1	Relay Pin 10	Relay Pin 3	Relay Pin 8	Effect
A	GND	+9V	Connected to pin 2	Connected to pin 9	Off
B	+9V	GND	Connected to pin 4	Connected to pin 7	On

Цепь полного стереореле

Подробную схему можно найти ниже. ~S1A~ определяет, подключен ли контакт 1 реле к +9V или GND. ~S1B~ делает то же самое для контакта 10, за исключением того, что GND и +9V находятся на противоположных концах от ~S1A~. Другими словами, когда ~S1A~ подключает контакт 1 к +9V, ~S1B~ подключает контакт 10 к GND, а когда ~S1A~ подключает контакт 1 к GND, ~S1B~ подключает контакт 10 к +9V. Это заставляет оба реле переключаться вместе с ножным переключателем.

Рисунок 6: Подробная схема переключения стереореле со светодиодом

Обратите внимание, что правый входной разъем на приведенной выше схеме представляет собой переключаемый монофонический разъем:

• S-H601
• S-H902
• С-Х902Г
• W-SC-12A
• W-SC-12A-T

Переключаемый монофонический разъем не является строго обязательным, но его механизм переключения посылает моно/левый вход через правый канал (в дополнение к левому каналу), если к правому входу ничего не подключено. Это позволяет использовать либо стерео вход/стерео выход, либо моно вход/стерео выход, когда к правому входу не подключен разъем. При желании один выход можно использовать для моно выхода.

Педали с батарейным питанием часто используют входной стереоразъем для отключения питания, когда к входному разъему ничего не подключено. Этого можно добиться, как показано на рисунке 6, используя стереоразъем для входного разъема Mono/Left и подключив его так же, как и монофоническую педаль с батарейным питанием. В этом случае монокабель (со штекером TS), вставленный в монофонический/левый вход, завершит подключение питания и задействует питание от батареи. Обратите внимание, что использование реле таким образом увеличивает потребление тока педалью. Более продвинутый метод переключения реле, который мы рассмотрим в части 3 этой серии, сведет к минимуму дополнительное потребление тока.

Хотя в гитарных педалях обычно не требуется более 5 полюсов, схему на рис. 6 можно расширить, чтобы получить более 5 полюсов, просто добавив больше реле с аналогичными соединениями. Например, добавление еще одного TQ2-L-9V с контактами 1 и 10, подключенными так же, как и другие реле, создаст 6-й и 7-й полюс с контактами 2, 3, 4 и контактами 7, 8, 9. В последующих частях В этой серии мы продемонстрируем, как схема, содержащая реле, может обеспечить некоторые из более продвинутых преимуществ, о которых мы упоминали, таких как настоящий байпас с мгновенным мягким щелчком ножных переключателей. Ножные выключатели мгновенного действия, пожалуй, самая узнаваемая черта многих коммутационных схем на основе реле. Некоторые игроки предпочитают переключение с плавным щелчком, которое предлагают некоторые переключатели мгновенного действия, а переключатели мгновенного действия часто более надежны и долговечны, чем ножные переключатели с фиксацией. Например, переключатель мгновенного действия Lehle P-H-LEHLE-BTN имеет мягкий, но очень приятный щелчок и рассчитан на 1 миллион нажатий, в то время как ножные переключатели с фиксацией обычно рассчитаны на 5000–10 000 нажатий.

Во второй части наших статей Relay True Bypass Switching мы увидим, как педальные переключатели мгновенного действия можно использовать для управления реле, позволяя управлять эффектом с помощью программных переключателей, кнопок, клавишных переключателей и любых других переключателей мгновенного действия.

Обратите внимание, что информация, представленная в этой статье, предназначена только для справки.