Как работает простой генератор импульсов на одном транзисторе. Какие детали нужны для сборки схемы генератора с реле. Каковы принципы работы и области применения таких генераторов.
Принцип работы генератора на одном транзисторе
Генератор на одном транзисторе и реле представляет собой простейшую схему для получения импульсов. Принцип его работы основан на периодическом заряде и разряде конденсатора через обмотку реле. Рассмотрим подробнее, как это происходит:
- При подаче питания конденсатор начинает заряжаться через резистор и обмотку реле.
- По мере заряда конденсатора растет напряжение на базе транзистора.
- Когда напряжение достигает порогового значения, транзистор открывается.
- Через открытый транзистор конденсатор быстро разряжается.
- Напряжение падает, транзистор закрывается.
- Цикл повторяется, создавая импульсы тока в обмотке реле.
Таким образом, транзистор работает как ключ, периодически замыкая и размыкая цепь. Частота импульсов зависит от номиналов резистора и конденсатора.
![](http://m-gen.ru/wp-content/plugins/a3-lazy-load/assets/images/lazy_placeholder.gif)
Необходимые компоненты для сборки генератора
Для создания простейшего генератора импульсов на одном транзисторе понадобятся следующие детали:
- Транзистор NPN (например, КТ315, 2N2222)
- Электромагнитное реле на 12В
- Резистор 1-10 кОм
- Конденсатор 10-100 мкФ
- Источник питания 9-12В
Номиналы резистора и конденсатора подбираются экспериментально для получения нужной частоты импульсов. Чем больше емкость конденсатора, тем ниже будет частота.
Области применения импульсных генераторов
Простые генераторы на одном транзисторе находят применение во многих областях:
- Системы сигнализации и охраны
- Мигающие светодиодные индикаторы
- Зарядные устройства для аккумуляторов
- Тестеры электронных компонентов
- Учебные стенды по электронике
- Генераторы звуковых сигналов
Благодаря простоте и надежности такие схемы часто используются радиолюбителями для создания различных самоделок и устройств.
Преимущества и недостатки генератора на одном транзисторе
Рассмотрим основные плюсы и минусы данной схемы:
![](http://m-gen.ru/wp-content/plugins/a3-lazy-load/assets/images/lazy_placeholder.gif)
Преимущества:
- Простота конструкции
- Низкая стоимость компонентов
- Надежность работы
- Возможность регулировки частоты
- Малое энергопотребление
Недостатки:
- Нестабильность частоты
- Ограниченный диапазон частот
- Невысокая мощность
- Чувствительность к изменениям напряжения питания
Несмотря на недостатки, простота схемы делает ее отличным вариантом для начинающих радиолюбителей и учебных целей.
Модификации базовой схемы генератора
Базовую схему генератора на одном транзисторе можно модифицировать для получения дополнительных возможностей:
- Добавление потенциометра для регулировки частоты
- Использование переменного конденсатора вместо постоянного
- Подключение светодиода для визуальной индикации
- Добавление второго транзистора для увеличения мощности
- Применение таймера 555 вместо транзистора для повышения стабильности
Экспериментируя с различными модификациями, можно создать генератор с нужными характеристиками для конкретной задачи.
Практические советы по сборке и настройке
При сборке генератора на одном транзисторе следует учитывать несколько важных моментов:
![](/800/600/https/amperof.ru/wp-content/uploads/2018/08/3-Prostejshij-signalizator-povorotov.jpg)
- Используйте макетную плату для удобства экспериментов
- Проверяйте полярность подключения конденсатора и транзистора
- Подбирайте номиналы резистора и конденсатора экспериментально
- Применяйте осциллограф для точной настройки частоты
- Обеспечьте хороший теплоотвод для транзистора при больших токах
Соблюдение этих рекомендаций поможет быстро собрать работающий генератор и избежать типичных ошибок.
Сравнение с другими типами генераторов
Генератор на одном транзисторе имеет свои особенности по сравнению с другими схемами:
Тип генератора | Преимущества | Недостатки |
---|---|---|
На одном транзисторе | Простота, дешевизна | Нестабильность частоты |
Мультивибратор | Широкий диапазон частот | Сложнее в настройке |
На таймере 555 | Стабильность, точность | Выше стоимость |
LC-генератор | Синусоидальный сигнал | Громоздкость конструкции |
Выбор типа генератора зависит от конкретной задачи и требуемых характеристик сигнала.
Заключение
Генератор на одном транзисторе и реле представляет собой простейшую схему для получения импульсных сигналов. Несмотря на ограниченные возможности, такой генератор находит широкое применение благодаря простоте, надежности и низкой стоимости. Эта схема отлично подходит для обучения основам электроники и создания несложных устройств. При необходимости базовую схему можно модифицировать для улучшения характеристик и расширения функциональности.
![](/800/600/https/forum.cxem.net/uploads/monthly_01_2013/post-165325-0-73268300-1357972876.gif)
Восемь схем на одном транзисторе
Познакомиться с работой различных электронных устройств лучше всего на примере простых транзисторных схем. В этой статье приводится описание восьми самоделок, выполненных всего на одном транзисторе.
С помощью пробника-индикатора (рис. 1) проверяют надежность соединений и целостность проводников в различных электрических цепях. Как работает такой прибор? Когда электрический контакт между щупами XI отсутствует, транзистор VT1 закрыт и тока в цепи лампочки HL1 нет. Но стоит только замкнуть контакт, как на базу транзистора поступит отрицательное напряжение, он откроется и лампочка загорится, сигнализируя о том, что проверяемая электрическая цепь не нарушена. А для чего нужен резистор R1 в цепи базы VT1? Представим себе на время, что резистор R1 отсутствует и база транзистора непосредственно соединена с одним из щупов XI. Тогда при замыкании щупов на базе окажется полное напряжение источника питания. Большая часть тока в этом случае потечет через переход «база-эмиттер», так как его сопротивление намного меньше, чем сопротивление перехода «коллектор-эмиттер», в цепь которого включена лампочка HL1, поэтому она не загорится. При включении резистора R1 на 33 Ом ток между базой и эмиттером уменьшается, транзистор открывается и лампа загорается. Таким пробником можно «прозванивать» электрические цепи с сопротивлением до 150 Ом.
Очередной прибор — сторожевое устройство, его схема приведена на рисунке 2. Проводник, включенный между клеммами ХТ1, протягивают вокруг охраняемого объекта, а к контактным пластинам К1.1 реле К1 подключают сигнализирующее устройство. При включении источника питания GB1 транзистор VT1 закрыт положительным напряжением на базе. При обрыве проводника, подключенного к клеммам ХТ1, на базу VT1 с резистора R1 поступает отрицательное напряжение, которое открывает транзистор. В цепи «коллектор-эмиттер» возникает электрический ток, приводящий к срабатыванию реле К1 и замыканию контакта K1.1 включающего сигнальное устройство.
Переменным резистором R1 устанавливают ток срабатывания реле К1. Для этого проводник отсоединяют от клемм ХТ1 и, вращая движок R1, добиваются четкого срабатывания реле.
Простейший усилитель низкой частоты (его можно использовать для прослушивания грамзаписей или применить в переговорном устройстве) представлен на следующей схеме (рис. 3). Разъем ХР1 служит для подключения усилителя к выходным гнездам проигрывателя или микрофона. В исходном состоянии на базу транзистора VT1 через резистор R1 подано начальное напряжение смещения, в результате чего сопротивление перехода «коллектор-эмиттер» в этом случае несколько меньше, чем в закрытом состоянии транзистора. Когда с источника электрических сигналов отрицательное напряжение поступает на конденсатор С1, а с него на базу VT1, транзистор полностью открывается и через головные телефоны BF1 течет ток. При изменении полярности входного сигнала положительное напряжение также поступает на базу VT1, но теперь транзистор закрывается, и ток в телефонах BF1 отсутствует. Таким образом, чередование отрицательного и положительного напряжений (а именно так ведет себя электрический сигнал, поступающий с проигрывателя или микрофона) на входе усилителя приводит к изменению напряжения на телефонах, которое приводит к колебанию мембраны, а, следовательно, к преобразованию электрических сигналов в звуковые. Оксидный конденсатор С1 предотвращает попадание прямого тока на вход усилителя через электрические цепи источника сигналов.
Проверить работоспособность любого усилителя звуковой частоты, в том числе и описанного выше, Можно с помощью генератора-пробника (рис. 4). При включении источника питания GB1 напряжение на коллекторе транзистора VT1 скачкообразно изменится от 0 до некоторого значения, определяемого сопротивлениями резисторов R3 и R4, создающих начальное напряжение смещения на базе транзистора. При этом импульс тока, возникший в цепи коллектора VT1, поступает не только на выход генератора, но и на цепочку C1R1, C2R2, C3R4. В результате происходит процесс последовательной зарядки конденсаторов, длительность его зависит от значений емкостей и сопротивлений элементов цепочки. После того как зарядится конденсатор СЗ, на базе транзистора окажется положительное напряжение, поступившее с обкладки СЗ, Это приводит к увеличению напряжения на коллекторе. Теперь происходит обратный процесс разрядки конденсаторов через резисторы, а, следовательно, и уменьшение положительного напряжения на коллекторе. Поскольку конденсатор С1 соединен с коллектором VT1, то за счет существующей обратной связи (то есть связи, при которой напряжение на коллекторе VT1 влияет на заряд конденсаторов, а заряд конденсаторов, в свою очередь, оказывает влияние на напряжение коллектора VT1) процесс зарядки и разрядки конденсаторов становится бесконечным во времени, и происходит самовозбуждение генератора. Таким образом, с конденсатора С4 на вход проверяемого устройства будет поступать сигнал звуковой частоты.
Низкочастотный генератор можно собрать, используя частотозадающую цепочку RC, состоящую всего из одного резистора и одного конденсатора. Схема такого генератора для квартирного звонка представлена на рисунке 5. В устройстве применен выходной трансформатор Т1 с отводом от середины первичной обмотки. Он подключен к отрицательному полюсу источника питания GB1. При замыкании кнопки SB1 начинает заряжаться конденсатор С1, и через верхнюю по схеме половину первичной обмотки Т1 течет ток, Когда конденсатор зарядится полностью, транзистор VT1 откроется и начнется обратный процесс — С1 разряжается через первичную обмотку трансформатора и коллекторно-эмиттерный переход VT1. Затем транзистор закроется положительным напряжением, поступающим с резистора R1 на базу, и конденсатор вновь начнет заряжаться. Таким образом, ток в первичной обмотке все время будет менять свое направление с частотой, определяемой емкостью С1 и сопротивлением R1. Звуковой сигнал поступает с вторичной обмотки Т1 на динамическую головку ВА1, тональность ее звучания изменяют переменным резистором R1. В случае необходимости звонок можно отключить тумблером SA1, тогда даже при нажатой кнопке SB1 генератор работать не будет.
Следующая схема (рис. 6) во многом схожа с предыдущей. Она представляет собой электронный метроном — прибор для развития чувства ритма у музыкантов. В этом устройстве конденсатор С1 имеет значительно большую емкость, чем у предыдущего. Причем процесс зарядки конденсатора длится достаточно долго, а разряжается он почти мгновенно. В результате в динамической головке ВА1 раздаются характерные щелчки, период следования которых зависит от сопротивления резистора R1.
Низкочастотные генераторы составляют основу всех клавишных электромузыкальных инструментов. Простейший одноголосый ЭМИ можно собрать по схеме, показанной на рисунке 7. Устройство представляет собой низкочастотный генератор с набором частотозадающих резисторов R1 — RN и клавиатурой S1 — SN. Число резисторов и клавиш выбирается произвольно, в зависимости от того, в каком диапазоне частот будет работать ЭМИ. Тембр звучания инструмента можно изменить подбором емкости конденсатора С2. Отличие этого устройства от двух предыдущих в том, что на базу транзистора VT1 подается отрицательное напряжение смещения.
И наконец, последняя схема — радиоприемник с однокаскадным усилителем звуковой частоты (рис. 8). В основе его уже хорошо знакомый низкочастотный усилитель; к его входу через диод VD1 подключена катушка связи L2 колебательного контура L1C1. Обе катушки намотаны на отрезке ферритового стержня. Настройка на различные радиостанции производится вращением движка конденсатора переменной емкости С1. Диод VD1 служит для детектирования высокочастотных колебаний. Для улучшения радиоприема к колебательному контуру подключают выносную антенну WA1 и заземление. С помощью конденсатора СЗ подбирают тембр звучания приемника.
Во всех устройствах можно применить постоянные резисторы ВС, МЛТ или ОМЛТ мощностью 0,125 Вт, переменные резисторы и конденсаторы — любых типов, важно только, чтобы оксидные конденсаторы были рассчитаны на напряжения не ниже указанных на схемах. Вместо реле РЭС47 можно применить любое другое, рассчитанное на постоянное напряжение 5…9 В и ток срабатывания не более 30 мА. Телефоны ТА-56м допустимо заменить на ТОН-1 или ТА-4, транзисторы МП26 — на МШЗ — МП16, МП20, МП21, МП25, МП39 — МП42 с любым буквенным индексом. Диод VD1 — серий Д2, Д9 или Д18. Динамическая головка ВА1 — любого типа мощностью 0,1…0,5 Вт; лампа HL1 — МН6,3 на ток 0,1…0,3 A; Т1 — любой малогабаритный выходной трансформатор с отводом от середины первичной обмотки — от транзисторного радиоприемника. Катушки L1 и L2 размещены на круглом ферритовом стержне марки 400 НН или 600 НH: L1 содержит 180 витков провода ПЭЛ или ПЭВ 0,1, намотанного внавал на бумажном каркасе с шестью секциями по 30 витков в каждой, L2 на отдельном бумажном каркасе содержит 25…30 витков того же провода Ø 0,2 мм. Катушки располагают относительно друг друга так, чтобы громкость приема была максимальной. Источник питания — батарея «Крона» или две последовательно соединенные батареи 3336Л. Антенной может служить провод длиной 1,5…2 м, заземлением — труба теплоснабжения или водопровода.
Все устройства, описанные в статье, не нуждаются в налаживании и при правильном монтаже и исправных деталях начинают работать сразу после включения.
Сторожевое устройство на одном транзисторе
Сторожевое устройство на одном транзисторе — самая простая схема, которую сможет собрать даже дошкольник.
В ваши владения часто вторгаются без спроса, а вы при этом занимаетесь важным делом?)
Пора забыть эти проблемы! Представляю вашему вниманию схему сторожевого устройства всего-то на ОДНОМ транзисторе! Благодаря этой схеме, вы сможете обезопасить свой дом и вовремя принять все необходимые меры по устранению возникших проблем!
Схема и принцип работы
А вот и схемка
Цоколевка (расположение выводов) транзистора КТ815Б выглядит вот так:
Принцип действия очень простой. При обрыве охранного провода, зуммер начинает пищать. Тонкий охранный провод можно натянуть через дверной проем.
Если точнее описать работу схемы, то это будет выглядеть так:
нарисуем схемку по ГОСТу для удобства восприятия
Пока у нас охранный провод цел, то в цепи плюс батарейки—-резистор 100 К—-охранный провод будет течь ток. Весь ток будет течь именно через охранный провод, так как его сопротивление очень мало. Так как весь ток будет течь через провод, этого не хватит, чтобы открыть транзистор. Транзистор открывается только тогда, когда его напряжение между базой и эмиттером будет 0,5-0,7 Вольт.
У нас на сайте есть интересная статья про автомобиль тесла.
Но… как только охранный провод обрывается, на базе сразу же резко возрастает напряжение, то есть оно стает более, чем 0,5-0,7 Вольт и начинает течь ток через базу-эмиттер. Так как ток течет через базу-эмиттер, то следовательно, транзистор открывается. А раз он открывается, значит через цепь плюс батарейки——зуммер—коллектор—-эмиттер начинает течь ток. Пока через зуммер течет ток, он орет, как ошпаренный.
Сборка и работа на практике
Схема состоит из транзистора КТ815 с любой буквой. Я взял вот такой:
Что за странная маркировка на транзисторе? Раньше именно так обозначали советские транзисторы. Бывалые радиолюбители сразу определят, что это транзистор КТ815Б. Для новичков советую скачать программку Транзистор v1.0 , которая позволит без труда определить советские транзисторы даже с цветовой маркировкой.
Вот пример транзистора, который я использую в схеме:
В схеме также есть зуммер:
Зуммер — это звукоизлучатель. При подаче на него постоянного
напряжения, он начинает пищать высокочастотным неприятным монотонным звуком. Брал я его на Алиэкспрессе за 0,7 бакса по этой ссылке.Часто путают зуммеры с пьезоизлучателями (ниже на фото):
Если разобрать зуммер, то мы увидим на платке нехитрую схему генератора частоты, выполненного в SMD исполнении, а также сам пьезоизлучатель, подпаянный медными проводами к этой платке.
Так что если будете брать в радиомагазине зуммер, смотрите, чтобы продавец вам не подсунул обыкновенный пьезоизлучатель.
Вашему вниманию, статья про STM32F103C8T6.
Вместо зуммера можно взять маломощную лампочку или какое-нибудь исполнительное устройство, которое будет включаться через реле. В этом случае не забудьте защитить транзистор, включив параллельно катушке реле защитный диод:
Схема восьмидиапазанного КВ-Трансивера » Страница 2 » Паятель.Ру
Для многих радиолюбителей основным источником радиоэлементов являются старые негодные платы от электронного оборудования оборонного назначения. В основном это транзисторы 2Т312, 2Т316, 2Т326, 2Т603, 2Т608, 2Т203, операционные усилители 140УД1, диоды Д18, Д20, Д219, 2Д503: и другие компоненты. Описываемый в этой статье трансивер построен в основном из таких компонентов, полученных в результате разборки неисправных плат.
SSB сигнал с обмотки «1» Т2 поступает на первый каскад УПЧ, затем следует фильтр на резонаторах Q1-Q4, который выделяет верхнюю боковую полосу сигнала. Далее сигнал усиливается вторым каскадом УПЧ и поступает на второй смеситель, который в данном случае выполняет роль преобразователя частоты.
Напряжение от ГПД, при передаче, подается на обмотку «1» Т4. Несущая подавляется на 50 дБ. Сигнал сформированной DSB с частотой включенного диапазона поступает с отвода вторичной обмотки трансформатора Т4 на вход усилителя мощности.
Уровень усиления DSB устанавливается путем изменения напряжения питания первого каскада УПЧ. Регулировочные элементы усиления как при приеме, так и при передаче, входят в состав платы — рисунок 3.
Как видно из схемы, переключение режимов приема и передачи (RX-TX) происходит путем изменения точек подключения опорного гетеродина и ГПД, при RX сигнал ГПД поступает на первый смеситель, а сигнал опорного генератора на второй. При ТХ точки подключения генераторов меняются.
По низкой частоте при переключении режимов выключается один из усилителей НЧ — микрофонный или УМЗЧ.
Схема платы генераторов показана на рисунке 2. Собственно генератор плавного диапазона выполнен на транзисторах VT1 и VT2. Частота генератора определяется частотой настройки контура, состоящего из катушки L1, индуктивность которой меняется при переключении диапазонов путем замыкания ненужной части витков переключателем SB1.1, и конденсаторов С2, С3 и набора конденсаторов С6-С19, которые переключаются переключателем SB 1.2, а также переменного конденсатора С5.2, который подключается к плате через её вывод 15 и служит для перестройки по диапазону. Конденсатор С21 включен последовательно с С5.2, он уменьшает его перекрытие до нужной величины.
Расстройка частоты ГПД производится подачей постоянного напряжения на варикап VD2 от резистора R2, изображенного на общей схеме трансивера.
ВЧ напряжение, действующее в гетеродинном контуре, усиливается по мощности до необходимой величины усилителем на транзисторах VT3 и N/T4. Для снижения воздействия этого усилителя на параметры контура, его первый каскад выполнен на полевом транзисторе.
Необходимый уровень ВЧ напряжения, поступающего на диодный смеситель устанавливается подстроечным резистором R6, который изменяет напряжение смещения на базе VT4.
ГПД вырабатывает частоты в диапазонах: 29 МГц— 19,95…20,45МГц, 28,5 МГц— 19,45…19,95 МГц, 28 МГц— 18,95…19,45 МГц, 21МГц— 11.95…12.4 МГц, 14 МГц— 4,95…5,3 МГц, 7 МГц— 16,05…16,150 МГц, 3,5 МГц— 12,55…13 МГц, 1,8 МГц— 10,88…10,98 МГц.
Опорный генератор выполнен на транзисторе VT5. Его частота, в основном, определяется частотой резонанса кварцевого резонатора Q1, который точно такой же как в кварцевом фильтре. В процессе настройки частота на выходе опорного генератора точно устанавливается подстройкой L6 и подбором емкости С29. Контур L4C25 в коллекторной цепи VT5 настроен на 9050 кГц.
Переключение режимов, и следовательно, переключение точек подключения опорного и плавного генераторов производится электромагнитным реле PL1, контакты которого К1.1 и К1.2 выполняют эти переключения. При передаче на реле подается напряжение 12В.
Схема низкочастотной платы показана на рисунке 3. УМЗЧ выполнен на операционном усилителе А1 и транзисторах VT1 и VT2. Резистор R1 служит для регулировки громкости. Режим усилителя устанавливается подбором номинала R6. Напряжение ЗЧ с вывода 13 этой платы поступает на громкоговоритель или головные телефоны.
Напряжение питания на этот усилитель поступает только в режиме приема (через нормально замкнутые контакты К1.1 реле PL1, на обмотку которого поступает напряжение при передаче).
Электронная схема генератора для электронного счетчика
Электронная схема генератора для электронного счетчика
Схема отмотки счетчика электроэнергии на генераторе реактивной мощности (с печатной платой)
Генератор реактивной мощности 1 Квт
Устройство предназначено для отмотки показаний индукционных электросчетчиков без изменения их схем включения. Применительно к электронным и электронно-механическим счетчикам, в конструкцию которых заложена неспособность к обратному отсчету показаний, устройство позволяет полностью остановить учет до уровня реактивной мощности генератора. При указанных на схеме элементах устройство рассчитано на номинальное напряжение сети 220 В и мощность отмотки 1 кВт. Применение других элементов позволяет соответственно увеличить мощность. Устройство, собранное по предлагаемой схеме, просто вставляется в розетку и счетчик начинает считать в обратную сторону. Вся электропроводка остается нетронутой. Заземление не нужно.
Работа устройства основана на том, что датчики тока электросчетчиков, в том числе и электронных, содержат входной индукционный преобразователь, имеющий низкую чувствительность к токам высокой частоты. Этот факт позволяет внести значительную отрицательную погрешность в учет, если потребление осуществлять импульсами высокой частоты. Другая особенность – счетчик является реле направления мощности, т.е если с помощью какого-либо источника (например дизель-генератора) питать саму электрическую сеть, то счетчик вращается в обратную сторону. Перечисленные факторы позволяют создать имитатор генератора. Основным элементом такого устройства является конденсатор соответствующей емкости. Конденсатор в течение четверти периода сетевого напряжения заражают от сети импульсами высокой частоты. При определенном значении частоты (зависит от характеристик входного преобразователя счетчика), счетчик учитывает только четверть от фактически потребленной энергии. Во вторую четверть периода конденсатор разряжают обратно в сеть напрямую, без высокочастотной коммутации. Счетчик учитывает всю энергию, питающую сеть. Фактически энергия заряда и разряда конденсатора одинакова, но полностью учитывается только вторая, создавая имитацию генератора, питающего сеть. Счетчик при этом считает в обратную сторону со скоростью, пропорциональной разности в единицу времени энергии разряда и учтенной энергии заряда. Электронный счетчик будет полностью остановлен и позволит безучетно потреблять энергию, не более значения энергии разряда. Если мощность потребителя окажется большей, то счетчик будет вычитать из нее мощность устройства. Фактически устройство приводит к циркуляции реактивной мощности в двух направлениях через счетчик, в одном из которых осуществляется полный учет, а в другом – частичный.
Принципиальная схема устройства
Щелкните по картинке для увеличения!
Принципиальная схема приведена на рис.1. Основными элементами устройства являются интегратор, представляющий собой резистивный мост R1-R4 и конденсатор С1, формирователь импульсов (стабилитроны D1, D2 и резисторы R5, R6), логический узел (элементы DD1.1, DD2.1, DD2.2), тактовый генератор (DD2.3, DD2.4), усилитель (Т1, Т2), выходной каскад (С2, Т3, Br1) и блок питания на трансформаторе Tr1. Интегратор предназначен для выделения из сетевого напряжения сигналов, синхронизирующих работу логического узла. Это прямоугольные импульсы уровня ТТЛ на входах 1 и 2 элемента DD1.1. Фронт сигнала на входе 1 DD1.1 совпадает с началом положительной полуволны сетевого напряжения, а спад – с началом отрицательной полуволны. Фронт сигнала на входе 2 DD1.1 совпадает с началом положительной полуволны интеграла сетевого напряжения, а спад — с началом отрицательной полуволны. Таким образом, эти сигналы представляют собой прямоугольные импульсы, синхронизированные сетью и смещенные по фазе относительно друг друга на угол p/2. Сигнал, соответствующий напряжению сети, снимается с резистивного делителя R1, R3, ограничивается до уровня 5 В с помощью резистора R5 и стабилитрона D2, затем через гальваническую развязку на оптроне ОС1 подается на логический узел. Аналогично формируется сигнал, соответствующий интегралу напряжения сети. Процесс интегрирования обеспечивается процессами заряда и разряда конденсатора С1. Логический узел служит для формирования сигналов управления мощным ключевым транзистором Т3 выходного каскада. Алгоритм управления синхронизирован выходными сигналами интегратора. На основе анализа этих сигналов, на выходе 4 элемента DD2.2 формируется сигнал управления выходным каскадом. В необходимые моменты времени логический узел модулирует выходной сигнал сигналом задающего генератора, обеспечивая высокочастотное энергопотребление. Для обеспечения импульсного процесса заряда накопительного конденсатора С2 служит задающий генератор на логических элементах DD2.3 и DD2.4. Он формирует импульсы частотой 2 кГц амплитудой 5 В. Частота сигнала на выходе генератора и скважность импульсов определяются параметрами времязадающих цепей С3-R20 и C4-R21. Эти параметры могут подбираться при настройке для обес-печения наибольшей погрешности учета электроэнергии, потребляемой устройством. Сигнал управления выходным каскадом через гальваническую развязку на оптроне ОС3 поступает на вход двухкаскадного усилителя на транзисторах Т1 и Т2. Основное назначение этого усилителя – полное открытие с вводом в режим насыщения транзистора Т3 выходного каскада и надежное запира-ние его в моменты времени, определяемые логическим узлом. Только ввод в насыщение и полное закрытие позволят транзистору Т3 функционировать в тяжелых условиях работы выходного каскада. Если не обеспечить надежное полное открытие и закрытие Т3, причем за минимальное время, то он выходит из строя от перегрева в течение нескольких секунд. Блок питания построен по классической схеме. Необходимость применения двух каналов питания продиктована особенностью режима выходного каскада. Обеспечить надежное открывание Т3 удается только при напряжении питания не менее 12В, а для питания микросхем необходимо стабилизиро-ванное напряжение 5В. При этом общим проводом можно лишь условно считать отрицательный полюс 5- вольтового выхода. Он не должен заземляться или иметь связь с проводами сети. Главным требованием к блоку питания является возможность обеспечить ток до 2 А на выходе 36 В. Это необходимо для ввода мощного ключевого транзистора выходного каскада в режим насыщения в открытом состоянии. В противном случае на нем будет рассеиваться большая мощность, и он выйдет из строя.
Детали и конструкция
Микросхемы могут применяться любые: 155, 133, 156 и других серий. Не рекомендуется применение микросхем на основе МОП — структур, так как они более подвержены влиянию наводок от работы мощного ключевого каскада. Ключевой транзистор Т3 обязательно устанавливается на радиаторе площадью не менее 200 см2. Для транзистора Т2 применяется радиатор площадью не менее 50 см2. Из соображений безопасности в качестве радиаторов не следует использовать металлический корпус устройства. Накопительный конденсатор С2 может быть только неполярным. Применение электролитического конденсатора не допускается. Конденсатор должен быть рассчитан на напряжение не менее 400В. Резисторы: R1 – R4, R15 типа МЛТ-2; R18, R19 — проволочные мощностью не менее 10 Вт; ос-тальные резисторы типа МЛТ-0.25. Трансформатор Tr1 – любой мощностью около 100 Вт с двумя раздельными вторичными обмотками. Напряжение обмотки 2 должно быть 24 — 26 В, напряжение обмотки 3 должно быть 4 — 5 В. Главное требование – обмотка 2 должна быть рассчитана на ток 2 – 3 А. Обмотка 3 маломощная, ток потреб-ления от нее составит не более 50 мА.
При наладке схемы соблюдайте осторожность! Помните, что не вся низковольтная часть схемы имеет гальваническую развязки от электрической сети! Не рекомендуется в качестве радиатора для выходного транзистора использовать металлический корпус устройства. Применение плавких предохранителей – обязательно! Накопительный конденсатор работает в предельном режиме, поэтому перед включением устройства его нужно разместить в прочном металлическом корпусе. Применение электролитического (оксидного) конденсатора не допускается! Низковольтный блок питания проверяют отдельно от других модулей. Он должен обеспечивать ток не менее 2 А на выходе 36 В, а также 5 В для питания системы управления. Интегратор проверяют двулучевым осциллографом. Для этого общий провод осциллографа соединяют с нулевым проводом электросети (N), провод первого канала подсоединяют к точке соединения резисторов R1 и R3, а провод второго канала – к точке соединения R2 и R4. На экране должны быть видны две синусоиды частотой 50 Гц и амплитудой около 150 В каждая, смещенные между собой по оси времени на угол p/2. Далее проверяют наличие сигналов на выходах ограничителей, подключая ос-циллограф параллельно стабилитронам D1 и D2. Для этого общий провод осциллографа соединяют с точкой N сети. Сигналы должны иметь правильную прямоугольную форму, частоту 50 Гц, амплитуду около 5 В и также должны быть смещены между собой на угол p/2 по оси времени. Допускается нарастание и спад импульсов в течение не более 1мс. Если фазосмещение сигналов отличается от p/2, то его корректируют подбирая конденсатор С1. Крутизну фронта и спада импульсов можно изменять, подбирая сопротивления резисторов R5 и R6. Эти сопротивления должны быть не менее 8 кОм, в противном случае ограничители уровня сигнала будут оказывать влияние на качество процесса интегрирования, что в итоге будет приводить к перегрузке транзистора выходного каскада. Затем налаживают генератор, отключив силовую часть схемы от электросети. Генератор должен формировать импульсы амплитудой 5 В и частотой около 2 кГц. Скважность импульсов приблизительно 1/1. При необходимости для этого подбирают конденсаторы С3, С4 или резисторы R20, R21. Логический узел при условии правильного монтажа наладки не требует. Желательно только убедиться с помощью осциллографа, что на входах 1 и 2 элемента DD1.1 есть периодические сигналы прямоугольной формы, смещенные относительно друг друга по оси времени на угол p/2. На выходе 4 DD2.2 должны периодически через каждые 10 мс формироваться пачки импульсов частотой 2 кГц, длительность каждой пачки 5 мс. Настройка выходного каскада заключается в установке тока базы транзистора Т3 на уровне не менее 1.5 -2 А. Это необходимо для насыщения этого транзистора в открытом состоянии. Для настройки рекомендуется отключить выходной каскад с усилителем от логического узла (отсоединить резистор R22 от выхода элемента DD2.2), и управлять каскадом подавая напряжение +5 В на отсоединенный кон-такт резистора R22 непосредственно с блока питания. Вместо конденсатора С1 временно включают нагрузку в виде лампы накаливания мощностью 100 Вт. Ток базы Т3 устанавливают подбирая сопротивление резистора R18. Для этого может потребоваться еще подбор R13 и R15 усилителя. После зажига-ния оптрона ОС3, ток базы транзистора Т3 должен уменьшаться почти до нуля (несколько мкА). Такая настройка обеспечивает наиболее благоприятный тепловой режим работы мощного ключевого транзистора выходного каскада. После настройки всех элементов восстанавливают все соединения в схеме и проверяют работу схемы в сборе. Первое включение рекомендуется выполнить с уменьшенным значением емкости конденсатора С2 приблизительно до 1 мкФ. После включения устройства дайте ему поработать несколько минут, обращая особое внимание на температурный режим ключевого транзистора. Если все в порядке – можете увеличивать емкость конденсатора С2. Увеличивать емкость до номинального значения реко-мендуется в несколько этапов, каждый раз проверяя температурный режим. Мощность отмотки в первую очередь зависит от емкости конденсатора С2. Для увеличения мощности нужен конденсатор большей емкости. Предельное значение емкости определяется величиной импульсного тока заряда. О его величине можно судить, подключая осциллограф параллельно резистору R19. Для транзисторов КТ848А он не должен превышать 20 А. Если требуется увеличить мощность отмотки, придется использовать более мощные транзисторы, а также диоды Br1. Но лучше для этого использовать другую схему с выходным каскадом на четырех транзисторах. Не рекомендуется использовать слишком большую мощность отмотки. Как правило, 1 кВт вполне достаточно. Если устройство работает совместно с другими потребителями, счетчик при этом вычитает из их мощности мощность устройства, но электропроводка будет загружена реактивной мощностью. Это нужно учитывать, чтобы не вывести из строя электропроводку.
Источник
Генераторы импульсов
Генераторы импульсов используют во многих радиотехнических устройствах (электронных счетчиках, реле времени), применяют при настройке цифровой техники. Диапазон частот таких генераторов может быть от единиц герц до многих мегагерц. Здесь приводятся простые схемы генераторов, в том числе на элементах цифровой «логики», которые широко используются в более сложных схемах как частотозадающие узлы, переключатели, источники образцовых сигналов и звуков.
На рис. 1 приведена схема генератора, который формирует одиночные импульсы прямоугольной формы при нажатии кнопки S1 (то есть он не является автогенератором, схемы которых приводятся далее). На логических элементах DD1.1 и DD1.2 собран RS-триггер, предотвращающий проникновение импульсов дребезга контактов кнопки на пересчетное устройство. В положении контактов кнопки S1, показанном на схеме, на выходе 1 будет напряжение высокого уровня, на выходе 2 — напряжение низкого уровня; при нажатой кнопке — наоборот. Этот генератор удобно использовать при проверке работоспособности различных счетчиков.
На рис. 2 показана схема простейшего генератора импульсов на электромагнитном реле. При подаче питания конденсатор С1 заряжается через резистор R1 и реле срабатывает, отключая источник питания контактами К 1.1. Но реле отпускает не сразу, поскольку некоторое время через его обмотку будет протекать ток за счет энергии, накопленной конденсатором С1. Когда контакты К 1.1 опять замкнутся, снова начнет заряжаться конденсатор — цикл повторяется.
Частота переключении электромагнитного реле зависит от его параметров, а также номиналов конденсатора С1 и резистора R1. При использовании реле РЭС-15 (паспорт РС4.591.004) переключение происходит примерно один раз в секунду. Такой генератор можно использовать, например, для коммутации гирлянд на новогодней елке, для получения других световых эффектов. Его недостаток — необходимость использования конденсатора значительной емкости.
На рис. 3 приведена схема еще одного генератора на электромагнитном реле, принцип работы которого аналогичен предыдущему генератору, но обеспечивает частоту импульсов 1 Гц при емкости конденсатора в 10 раз меньшей. При подаче питания конденсатор С1 заряжается через резистор R1. Спустя некоторое время откроется стабилитрон VD1 и сработает реле К1. Конденсатор начнет разряжаться через резистор R2 и входное сопротивление составного транзистора VT1VT2. Вскоре реле отпустит и начнется новый цикл работы генератора. Включение транзисторов VT1 и VT2 по схеме составного транзистора повышает входное сопротивление каскада. Реле К 1 может быть таким же, как и в предыдущем устройстве. Но можно использовать РЭС-9 (паспорт РС4.524.201) или любое другое реле, срабатывающее при напряжении 15. 17 В и токе 20. 50 мА.
В генераторе импульсов, схема которого приведена на рис. 4, использованы логические элементы микросхемы DD1 и полевой транзистор VT1. При изменении номиналов конденсатора С1 и резисторов R2 и R3 генерируются импульсы частотой от 0,1 Гц до 1 МГц. Такой широкий диапазон получен благодаря использованию полевого транзистора, что позволило применить резисторы R2 и R3 сопротивлением в несколько мегаом. С помощью этих резисторов можно изменять скважность импульсов: резистор R2 задает длительность напряжения высокого уровня на выходе генератора, а резистор R3 — длительность напряжения низкого уровня. Максимальная емкость конденсатора С1 зависит от его собственного тока утечки. В данном случае она составляет 1. 2 мкФ. Сопротивления резисторов R2, R3 — 10. 15 МОм. Транзистор VT1 может быть любым из серий КП302, КП303. Микросхема — К155ЛА3, ее питание составляет 5В стабилизированного напряжения. Можно использовать КМОП микросхемы серий К561, К564, К176, питание которых лежит в пределах 3 … 12 В, цоколевка таких микросхем другая и показана в конце статьи.
При наличии микросхемы КМОП (серия К176, К561) можно собрать широкодиапазонный генератор импульсов без применения полевого транзистора. Схема приведена на рис. 5. Для удобства установки частоты емкость конденсатора времязадающей цепи изменяют переключателем S1. Диапазон частот, формируемых генератором, составляет 1. 10 000 Гц. Микросхема — К561ЛН2.
Если нужна высокая стабильность генерируемой частоты, то такой генератор можно сделать «кварцованным» — включить кварцевый резонатор на нужную частоту. Ниже показан пример кварцованного генератора на частоту 4,3 МГц:
На рис. 6 представлена схема генератора импульсов с регулируемой скважностью.
Скважность – отношение периода следования импульсов (Т) к их длительности (t):
Скважность импульсов высокого уровня на выходе логического элемента DD1.3, резистором R1 может изменяться от 1 до нескольких тысяч. При этом частота импульсов также незначительно изменяется. Транзистор VT1, работающий в ключевом режиме, усиливает импульсы по мощности.
Генератор, схема которого приведена на рисунке ниже, вырабатывает импульсы как прямоугольной, так и пилообразной формы. Задающий генератор выполнен на логических элементах DD 1.1-DD1.3. На конденсаторе С2 и резисторе R2 собрана дифференцирующая цепь, благодаря которой на выходе логического элемента DD1.5 формируются короткие положительные импульсы (длительностью около 1 мкс). На полевом транзисторе VT2 и переменном резисторе R4 выполнен регулируемый стабилизатор тока. Этот ток заряжает конденсатор С3, и напряжение на нем линейно возрастает. В момент поступления на базу транзистора VT1 короткого положительного импульса транзистор VT1 открывается, разряжая конденсатор СЗ. На его обкладках таким образом формируется пилообразное напряжение. Резистором R4 регулируют ток зарядки конденсатора и, следовательно, крутизну нарастания пилообразного напряжения и его амплитуду. Конденсаторы С1 и СЗ подбирают исходя из требуемой частоты импульсов. Микросхема — К561ЛН2.
Цифровые микросхемы в генераторах взаимозаменяемы в большинстве случаев и можно использовать в одной и той же схеме как микросхемы с элементами «И-НЕ», так и «ИЛИ-НЕ», или же просто инверторы. Вариант таких замен показан на примере рисунка 5, где была использована микросхема с инверторами К561ЛН2. Точно такую схему с сохранением всех параметров можно собрать и на К561ЛА7, и на К561ЛЕ5 (или серий К176, К564, К164), как показано ниже. Нужно только соблюдать цоколевку микросхем, которая во многих случаях даже совпадает.
Если требуется повысить нагрузочную способность какого либо узла (чтобы, например, подключить динамик или другую нагрузку), можно применить на выходе усилитель на транзисторе, как в схеме на рис. 6, или же включить несколько элементов микросхемы параллельно, как показано на рисунке ниже:
Универсальная печатная макетная плата для двух микросхем. На таких платах удобно собирать несложные схемы с небольшим количеством деталей, как, например, приведенные в этой статье. Детали паяются к контактным площадкам и при необходимости соединятся перемычками. Размеры платы 100 х 55 мм.
На рисунке ниже приводится цоколевка некоторых широко применяемых цифровых логических микросхем КМОП — технологии с элементами «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ» и инверторов. Микросхемы серий К564, К176 имеют аналогичную цоколевку, цоколевка же микросхем серии К155 отличается от указанной (но такие уже давно не применяются). Питание указанных микросхем, как уже говорилось выше, может быть от 3 до 15 В (кроме серии К176, которая более критична к напряжению питания и нормально работает при 9В).
Источник
Регулятор напряжения 121.3702 Бесконтактный транзисторный
регулятор напряжения 121.3702
(см.рис.) применяется с
генератором Г221А взамен
вибрационного регулятора
напряжения РР380. Схема
регулятора достаточно проста и
типична, что позволяет
использовать ее для
иллюстрации принципа работы
транзисторных регуляторов. Измерительным
органом в регуляторе является
делитель напряжения, состоящий
из резистора R2 и двух
параллельно включенных
резисторов R1 и R3. К
стабилитрону VD1 через переход
эмиттер-база транзистора VT1
подводится та часть напряжения
генератора, которая выделяется
на параллельно включенных
резисторах R1, R3. Стабилитрон
является органом сравнения в
регуляторе напряжения.
Регулирующим органом в схеме
является электронное реле на
трех транзисторах VT1—VT3. Эти
транзисторы при работе
регулятора напряжения могут
находиться в одном из двух
состояний — открытом (ток в
цепи эмиттер-коллектор
транзистора протекает) и
закрытом — ток в цепи
эмиттер-коллектор отсутствует.
Цепь между эмиттером и
коллектором в этом смысле
аналогична контактам реле. Для
перехода транзистора из
закрытого в открытое состояние
в цепи эмиттер-база должен
появиться ток, для чего к
переходу эмиттер-база следует
приложить напряжение
соответствующей полярности, т.
е. переход эмиттер-база должен
быть смещен в прямом
направлении. Ток, открывающий
транзисторы типа P—N—P,
протекает от эмиттера к базе
(эмиттер имеет более высокий
потенциал, чем база), а типа
N—Р—N — от базы к эмиттеру
(положительный потенциал на
базе относительно эмиттера).
Транзистор VT2
играет в схеме роль усилителя.
Применение в схемах нескольких
транзисторов связано с тем, что
на входе регулятора обычно
коммутируется ток в десятки
миллиампер в то время, как на
выходе ток современных
регуляторов напряжения
достигает 5 А. При этом
коэффициент усиления схемы
регулятора по току лежит в
пределах 300—800. Такого усиления
на одном транзисторе достичь
невозможно.
В
изображенной на рисунке схеме
имеются два элемента обратной
связи — цепь, состоящая из
конденсатора С1 и резистора R4, а
также конденсатор С2. Цепь R4, С1
связывает коллектор
транзистора VT2 с базой
транзистора VT1, т. е. выход
транзистора VT2 с входом VT1. Эта
цепь снижает потери в
транзисторах VT1-VT3 при их
переключении. До пробоя
стабилитрона VD1 конденсатор С1
разряжается через
переходэмиттер-коллектор
транзистора VT2 и резисторы R4,R7.
|
Оптические датчики — Конструкции простой сложности — Схемы для начинающих
Во многих устройствах бытовой автоматики, в охранных системах, нужны датчики, реагирующие на приближение руки человека, проход человека через «невидимый порог» и т.д. Датчики, реагирующие на появление человека или препятствия, предмета, могут быть акустическими, радиолокационными, емкостными и другими. Но, с точки зрения простоты и стабильности, на мой взгляд, лучшими будут датчики, основанные на посылке и приеме инфракрасного луча. Они могут быть работающими на пересечение луча, или на отражение. На рисунке 1 показана схема простого генератора инфракрасных модулированных лучей.РИС. 1
Генератор представляет собой инфракрасный светодиод HL1, через который посредством ключа на транзисторе VT1 пропускают импульсы тока, следующие с частотой 36 кГц. Импульсы вырабатывает мультивибратор на микросхеме D1. На первых её двух элементах (D1.1-D1.2) собран собственно мультивибратор, а на двух последних (D1.3-D1.4) — буферный усилитель мощности, согласующий выход мультивибратора с базой транзистора VT1. Мощность излучения (дальность действия датчика) устанавливается подбором сопротивления резистора R3. Схема приемника ИК-луча для датчика, работающего на пересечение луча, показана на рисунке 2.
РИС. 2
Схема выполнена на основе интегрального фотоприемника SFH506-36, применяемого в системах управления телевизоров. Фотоприемник настроен на частоту модуляции 36 кГц (об этом говорит последнее число «36» в его обозначении). При приеме ИК-луча от генератора, схема которого показана на рисунке 1, на выводе 3 фотоприемника HF1 открывается внутренний ключ, который замыкает базовую цепь транзистора VT1 на нуль. Транзистор VT1 закрыт. Соответственно, закрыт и транзистор VT2, и реле К1, обмотка которого включена в его коллекторной цепи, выключено. При перекрывании луча (или выключении генератора ИК-импульсов), выходной ключик фотоприемника HF1 закрывается и больше не шунтирует базовую цепь VT1. Через R1 на базу VT1 поступает открывающее напряжение. Транзисторы VT1 и VT2 последовательно открываются и реле К1 включается. На рисунке 3 приведена схема приемника ИК-луча, работающего на отражение.
Логика его работы обратна логике работы приемника, схема которого показана на рисунке 2. То есть, реле должно включаться при приеме луча. Это достигнуто применением транзисторов противоположной структуры. В отсутствие приема выходной ключик HF1 закрыт, поэтому, базовая цепь транзистора VT1 шунтируется резисторами R1 и R2. Транзисторы VT1 и VT2 закрыты. Реле К1 выключено. При приеме луча выходной ключ HF1 открывается и через него и резистор R2 на базу VT1 поступает открывающее напряжение. Вслед за VT1 открывается VT2. Реле включается. Схемы приемников и генератора импульсов сделаны на отдельных печатных платах, ломанных на тех же рисунках, что и принципиальные схемы. ИК-светодиод интегральные фотоприемники нужно оборудовать простейшими блендами, снижающими угол обзора. В генераторе ИК-импульсов можно использовать микросхему К561ЛЕ5, К561ЛА7, К176ЛЕ5, К176ЛА7, CD4001, CD4011. А при изменении рисунка печатных дорожек, — любую КМОП-микросхему с числом инверторов не меньше 4-х. HL1 — инфракрасный светодиод для пультов дистанционного управления. Подходит любой ИК-светодиод такого назначения. В приемных блоках (рис.2, 3) можно применить любые интегральные фотоприемники, — такие как используются в системах управления современных телевизоров. Они подходят практически все, но может быть различие в цоколевке и резонансной частоте. Нужно помнить, что мультивибратор генератора должен быть настроен на резонансную частоту интегрального фотоприемника (для SFH-506-36 это 36 кГц). Транзисторы КТ815 можно заменить на КТ817, КТ604. Транзистор КТ814 — на КТ816. Транзисторы КТ315 и КТ361, соответственно, наКТ3102 и КТ3107. Платы рассчитаны под реле BS118-1C. Такие реле (и аналогичные) применяются в импортных автомобильных сигнализациях. Конечно, можно использовать и другие реле, на соответствующее напряжение и ток, но это, в большинстве случае потребует внесения изменений в печатные платы (либо реле можно расположить за пределами платы, и подключить к ней монтажными проводами). Взаимное расположение блоков ИК-генератора и фотоприемника зависит от того как они будут применяться. Например, если нужно что-то включать при поднесении руки, нужно взять ИК-генератор (рис.1) и фотоприемник (рис.3). Расположить их так, чтобы оба были направлены на то место, куда нужно поднести руку, но так чтобы прямой свет от генератора не попадал на фотоприемник (рис.4.).
Проще всего ИК-генератор и фотоприемник расположить рядом, а между ними поместить непрозрачную перегородку. Чувствительность (дальность, с какой он начинает срабатывать) зависит от яркости излучаемого ИК-света, поэтому, при окончательном монтаже и настройке нужно будет подобрать сопротивление R3 (рис.1) так чтобы получить нужную дальность. Если в варианте установки, показанном на рис.4, использовать фотоприемник по рис.2, то реле будет включаться, если убрать отражающую поверхность. А с фотоприемником по рис.3. — реле включится, если отражающая поверхность появится. На рисунке 5 показана схема установки при работе на пересечение луча (прерывистой линией показано прохождение луча, когда нет непрозрачного предмета). В этом случае, при использовании фотоприемника по рис. 2, реле будет включаться тогда, когда предмет пересекает луч. Если использовать фотоприемник по рис.3. — реле включится, если предмет убрать и он не будет мешать ИК-лучу проходить на фотоприемник.
Радиоконструктор №1 2009г стр. 30
Схема генератора высоковольтных импульсов на мультивибраторе » Вот схема!
При сборке высоковольтных генераторов обычно используют высоковольтные умножители, которые не являются образцом надежности либо самодельные очень трудоемкие высоковольтные катушки. Существенно упростить конструкцию генератора можно если использовать готовую катушки от систем зажигания автомобилей с контактной системой.
Радиолюбителями уже предлагались подобные генераторы на основе мультивибратора и электромагнитного реле, выполняющего роль контактного прерывателя (моделировалась система зажигания автомобиля). Но их главный недостаток в высоком энергопотреблении и низкой надежности самих контактов.
В схеме показанной на рисунке эти недостатки ликвидированы. Во-первых коммутация тока в первичном обмотке катушки зажигания выполняется транзисторным ключом на транзисторах VT3 и VT4, во-вторых мультивибратор генерирует короткие импульсы (временная диаграмма показана на том же рисунке), в результате суммарный потребляемый ток не так высок.
Мультивибратор сделан на трех элементах микросхемы D1 (К155ЛА3) и одном транзисторе VT1. Благодаря цепи из диода VD1 и резистора R1 колебательный процесс происходит несимметрично и на выходе элемента D1.3 получаются короткие положительные импульсы длительностью 3 миллисекунды, повторяющиеся с периодом в 10 миллисекунд.
Эти импульсы поступают на вход мощного транзисторного ключа на VT1 и VT2. В результате в моменты действия этих импульсов ключ открывается и пропускает ток через низкоомную намотку катушки зажигания, конденсатор С4 разряжается, а катушка накапливает энергию.
После спада импульса ключ закрывается и в контуре L1C4 возникает колебательный процесс, что вызывает появление высоковольтного импульса на вторичной высокоомной катушке Амплитуда импульса достигает 20-50 КВ.
Все устройство, за исключением катушки, смонтировано в корпусе от коммутатора электронного зажигания автомобиля.
Средний ток потребления от источника 12В не более 0,4А. Частоту следования импульсов можно уменьшить, существенно повысив экономичность генератора, увеличив сопротивление R2. Откорректировать длительность импульсов можно изменив сопротивление R1.
Генератор сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до 6В, при этом, соответственно, уменьшается выходное напряжение.
Цепь реле переключения между сетьюи генератором
В сообщении объясняется простая конфигурация, которая может использоваться в качестве схемы автоматического переключения для переключения сети переменного тока на сеть генератора во время сбоев или отключений электроэнергии.
Объясненная схема будет эффективно переключать подключенные устройства к сети генератора во время сбоя питания, однако она не сможет включить запуск генератора автоматически, это нужно будет сделать вручную, потому что большинство генераторов связано со сложной процедурой механического срабатывания.
Как это работает
Обращаясь к данной схеме, мы можем увидеть простую схему, состоящую из реле TP (трехполюсное реле), как показано ниже, и цепи бестрансформаторного источника питания.
Вход схемы бестрансформаторного питания подключается к входу сети 220В или 120В.
При наличии сетевого питания подключенное реле активируется с этим питанием и включает нагрузку или приборы через свои замыкающие контакты.
И наоборот, при пропадании сетевого питания реле деактивируется и соединяется с замыкающими контактами, которые могут быть подключены к сети генератора.
Теперь, как только генератор запускается, сеть проходит через подключенные замыкающие контакты реле к приборам.
Третий набор контактов используется для включения и выключения блока CDI генератора, так что при восстановлении сети генератор автоматически останавливается.
Простой, но эффективный …..
Принципиальная схема
Схема переключения трехфазной сети на генератор
На следующей схеме показано, как можно реализовать переключение трехфазной сети на генератор с использованием пары трехфазных контакторов.
Как работает схема
Предположим, что сеть переменного тока недоступна, а генератор включен с помощью левого реле.
В этой ситуации центральное реле будет отключено, а его полюс будет соединен с его замыкающим контактом, так что +12 В постоянного тока от генератора проходит через замыкающий контакт и приводит в действие нижний / правый трехфазный генератор. контактор.
Верхний / правый контактор сети остается выключенным из-за отсутствия +12 В постоянного тока.
Следовательно, переменный ток генератора протекает через этот нижний / правый контактор и управляет подключенными приборами или нагрузкой.
Теперь предположим, что сеть переменного тока восстанавливается.
Левое реле активирует и выключает генератор. Также одновременно включается центральное реле через +12 В от электросети.
Теперь центральный полюс реле переключается с N / C на N / O, так что +12 В переменного тока от сети переменного тока проходит через замыкающие контакты и приводит в действие верхний / правый контактор. Одновременно выключается нижний / правый контактор генератора.
При включенном верхнем / правом контакторе переменный ток сети становится доступным для нагрузки.
Опять же, при выходе из строя сетевого переменного тока левое реле деактивируется, включая процедуры генератора, центральное реле соединяется с его замыкающими контактами, включая 3-фазные контакторы генератора и выключая сетевые контакторы.
Если вы не можете получить вышеупомянутое электромеханическое реле / контактор 12 В, вы можете вместо этого выбрать трехфазный контактор SSR, как показано ниже.
Схема кодового замка с использованием транзистора
Gadgetronicx> Электроника> Принципиальные и электрические схемы> Электронные замки> Схема кодового замка на транзисторе
Фрэнк Дональд 2 сентября 2012 г.
Электронные замки
транзисторы
Эта электронная схема — одна из самых простых схем кодового замка, которую можно легко изготовить дома.Эта схема использует один транзистор и реле и несколько пассивных компонентов в нем. Логика этой схемы также очень проста. Даже эта схема проста, она отлично работает и эффективно для простого шкафа или полок.РАБОТА ЦЕПИ КОДОВОГО БЛОКИРОВКИ:
Принцип работы этой схемы очень прост: в ней просто используется транзистор в качестве переключателя с реле на его коллекторе в качестве нагрузки. Пять переключателей (от S0 до S4) расположены последовательно с резистором ограничения тока R2, подключенным к нему.Еще пять переключателей (от S5 до S9) подключены через базу транзистора и землю. Таким образом, эта схема использует транзистор в качестве переключателя, и транзистор включается только тогда, когда все переключатели с S0 на S4 были в состоянии ВКЛ, а с S5 на S9. был в состоянии ВЫКЛ. Это была основная логика для этой схемы. Давайте посмотрим, как спроектировать ее в соответствии с нашим желанием.
Теперь, переходя к дизайну этой схемы, мы должны переставить переключатели на панели таким образом, чтобы пароль было трудно угадать.Например, если ваш пароль 58901, вы должны организовать его в схеме, чтобы клавиатура 5 была вашим переключателем S0, затем 8 как S1,9, как S2,0 как S3 и 1 как S4. Поскольку это было последовательно, напряжение не будет проходить до тех пор, пока вы не нажали правильную комбинацию клавиш.
Таким образом, если была нажата правильная комбинация клавиш, транзистор включится, и он активирует цепь реле, таким образом, он откроет замок. Если даже была нажата клавиша от S5 до S9, то на транзисторе не будет напряжения, что приведет к его включению. остаются в выключенном состоянии.Устройство, используемое для управления с помощью схемы блокировки, может быть подключено через клеммы реле. Трансформатор T1, мост D1 и конденсатор C2 формируют питание схемы, а диод D2 — это диод свободного хода, который использовался со схемой реле.
Эта схема может быть недорогой и работает очень эффективно. С помощью этой схемы мы можем хранить наши личные вещи на нашей полке, в шкафах и т. Д. Испытайте ее и почувствуйте себя в безопасности.
ОБНОВЛЕНИЕ:
На приведенной выше схеме есть небольшая ошибка, резистор R1 не следует опускать на землю.Он должен быть подключен таким образом, чтобы соединить переключатель S9 и базу транзистора Q1, чтобы смещать его для включения реле.
Связанное содержание
Схема драйвера транзисторного реле
в цифровом формате
Как управлять нагрузкой с помощью цифровой схемы, такой как Arduino? Возможно, вам ответят на схему транзисторного реле.
Выходной импульс цифровой схемы для смещения транзистора включен.
Затем он управляет реле как переключатель ВКЛ-ВЫКЛ.Для питания любых цепей или внешних устройств.
Реле базового применения
Управляющие электронные схемы, электрические устройства в домах или на фабриках. Мы часто сначала используем реле. Хотя они очень древние, реле все еще имеют много применений. Потому что это просто и дешево.
Обычное реле — это механический переключатель. Его контакт замыкается, когда через катушку протекает ток.
На схеме ниже представлена простая базовая схема. Вы поймете, как работает реле.
Меньшее напряжение (V1) — это максимальное напряжение, которое может получить катушка. Через резистор R проходит более низкий ток I1. Он ограничивает ток до безопасного уровня для катушки.
Basic с использованием релеТаким образом, когда ток течет через катушку. Затем возникает магнитное поле. Это заставляет контакты реле соединяться вместе, когда переключатель замыкается. Для подключения напряжения -V2 обеспечивает высокий ток (I2) на нагрузку, как нам нужно.
Иногда можно использовать реле с цифровой схемой.Использование выходного импульса микроконтроллера или ИС с цифровым затвором. Контролировать реле на работу.
Но самое главное, его выход малоточный. Итак, вам нужен помощник, используйте транзистор для переключения высокого тока, чтобы управлять катушкой.
Большая часть схемы драйвера транзисторного реле
В приведенной ниже схеме показана большая часть схемы драйвера транзисторного реле. Катушка реле нуждается в токе около 100 мА. И входной ток на выходе нормальной цифровой схемы составляет около 2 мА.
Нормальная схема драйвера реле транзистораВы можете рассчитать ограничивающие резисторы-R по входному напряжению и току.Например, входное напряжение 5 В, ток примерно 2 мА.
Таким образом, R можно рассчитать следующим образом:
R = (Vin-VBE) / Iin
Vin = 5 В, VBE кремниевого транзистора составляет около 0,7 В, Iin = 2 мА
R = (5-0,7 ) / (2 мА)
= 2150 Ом
Таким образом, мы должны выбрать R = 2,2 К. Это стандартное значение. Купить его можно в любых магазинах.
VBE — это напряжение на базе эмиттера транзистора.
Какой у транзистора номер?
В приведенной выше схеме вы можете выбрать правильный номер.Во-первых, это транзистор типа NPN.
Предположим, что транзистор имеет коэффициент усиления по току (hFE) примерно в 50 раз. Так как входной ток около 2 мА. Таким образом, ток на выходе составляет около 100 мА (2 × 50 = 100). Достаточно на нужды катушки реле.
Есть много транзисторов, у которых коэффициент усиления hFE больше 50. Например, 2N3053, 2N2222 транзистор и т.д. , и ограничивающий резистор тока.
Показывают размер любого значения.
- Vin — входное напряжение
- Iin — выходной ток ICS
- Icoil — ток катушки реле
- R — резистор ограничения тока
Таблица 1 показывает размер входного напряжения различных цифровых ИС и потребность в катушке реле. . У By есть различные резисторы-R, ограничивающие правильный ток для цепи.
Катушка реле получена от входного напряжения
На рисунке 3 показана схема реле драйвера, использующая входное напряжение для подачи на катушку реле, но имеет некоторую базу соединения напряжения и вывод эмиттера транзистора.Что имеет значение около 0,7 вольт.
Например, вход с импульсного выхода цифрового импульса 12 вольт для подачи на транзистор.
Следовательно, у нас будет напряжение на катушке реле около 12В-0,7В = 11,3В и т. Д.
Напряжение катушки по входу, драйвер релеРисунок 3
Эта схема не требует резистора-R. Потому что схема как эмиттерный повторитель уже будет иметь высокий входной импеданс.
Так что не беспокойтесь, что шум возник в результате, транзистор работает, входной ток «Iin» рассчитывается как ток, протекающий через катушку реле, деленный на коэффициент усиления транзистора.
Например, сопротивление катушки реле равно 120 Ом.
То, что мы используем транзистор, получило 50-кратное увеличение «Iin» ниже:
Iin = (100 × 10 / -3) / 50
= 2 мА
Таким образом, он вычисляет входной ток, равный: 2 мА.
По каждому релейному признаку определяется сопротивление катушки в единицах Ом. Итак, если мы знаем напряжение реле, мы также рассчитаем ток катушки. например напряжение реле 12 вольт.
Сопротивление катушки реле 120 Ом рассчитывает, что ток, протекающий через катушку реле, 12, деленный на 120, равен 0.1 А или 100 мА и т. Д.
Как увеличить коэффициент усиления
На рисунке 4 показана схема драйвера реле, которая имеет увеличивающееся усиление. В случае очень низкого входного тока от цифровой схемы. Мы увидим, что в этой схеме мы используем транзистор как соединение Дарлингтона для замены двух транзисторов.
Увеличение коэффициента усиления по току драйвера транзисторного реле
Рис. 4
Если мы используем транзистор, который имеет усиление примерно в 50 раз, и используем один транзистор для увеличения до 2500 раз (50 × 50).Таким образом, при очень низком токе около 100 мкА схема драйвера реле может обеспечить ток до 250 мА.
Следовательно, ток катушки 250 мА.
Резистор-R можно рассчитать по входному напряжению, входному току и усилению первого транзистора.
Например, входное напряжение Vin равно 5 вольт,
, входной ток Iin = 100 мкА, а коэффициент усиления первого транзистора равен 50 разам, будет вычислено «R» следующим образом.
Следовательно, резистор-R был рассчитан с использованием вместо него 720 Ом или 750 Ом.
(Значение 1,4 — это падение напряжения на комбинации выводов базы и эмиттера, измеренное в вольтах.)
Драйвер реле обратного состояния
На рисунке 5 показана схема драйвера реле. Что будет работать противоположно всей схеме?
Потому что схема на рисунках 2, 3 и 4 будет работать. Когда выходной сигнал цифровой схемы подается на вход, это высокое состояние или логический «высокий уровень».
Но в случае, показанном на Рисунке 5, достигнутый вход в низкий статус или логический «низкий», чтобы транзисторы работали для управления реле.
Обратите внимание на наличие резисторов на 2 шт. Используя резистор-R. Он рассчитывается как схема на Рисунке 2.
Резистор-R1 должен быть достаточно высоким, чтобы быть достойным, прежде чем вызвать насыщение напряжения на коллекторе и эмиттере первого транзистора.
А должно иметь низкое значение, прежде чем это приведет к переходу второго транзистора в состояние насыщения.
Это означает, что несмотря на изменение входного тока не повлияет на выходные токи.
Пример: реле 12 вольт требует протекания тока через катушку реле 100 мА, используя транзистор с усилением в 50 раз, поэтому входной ток рассчитывается следующим образом.
Следовательно, входной ток-Iin, подаваемый на вторые транзисторы, равен 2 мА, это ток, в результате чего насыщение первого транзистора происходит при напряжении 12 вольт.
Таким образом, R1 будет меньше расчетного значения. Здесь сопротивление R1 будет меньше 6 кОм (рассчитано делением напряжения 12 вольт на ток 2 мА).
И если первый транзистор увеличился в 50 раз, имеет входной ток-Iin = 100 мкА, следовательно, ток, протекающий через R1, равен 5 мА (рассчитывается как 50, умноженное на 100 мкА).
Это значение тока, при котором вторые транзисторы состояния будут иметь напряжение насыщения 12 вольт.
Следовательно, R1 будет больше, чем значение, вычисленное в этом R1, будет более 2,4 кОм. (Рассчитано делением напряжения 12 вольт на ток 5 мА).
Резистор-R1 находится в диапазоне от 2,4 до 6 кОм, который подходит для использования — 4,3 кОм, центрирован правильно, чтобы оба транзистора работали до насыщения.
Все вышеперечисленные схемы Обратите внимание, что на катушке реле есть диод.Для предотвращения обратного напряжения от индуцированного магнитного поля реле. Это приводит к повреждению транзистора. Самым большим диодом будет диод, который в общей схеме выпрямителя — 1N4001 и т.д. внешние устройства, которые теперь выбираются в соответствии со схемой.
Как повысить напряжение для реле низкого напряжения
Использование реле в большинстве случаев, чем использование источника питания с напряжением постоянного тока со значением вольт, указанным на реле.
Для работы реле, но, если у нас нет источника питания, который хочет питать, дайте реле. Эта схема помогает реле работать.
Как работает схема
Из схемы используются два источника питания от at, чтобы прийти на работу, дайте реле 12 В.
Источник питания сначала использует 6 В при подаче напряжения питания.
Источник питания 2, использующий напряжение питания более 3 В, мешает входу Q1 работать.
Это заставляет Q2-BC558 работать вместе с тем, чтобы сделать вывод C Q2 иметь источник напряжения 6V, подать реле Ry1, и когда Q1 работа будет сравниваться как что-то через цепь на земле.
Заставляет С1 что-то сделать, разряд 6В на катоде конденсатора С1. Которая построена с полюсом реле RY1 снова рядом с одним, делает реле падения напряжения RY1 равным 12 В.
Тогда заставить реле RY1 работать и работать будет только давно? что от чего-то зависит разряд конденсатора С1.
Заменить деталь : BC558 = BC327 = BC556 = 2N4403 PNP 40 В 0,6 A
2SC458 = 2SC1815 = 2SC828 = 2SC2675 = BC337 = 2N2222
Простой кодовый замок с одним транзистором
Если вы ищете легкий и увлекательный проект в области электроники, то это то, что вам нужно.В этом уроке мы собираемся сделать простую схему кодового замка с одним транзистором. Эта схема недорогая, простая и также выполняет свою работу. Он использует всего несколько компонентов, то есть один транзистор, 10 переключателей, два резистора, реле и диод. Несмотря на то, что в этой схеме используется всего несколько основных компонентов, она работает хорошо и идеально подходит для создания системы кодового замка в вашем доме или офисе.
Требуемое оборудование
S.no | Компонент | Значение | Количество | |
---|---|---|---|---|
1 | Входное питание DC | 5-12V | 1 | |
3 | Транзистор | 2N3904 | 1 | |
4 | Реле | — | 1 | |
5 | 9030 | 1.2 кОм | 2 |
2N3904
Рабочее объяснение
Схема состоит из транзисторного ключа. переключатели от S1 до S5 включены последовательно между базой транзистора и положительным источником питания, тогда как другие переключатели от S6 до S10 подключены параллельно через базу и отрицательный конец источника питания. Работа этой схемы проста, когда переключатели с S1 на S5 включены, реле получит входной сигнал и активируется, а когда S6 — S10 включены, реле останется неактивным.Даже если один переключатель с S1 на S5 будет выключен, реле не сработает.
На что следует обратить внимание: После того, как вы закончите построение схемы, убедитесь, что переключение выполнено в виде клавиатуры от 0 до 9. Вы можете использовать источник питания или батарею для работы этой схемы. Реле должно иметь то же напряжение, что и напряжение питания / рабочее напряжение.
Приложения и способы использования
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯНастоящее изобретение относится к релейной схеме.
В обычных электромагнитных или твердотельных реле постоянное напряжение заданной полярности подается на реле только один раз при его работе. В реле с защелкой при отпускании реле на него подается напряжение противоположной полярности. Если реле не реагирует на быстро нарастающий фронт приложенного напряжения по какой-либо причине, оно не может восстановиться после сбоя, и его контакты остаются разомкнутыми или замкнутыми на неопределенный срок. То же самое верно, если реле после срабатывания случайно размыкает свои контакты из-за удара от внешнего источника.Такие случайные размыкания контактов часто происходят с блокирующими реле. Попытка избежать этой проблемы в предшествующем уровне техники включает использование цепи резистора-конденсатора, которая подключается между обмоткой реле и источником постоянного напряжения через переключатель для поглощения колебательных токов, генерируемых вибрационными движениями или «дребезжанием» контактов. выключателя, когда он замкнут.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯТаким образом, целью настоящего изобретения является создание релейной схемы, в которой сбой контактов обнаруживается либо когда сначала прикладывается быстро возрастающее напряжение, либо когда реле уже находится под напряжением, и такое же напряжение повторно прикладывается при обнаружении таких условий.
В частности, релейная схема настоящего изобретения содержит реле, имеющее неподвижный контакт, приспособленный для подключения к источнику постоянного напряжения, и подвижный контакт, приспособленный для подсоединения к цепи нагрузки для переключения подвижного контакта на неподвижный контакт в ответ на быстро нарастающий фронт напряжения постоянного тока, приложенного к реле. Датчик напряжения подключен к подвижному контакту реле для определения напряжения, которое появляется на нем. Для срабатывания реле переключатель замыкается, чтобы подать напряжение от источника постоянного напряжения на генератор импульсов.Генератор импульсов подает на реле прямоугольный импульс, когда напряжение не обнаруживается датчиком напряжения при наличии напряжения, подаваемого через переключатель. Если напряжение не обнаруживается датчиком напряжения на подвижном контакте после включения реле, генератор импульсов повторно подает прямоугольный импульс на реле до тех пор, пока на подвижном контакте не появится напряжение. Когда датчик напряжения обнаруживает напряжение на подвижном контакте, генератор импульсов подает постоянное напряжение на реле.
С практической точки зрения генератор импульсов включает в себя конденсатор, подключенный через переключатель к источнику напряжения. Генератор импульсов разряжает конденсатор с периодическими интервалами для генерации одного или нескольких прямоугольных импульсов. Датчик напряжения включает в себя цепь, которая устанавливает короткое замыкание на конденсаторе, чтобы прекратить его зарядку и разрядку, когда напряжение появляется на подвижном контакте реле. Последовательная цепь из резистора и диода подключена к переключателю для подачи тока на конденсатор, а пробойный диод подключен к подвижному контакту реле для определения напряжения на нем.Предусмотрен транзистор, имеющий базу, подключенную к пробивному диоду, и коллектор, подключенный к переходу между резистором и диодом, чтобы установить короткое замыкание через конденсатор, когда ток подается от пробивного диода.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙНастоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
РИС. 1 — принципиальная схема релейной цепи настоящего изобретения;
РИС.2 — диаграмма, иллюстрирующая формы сигналов, представленные на фиг. 1 при восстановлении реле после случайного размыкания контактов; и
РИС. 3 — диаграмма, иллюстрирующая формы сигналов, представленные на фиг. 1, когда реле восстанавливается, когда батарея заряжается после случайного или чрезмерного утечки тока.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕТеперь обратимся к фиг. 1 показана релейная схема настоящего изобретения. Релейная схема обычно содержит генератор 10 импульсов, схему 11 измерения напряжения и отключения генератора, пару управляемых вручную переключателей 12a, 12b и реле 13 на интегральной схеме.Реле 13 имеет подвижный контакт 26, который обычно переключается на контакт 24 положения ВЫКЛ и переключается на контакт 25 положения ВКЛ, когда приводится в действие для подачи положительного потенциала от батареи 40 на выходной контакт 27, к которому подключена цепь 50 нагрузки.
Генератор импульсов 10 содержит генератор 14 на интегральной схеме и последовательную схему, включающую резистор 15 и диод 16, катод которого соединен с контактом 22 положения ВКЛ переключателя 12b. Диод 16 имеет полярность, чтобы проводить ток от положительного вывода батареи 40 для зарядки конденсатора 17, когда напряжение не появляется на подвижном контакте 26.Конденсатор 17 подключен к входному порту триггера интегральной схемы 14 и разряжается через резистор 18 к входному порту разряда генератора 14 ИС. Входной порт триггера генератора 14 соединен с подвижным контактом переключателя 12b. Переключатель 12a имеет контакт 19 положения ВЫКЛ, соединенный с подвижным контактом 26 реле, и контакт 20 положения ВКЛ, подключенный к положительной клемме батареи 40. Переключатель 12b имеет контакт 21 положения ВЫКЛ, подключенный через резистор 28 к выходной клемме 27. .Генератор 14 IC имеет входной порт Vcc источника напряжения и входной порт RST сброса, которые соединены вместе с одним концом резистора 15 и с подвижным контактом переключателя 12a. На порт сброса RST постоянно подается высокое напряжение и он реагирует на сигнал сброса с низким уровнем напряжения для сброса генератора IC 14. Тип .mu.PC1555C, доступный от NEC Corporation, является подходящим генератором IC 14. Выходной порт генератора. 14 подключен к контакту рабочей цепи 29.
Схема 11 измерения напряжения и отключения генератора образована переключающим транзистором 30, резисторами 31, 32 и стабилитроном 33.Коллектор транзистора 30 подключен к переходу 34 между резистором 15 и диодом 16, а эмиттер заземлен. База транзистора 30, которая соединена с анодом стабилитрона 33 резистором 31, смещена потенциалом, возникающим на резисторе 32, когда пробойный диод 33 является проводящим. Катод стабилитрона 33 соединен с подвижным контактом 26 реле 13 для определения напряжения на нем.
Когда реле 13 не запитано, выходная клемма 27 находится на нулевом уровне напряжения, и, следовательно, стабилитрон 33 выключен, а транзистор 30 остается в выключенном состоянии.В этом состоянии генератор 14 включен. Переключение переключателей 12a и 12b из их положений ВЫКЛ в положения ВКЛ вызывает появление напряжения батареи Vs (см. Фиг.2) на Vcc и портах сброса RST генератора 14 ИС, а также прохождение тока через резистор 15, диод 16 и переключатель 12b на вход триггера генератора 14, заряжающий конденсатор 17 для выработки напряжения на входе триггера. Когда напряжение на входном порте триггера достигает заданного уровня, генератор 14 заставляет конденсатор 17 разряжаться через резистор 18 и снова заряжаться током от батареи.Процесс повторяется, так что конденсатор 17 заряжается и разряжается через определенные промежутки времени. Таким образом, выходное напряжение VRL генератора 14 колеблется между высоким и низким уровнями напряжения и приводит в действие контактную рабочую схему 29 IC-реле 13. Подвижный контакт 26 реле переключается на контакт 25 положения ВКЛ в ответ на быстрое повышение напряжения на втором нарастающем фронте в момент времени T 1, например, из-за собственной задержки. Таким образом, положительный потенциал батареи 40 прикладывается через контакт реле к выходному выводу 27, обеспечивая напряжение V.sub.o к цепи нагрузки 50. Приложение напряжения Vo на выходном выводе 27 заставляет ток течь через стабилитрон 33 и резисторы 31 и 32 на землю, смещая транзистор 30 в проводящее состояние. Таким образом, переход 34 между резистором 15 и диодом 16 приводится в действие до нулевого уровня напряжения, прекращая зарядный ток конденсатора 17. В результате генератор 14 стабилизируется, а его выходное напряжение VRL поддерживается на высоком уровне. Таким образом, подвижный контакт 26 остается переключенным на контакт 25 положения ВКЛ, непрерывно обеспечивая выходное напряжение V.sub.o к цепи нагрузки 50. Если подвижный контакт 26 не реагирует на второй нарастающий фронт импульса возбуждения реле, операция зарядки будет продолжена, и выходное напряжение генератора VRL снова упадет до низкого уровня. уровень напряжения, генерирующий второй импульс, как показано пунктирной линией 60 на фиг. 2. Генератор выдает третий импульс, чтобы реле 13 среагировало на него.
Предположим, что подвижный контакт 26 реле переключается в положение ВЫКЛ 24 контакта в ответ на удар и т.п. в момент времени T.п.2, потенциал на выходной клемме 27 падает до нулевого уровня, и стабилитрон 33 и, следовательно, транзистор 30 отключаются, позволяя потенциалу на переходе 34 повышаться до высокого уровня, чтобы возобновить операцию зарядки и разрядки конденсатора. . Таким образом, осциллятор 14 снова запускается, чтобы генерировать генерацию своего выходного напряжения VRL, создавая быстрое повышение напряжения в момент времени T 3. Если энергии, производимой генератором 14 в этот момент, достаточно для переключения подвижного контакта 26 на контакт 25 положения ВКЛ, транзистор 30 снова включается, чтобы прекратить зарядку конденсатора 17.В противном случае операция заряда и разряда конденсатора 17 повторяется для изменения напряжения VRL до тех пор, пока на рабочую схему 29 контактов не поступит энергия, достаточная для приведения в действие контакта 26.
Предположим, что батарея 40 была случайно или чрезмерно разряжена во время работы, а рабочая схема 29 контактов теряет достаточно энергии, чтобы поддерживать подвижный контакт 26 в положении ВКЛ. 25. Если батарея 40 перезаряжается позже, так что ее напряжение начинает снижаться. встать в момент Т.sub.1 (см. фиг. 3), постепенное повышение напряжения V S заставляет ток течь через резистор 15 и диод 16 к конденсатору 17, чтобы снова инициировать колебания выходного напряжения VRL. Когда амплитуда колебаний повышается до достаточного уровня V th в момент времени T 2 для реле 13, подвижный контакт 26 снова переключается на контакт 25 положения ВКЛ из-за энергии удара, создаваемой быстрым повышение напряжения в момент времени T 2, и на выходной клемме 27 снова появится напряжение Vo.
Таким образом, видно, что реле 13 выполнено с возможностью автоматического приема повторяющихся импульсов до тех пор, пока его контакты не будут переключены. Из-за высокого уровня энергии импульса внутренняя инерция реле 13 может быть легко преодолена, и период нежелательного разомкнутого состояния реле может быть сокращен до минимума.
Приведенное выше описание показывает только один предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения. Специалистам в данной области очевидны различные модификации, не выходящие за рамки настоящего изобретения, которое ограничивается только прилагаемой формулой изобретения.Следовательно, показанный и описанный вариант осуществления является только иллюстративным, а не ограничивающим.
Лаборатория 2
ECE U401 / U211-Введение в электричество и компьютер Инженерная лаборатория
Лаборатория 2
[Лабораторные правила] [Отладка] [Лаборатория 1] [Лаборатория 2] [Лаборатория 3] [Лаборатория 4] [Лаборатория 5] [Лаборатория 6]
Строительные блоки Basic: частоты, реле, Логические схемы
Введение:
В этой лабораторной работе мы поэкспериментируем с некоторыми из основных строительных блоков, которые будем использовать на протяжении всего квартала.Первая часть лаборатории просит вас поэкспериментируйте с осциллографом, который можно использовать для «наблюдайте» за сигналами, которые быстро меняются во времени. Вы будете использовать осциллограф (также называемый просто «осциллографом»), чтобы посмотреть на форму, амплитуда и период некоторых типичных сигналов. Вы будете экспериментировать как звучат эти сигналы и как они выглядят, когда мы используем их для поворота свет включается и выключается. Вы будете экспериментировать с тем, насколько быстро ваши глаза и уши могут реагировать на звуковые и световые сигналы.
Одна повторяющаяся тема в этом курсе — это различные «переключатели». используется в электротехнике.Вы будете использовать два типа автоматических выключателей в эта лаборатория. Первый называется реле. Реле — это электромеханическое устройство. используется как переключатель. С помощью реле мы можем позволить цепи управления работать при небольшие токи и напряжения (например, компьютер) для управления другим устройством, которое работает при более высоких токах или напряжениях (например, двигатель). В этой лаборатории мы будем используйте реле для управления светом. Второй тип переключателя, который мы будем использовать, — это устройство, называемое транзистором (точнее, биполярным переходным транзистором или BJT).Транзистор меньше, легче и быстрее реле (каждое из их на один или несколько порядков), но может не справиться с такой Текущий.
Наконец, вы начнете узнавать, как использовать переключатели (в частности, BJT в конкретной конфигурации) для создания схем, называемых логическими схемами, которые могут, по сути, оцените последовательность условий и «решите», какое действие принять. Эта концепция является сердцем цифровой электроники, которая сама по себе сердце большей части современной электротехники и вычислительной техники.В следующей лаборатории мы будем использовать транзисторы, которые производятся одновременно, в интегрированном схема, или «микросхема»
Несколько советов для этой лаборатории: внимательно выбирайте резисторы — используя неправильное значение сопротивления (например, 10кВт вместо 1кВт или наоборот) можно оставить ваша схема не работает должным образом.
Подготовка к лаборатории:
- Прочтите лабораторную работу.
- Ответ на 6 предварительных лабораторных работ вопросы (обозначенные от Q0 до Q5 ) в записной книжке.
- Возьмите с собой лабораторный ноутбук.
Часть I — Частота
0. Поскольку в этой лаборатории мы будем обсуждать частоту и напряжение, Давайте начнем с предлабораторного вопроса, который должен быть задан каждому инженеру-электрику. смог ответить. Q0: Какое напряжение и частота обычно предоставляются? для освещения и повседневного использования в США. Если вы родом из другого страна, каковы эти ценности в вашей стране? Обратите внимание, что есть исключения для таких предметов, как электрические плиты и для промышленного применения.
1. В этой части эксперимента вы будете использовать генератор функций для управления аудио динамик. Функциональный генератор может генерировать синусоидальную форму волны, прямоугольная волна (т. е. последовательность импульсов, чья амплитуда меняется довольно резко между + V и -V вольт периодическим образом), и треугольная волна (которая линейно изменяется между + V и -V вольт периодическим образом). Если вы используете синусоидальная форма волны для управления динамиком: Q1: Какие изменения в звуке Вы ожидаете услышать, когда увеличите амплитуду синусоидального сигнал на функциональном генераторе? Q2: Какое изменение звука у вас ожидаете услышать при увеличении частоты синусоиды? Настройте генератор функций Tektronix на создание синусоидального сигнала в частота 1 кГц с размахом 10 вольт (5 вольт).Обратите внимание на форму выходного сигнала функционального генератора на осциллограф с помощью кабеля BNC.
2. Используйте BNC «T» для подключения выходного сигнала функционального генератора. как к осциллографу, так и к одному из звуковых динамиков, поставляемых в коробке в лаборатория. Что происходит с пиковым уровнем напряжения, отображаемым на осциллографе, когда вы «разгрузить» генератор функций, подключив к динамику? (Примечание: если вы используете одну из недавно приобретенных колонок меньшего размера, она скорее всего, ничего не будет.В таком случае объясните, что произойдет, если вы использовали громкоговоритель большего размера с меньшим сопротивлением.) Измените частоту и амплитуда синусоидального сигнала. Делайте то, что слышите (говорящий), и измеряйте (осциллограф) имеет смысл? Вы ответили на вопросы 1 и 2 выше? верный? (Ничего страшного, если они были неправильными, просто прокомментируйте это здесь.) Определите частоту сигнала с помощью кнопки «Измерение» на осциллограф. Насколько хорошо согласуются осциллограф и генератор сигналов?
3.Определите верхний и нижний пределы частот динамика / человеческого уха. система. Какую самую высокую частоту вы можете слышать? У обоих членов у вашей команды есть сопоставимые ограничения низких и высоких частот на то, что они могут слышать? Обычно приводятся пределы человеческого слуха от 20 Гц до 20 кГц. Можешь ли ты получить близко к этим значениям? Если нет, то почему бы и нет? Как громкость звук меняется при изменении частот? какие частоты звучат громче всего? Нежно касайтесь диафрагмы динамика во время работы динамика.Какая частота вибрации вы чувствуете? Как вы думаете, почему этот частотный диапазон отличается чем частотный диапазон для слуха?
4. В этой части вы будете работать со своими соседями по соседнему верстак. Попросите одну команду воспроизвести синусоидальный тон в динамик на частоте от 500 до 2 кГц. Не зная частоты, вторая команда должна изменяйте частоту его генератора до тех пор, пока не будет достигнуто «совпадение» звука. обнаружен между двумя динамиками. Насколько точно вы можете сопоставить тона, используя твои уши? Запишите оба параметра, которые вы выбрали для эксперимента, с помощью своего соседей и ваши количественные результаты, то есть насколько близко вы подошли к соответствие.
5. Измените частоту обратно на 1 кГц. Сравните звуки, издаваемые вашим динамик, когда управляющий сигнал представляет собой синусоидальную волну, а не прямоугольную. Ты можешь иметь достаточно внимательно прислушаться, чтобы услышать разницу, и вы должны попытаться компенсировать разницу в громкости при сравнении (это сложно сделать именно с этим генератором функций). Прямоугольная волна содержит частоты которые являются целыми (в частности, 3,5,7 …) кратными 1 кГц. Они называются гармоники.
6.Один из способов отправки сообщений при цифровой связи Система должна использовать метод, называемый частотной манипуляцией (FSK). в В простейшем случае FSK мы отправляем двоичное сообщение, то есть строку из единиц и нули. «Нулевой» символ сигнализируется отправкой одной частоты, а символ «один», посылая другую частоту. Предположим, студенты ECE Салли Статик и Винс Вольтинг решают использовать эту схему, чтобы Салли могла отправлять Винс ее адрес электронной почты. Винсу придется решить, какая синусоида была отправлено, чтобы декодировать каждый символ, который отправляет Салли.Поскольку Салли могла хорошо бы посылать две последовательные единицы или два последовательных нуля, два из них необходимо заранее согласовать продолжительность синусоидального сигнала для каждого символа. последний. Например (эти цифры нереалистичны, они только для иллюстрацию), предположим, они решают, что о нулевом сигнале будет посылать сигнал частотой 1 кГц. синусоидой и единицей, отправив синусоиду 2 кГц, и Винсу требуется 1 секунда, чтобы определить, какая синусоида отправляется. Так что если Винс видит 3 секунды 2 кГц синусоида, за которой следует 1 секунда синусоиды 1 кГц, он знает, что Салли отправив ему строку 1110.Их скорость передачи сообщений составляет 1 бит в секунду (что составляет довольно медленно, так что хорошо, что она отправляет только адрес электронной почты!)
Эксперимент с использованием функции генератор-громкоговоритель как система FSK. Помните, что сообщение (т.е. единица и ноль) не соответствуют включенному или выключенному звуку, соответственно, но вместо этого они сигнализируют о том, какой из двух частоты отправляются. Попробуйте определить, сколько бит (то есть символов) можно надежно отправлять посекундно.Запишите параметры вашей системы FSK; в используемые частоты и скорость передачи результирующего сигнала в битах в секунду. Какие ограничения ваш битрейт? (Это очень медленная, примитивная система FSK; причина этого упражнение состоит в том, чтобы понять, что делает система FSK. В реальном общении системы изменение частоты и обнаружение выполняются автоматически электронные схемы.)
Спросите, не сбивают ли с толку эти инструкции!
Часть II — Электромеханические реле
ВНИМАНИЕ — во время этого эксперимента вы будете переключать сеть 120 В переменного тока. Есть инструктор или технический специалист проверит вашу электрическую схему, прежде чем подключать вилку к розетку на 120 В переменного тока.
1. Возьмите блок реле и лампы из шкафа в лаборатории. Выньте реле из гнезда и осмотрите его. Вы можете понять, как это работает?
2. Вставьте реле обратно в гнездо. Присоедините черный провод к отрицательная клемма источника питания постоянного тока на вашем рабочем месте. Установите напряжение на 12 В постоянного тока. Обратите внимание, что происходит с реле, когда вы на мгновение касаетесь красного провода. к положительной клемме источника питания.Что вызывает звук щелчка?
3. Вставьте вилку блока реле в розетку на 120 В переменного тока . Обратите внимание, что происходит с лампой, когда вы присоединяете красный провод к положительному клемма источника питания постоянного тока. Объяснять.
4. Поэкспериментируйте с переключением лампы с помощью реле и функционального генератора. Используйте прямоугольный сигнал на выходе функционального генератора, чтобы включить реле и выключенный. Поскольку реле снова закроется через короткую задержку, когда вы измените тока, вам нужно будет использовать функцию «DC Offset» на генератор для получения +12 вольт на «HI» части прямоугольной волны и 0 вольт на «LO» части.(В качестве альтернативы вы можете подключить диод. через вход реле, который закоротит ток через реле за один направление.) Наблюдайте за выходным сигналом генератора, установив осциллограф в положение «Постоянный ток. Связь «, чтобы убедиться, что вы знаете, какой будет результат.
Какая максимальная частота переключения, при которой вы можете видеть световой поворот? включить и выключить? Это та же максимальная частота, что и в лабораторной работе 1, части III, когда вы подключили светодиоды к генератору функций? Если это другое, почему вы думаете, что это другое? Попробуйте этот эксперимент, используя все три типа формы сигналов на генераторе функций.Составьте таблицу с указанием максимума частоту переключения вы можете увидеть для каждого типа сигнала, а также он выглядит всегда включенным или всегда выключенным, когда вы превышаете эту частоту. Подведите итоги своей полученные результаты.
Часть III — Простые логические схемы
Эта серия экспериментов посвящена цифровой электронике. В цифровом формате мы относятся к схемам, предназначенным для обработки сигналов с входными и выходными уровнями, которые представляют собой четко различимые условия высокое и низкое .высокий может быть уровень напряжения между 4 и 5 вольт, например, в то время как низкий может быть уровень где-то между нулем и 2 вольт. Нас не волнует точная стоимость напряжение при условии, что оно находится в одной из этих двух полос, чтобы мы могли легко приписать уровень либо высокому, либо низкому состоянию. Мы будем использовать термины «высокий» и «низкий» являются синонимами «логических состояний» 1 («Истина») и 0 («Ложь») соответственно. Все это в в отличие от аналоговой электроники, где мы часто озабочены точным значения напряжений или токов в любом заданном узле цепи.Вы экспериментировали с аналоговыми напряжениями в Части I., когда вы подключил синусоидальный генератор к динамику. По мере того, как вы постепенно меняли амплитуду синусоидального напряжения, звук тоже изменился. Вы также работали с цифровыми состояния в Части II: блок реле-лампа был включен или выключен.
Биполярные переходные транзисторы (BJT) представляют собой трехконтактные полупроводниковые устройства. из кремния и других элементов. Вы узнаете о изготовлении, физика и техника использования этих устройств в качестве усилителей и переключателей в более формальным образом позже в учебной программе дошкольного образования, но в сегодняшнем эксперименте вы будут использовать их как твердотельные переключатели.Схематический символ и эквивалент схемы для NPN BJT показаны на рисунке 1 ниже. Три терминала на Транзистор — это коллектор (C), база (B) и эмиттер (E). ТА будет покажет вам в лаборатории, как распознать C, а какое E; B это середина один. Запишите схему контактов в лабораторную книгу, чтобы вам больше не приходилось спрашивать!
BJT может приблизительно соответствовать однополюсному однопозиционному переключателю (SPST) между клеммы C и E, изменяя напряжение на клеммах B и E.В транзистор включен (замыкает цепь между C и E, тем самым позволяя ток, протекающий между этими выводами), приложив положительное напряжение около 1 вольт на ВЭ. (Стрелка между B и E указывает направление управляющий ток; небольшой ток от B к E позволит намного больше ток к потоку от C к E — направление важно!) Тогда Вкл. Модель, показанная ниже, дает разумное приближение того, как транзистор ведет себя. Транзистор выключен (размыкается цепь между C и E, тем самым предотвращая прохождение тока между этими клеммами) путем удаления управляющее напряжение и отключение тока от B до E.Модель для это состояние модели Off, показанной ниже. Обратите внимание, что функция Транзистор очень похож на функцию реле в Части II.
Рис. 1. Символ биполярного транзистора и простые модели включения и выключения.
BJT могут использоваться в качестве переключателей для создания шлюзов, реализующих логические операции с цифровыми сигналами. Ворота, которые вы построите ниже, называются Резисторно-транзисторная логика (RTL), потому что они зависят от использования транзисторов в качестве переключатели с «подтягивающими» или «понижающими» резисторами для включения логические функции работают правильно.
1. Настройте схему «эмиттер-повторитель», показанную на рисунке 2. используя один из входящих в комплект транзисторов. Подайте напряжение +6 В на коллектор транзистор. Является ли выход высоким или низким, когда на входе 6 вольт (высокий, логическая 1)? Что это, когда на входе 0 вольт (низкий логический 0)? Воспроизводить таблицу ввода / вывода, показанную в записной книжке, и заполните экспериментально определенные значения напряжения, измеренные, когда выход равен 1 или 0. Цепь, которая выполняет такую логическую функцию, которая называется «вентиль».В Таблица ввода / вывода, которую вы только что создали, называется «таблицей истинности». Его цель — показать результат при всех возможных условиях ввода. Вот ты имеют только один вход, который может иметь только два состояния (ВЫСОКИЙ или НИЗКИЙ, 1 или 0). Q3: Если бы у вас было два входа, сколько строк вам понадобилось бы для вашей таблицы? Три входы? N входов? Q4: Зачем нужен понижающий резистор между эмиттером и землей? (Подсказка: используйте модели эквивалентных схем — Цепи «Вкл.» И «Выкл.» Выше — чтобы попытаться понять ответ.Является ли это возможным чтобы определить, каким будет Vout, когда транзистор выключен, если бы к терминалу эмиттера ничего не подключено? Что бы случилось, если бы мы замените резистор на кусок провода, чтобы выполнить понижение?) Значение резистора выбирается для ограничения количества тока, протекающего от источник питания, через клеммы коллектор-эмиттер, а затем на землю, когда транзистор включен.
Рисунок 2. Схема эмиттерного повторителя
2.Получается «дополнение» или противоположность логического уровня. используя вентиль НЕ, имеющий логику, как показано на рисунке 3. Обратите внимание, что подтягивание В этой схеме используется резистор, а не понижающий резистор. Когда транзистор выключен, выходной сигнал повышается резистором до ВЫСОКОГО уровня. Когда транзистор включен, выходной сигнал НИЗКИЙ, так как он подключен к земле. через перекресток СЕ. Буква с полосой над ней означает логичную. дополнение или противоположное состояние логической переменной. Q5: Что бы случится если резистор убрать или заменить на кусок провода? Построить показанную схему и проверьте ее работу, построив таблицу истинности с указанием фактических измеренных напряжений.
Рис. 3. Затвор НЕ реализован с использованием транзистора NPN.
3. Сконфигурируйте логический элемент ИЛИ, используя пару транзисторов, как показано на рисунке 4. Логический элемент ИЛИ — это схема, выход которой ВЫСОКИЙ, если один из входов (или оба) имеют ВЫСОКИЙ уровень, и НИЗКИЙ, только если оба входа НИЗКИЕ. (Обратите внимание, что логический термин «ВЫСОКИЙ» означает, что напряжение составляет от 4 до 6 вольт; тогда как Уровень «НИЗКИЙ» — это напряжение около нуля вольт, скажем, от нуля до 0,5 вольт) Подключите и отсоедините провода от +6 В к точкам A и B, чтобы подтянуть входы. высокий (логическая 1 или от +4 В до +6 В) или низкий (логический 0, <0.5В). Помните, что когда базовое напряжение становится ВЫСОКИМ, транзистор включается, а коллектор и эмиттер соединены друг с другом, как в схеме «На модели» выше. Когда приложенное входное базовое напряжение снимается, транзистор выключается. ПРИМЕЧАНИЕ: база вводы в этом случае не нужно заземлять; их можно оставить плавающими. Логика символ и "таблица истинности" ввода-вывода для логического элемента ИЛИ показаны ниже. Проверьте работу этой схемы, изготовив ее на макете и заполнение таблицы истинности, включая фактически измеренные выходные напряжения в ваш ноутбук.
Рис. 4. Логический элемент ИЛИ, реализованный на транзисторах NPN.
4. Сконфигурируйте логический элемент И, используя пару транзисторов, как показано на рисунке 4. Выход логического элемента И ВЫСОКИЙ, только если оба входа ВЫСОКИЙ и НИЗКИЙ. иначе. Управляйте входными сигналами, как описано в предыдущей задаче. Этот Схема затвора И очень чувствительна к значениям, выбранным для резисторов. которые могут отличаться в зависимости от используемых транзисторов — даже разные транзисторы из того же бункера.(Это одна из причин того, что логические элементы RTL который мы построили, был заменен на TTL-ворота, которые мы будем использовать в в следующей лаборатории.) Поэкспериментируйте, чтобы найти значение R, необходимое для правильной работы. для всех возможных входов. Логический символ и таблица истинности для логического элемента И: показано ниже. Проверьте работу этой схемы, изготовив ее на своем макетной платы и заполнение отдельной таблицы истинности (включая фактические значения напряжения измерено) в записной книжке.
Рисунок 5.Логический элемент И реализован на транзисторах NPN.
>> Когда вы получите схему, показанную на рисунке 5, работающую, возьмите лабораторную инструктор или технический специалист, чтобы подписать вашу лабораторную книжку под вашей схемой цепи, чтобы указывают, что это сработало. <<
5. RTL Реализация логического элемента NAND или NOR. Функция НЕ может быть в сочетании с вентилями И и ИЛИ, чтобы сформировать вентили И-НЕ и ИЛИ-НЕ, имеющие логику символы и символы истины, показанные на Рисунке 6 ниже. Обратите внимание, что разница между символом AND (или OR) и NAND (или NOR) находится маленький кружок на выходном конце диаграммы.Постройте или один из них ворот и проверьте его работу, заполнив таблицу истинности из вашего измерения. Обратите внимание, что вам не нужно строить оба ворот, только один из них. Вы можете использовать кнопочные переключатели (обозначение цепи показано на Рисунке 7) для управления входы, или просто используйте провода.
Рисунок 6. Символы логических элементов И-И и И-И и таблицы истинности.
Рисунок 7. Условное обозначение цепи переключателя.
>> Когда вы получите схему, показанную на рисунке 6, работающую, возьмите лабораторную инструктор или технический специалист, чтобы подписать вашу лабораторную книжку под вашей схемой цепи, чтобы указывают, что это сработало.<<
[Лабораторные правила] [Отладка] [Лаборатория 1] [Лаборатория 2] [Лаборатория 3] [Лаборатория 4] [Лаборатория 5] [Лаборатория 6]
Кафедра электротехники,
Северо-Восточный университет.
Последнее обновление: 25.01.07, С. В. Макнайт.
Разница между логикой приемника и источника
Для человека, никогда не имевшего опыта подключения ввода-вывода для управления движением, это может показаться пугающим с первого раза. Если устройства подключены неправильно, это может вызвать ряд проблем, поскольку двигатель просто не выполняет то, что ожидается, и приведет к необратимому повреждению продукта.Я до сих пор нервничаю перед тем, как нажать кнопку СТАРТ в демоверсии. Кто-нибудь знает закон Мерфи?
Сложность начинается, когда инженеры или производители используют различную терминологию проводки. Как можно быть уверенным, что вы говорите яблоки с яблоками? Например, совпадает ли логика поиска с логикой PNP? «Мы тонем или берем затонувший источник?» По нашему опыту поддержки приложений управления движением мы все это слышали.
В большинстве случаев инженеры службы поддержки направят вас к электрической схеме и посоветуют ей следовать.Что на самом деле означают логика приемника и логика источника? Начнем с базовой терминологии.
Электронная схема (цифровая)
Электронная схема содержит электронные компоненты, такие как резисторы, транзисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и / или диоды. Они соединены токопроводящими проводами или дорожками на печатной плате. Для этого требуется напряжение и земля, где земля действует как земля для измерения потенциального напряжения. Цифровая электронная схема использует напряжение постоянного тока и дискретные значения (вкл. / Выкл.).Источник питания постоянного тока перетекает с положительного на отрицательный.
ввод / вывод
I / O определяется как входы / выходы, которые в простейшем смысле представляют собой все, что выполняет выход на основе входа. Это может быть клавиатура (вход) и монитор (выход). В этом случае ввод / вывод описывает передачу сигналов между двумя устройствами (например, ПЛК и драйвером шагового двигателя) с использованием двоичной логики включения / выключения.
Электрическая нагрузка
Электрическая нагрузка — это электрический компонент или часть цепи, потребляющая электроэнергию.Это противоположность источника питания, такого как батарея или генератор, который производит энергию. Примеры нагрузок — лампочки и моторы. В данном случае мы говорим о входной цепи.
Логическая схема
Логическая схема определяется как электрическая цепь (I / O), выход которой зависит от входа. Он может включать один или несколько двоичных входов (вкл. / Выкл.) И один двоичный выход. Он может состоять из любых двоичных электрических или электронных устройств, включая переключатели, реле, твердотельные диоды и транзисторы.
Логика приемника и логика источника |
Логические схемы приемника и истока обычно связаны с сигналами ввода-вывода ПЛК и применяются только к цепям постоянного тока. Они различаются типом используемого компонента и определяют текущий поток.
- Логика определяется типом компонентов в схеме.
- Логика определяет протекание тока в цепи.
- Какую бы логику вы ни использовали для выхода, для входа требуется обратное.
Логика мойки
Для логики потребителя транзистор NPN обеспечивает путь к земле для электрической нагрузки. Чтобы схема транзистора NPN работала, она должна быть подключена к схеме транзистора PNP. Другими словами, логическая схема приемника должна быть подключена к логической схеме источника.
На рис. 1 показан входящий цифровой выход, подключенный к исходному цифровому входу. Входная цепь подключена между положительной стороной источника питания (Vcc) и транзистором NPN.
Исходная логика
Для логики истока транзистор PNP обеспечивает путь к напряжению для электрической нагрузки. Чтобы схема транзистора PNP работала, она должна быть подключена к схеме транзистора NPN. Другими словами, логическая схема истока должна быть подключена к логической схеме приемника.
На рис. 2 показан исходный цифровой выход, подключенный к входному цифровому входу. Входная цепь подключена между транзистором PNP и GND источника питания (0 В).
Полезный мнемонический трюк для логики «сток против истока» состоит в том, чтобы рассматривать логическую схему истока как источник напряжения (она обеспечивает путь к источнику), а логическую схему приемника как опускающуюся к земле (она обеспечивает путь к земле).
СОВЕТ: Сравните электрические схемы рядом друг с другом |
Когда я имею дело с проводкой ввода-вывода между ПЛК и сервоприводом или шаговым драйвером, полезный прием, который сработал для меня, — это распечатать электрические схемы как от ПЛК, так и от драйвера, а затем положить их рядом.Это помогает визуализировать ток, протекающий от источника напряжения до нагрузки на землю. |
Большая часть моей поддержки осуществлялась удаленно по телефону. Это сделало поддержку проводки очень сложной. Чтобы быть уверенным, что я не повредлю ПЛК моих клиентов, я распечатывал электрические схемы, а затем отслеживал ток от источника напряжения до электрической нагрузки и до земли. Поддерживая удаленно, я также узнал, что очень важно точно знать, о какой стороне ввода-вывода имеет в виду заказчик.
Для того, чтобы выходной сигнал источника ПЛК запускал входящий сигнал на драйвере, мы должны убедиться, что все имеет необходимую мощность. Достаточное напряжение и ток должны поступать на положительный вывод со стороны ПЛК через выходную цепь во входную цепь (электрическая нагрузка), а затем выходить через другой вывод обратно на землю источника питания, чтобы замкнуть цепь. В ПЛК каждый отдельный сигнал ввода / вывода должен обеспечивать 2 клеммы для подключения: одну для входящего тока и одну для выхода.В целях экономии места иногда терминала сгруппированы вместе и поэтому называются «общими». Этим «общим» может быть либо источник напряжения, либо земля. Подробнее позже.
СОВЕТ: не забывайте требования к питанию для ввода / вывода |
Также важно обращать внимание на требования к напряжению и току для входов и выходов. Если для выхода требуются токоограничивающие резисторы, используйте закон Ома для расчета внешнего сопротивления, но не забывайте о внутреннем сопротивлении.Помните, что вы должны соответствовать требованиям входа как по напряжению, так и по току. |
Важно обратить внимание на тип логики или транзистора, чтобы определить правильный метод подключения. Кроме того, есть разница в отношении безопасности. Если случайно что-то случится с устройством пользователя и вызовет утечку на землю сигнальной линии ввода-вывода или короткое замыкание линии заземления (0 В), это может быть потенциально опасным.
Однако, если использовалась логика источника, входная цепь не была напрямую подключена к положительной стороне питания (Vcc), поэтому утечка на землю или короткое замыкание сигнальной линии не включили бы вход.Вот почему он считается одним из самых безопасных способов подключения.
Сводка |
Приемник и Источник — это термины, используемые для определения потока постоянного тока в электрической цепи.
Логика определяется типом компонентов в схеме.
Простая электронная схема состоит из одного цифрового входа, соединенного с цифровым выходом. Для питания схемы необходим источник напряжения, заземление и нагрузка.
|
Для обеспечения гибкости используйте продукты, которые предлагают как приемную, так и исходную логику |
Некоторые продукты на рынке предлагают логику как приемника, так и источника для гибкости в соединениях. Это возможно благодаря параллельному соединению двунаправленных диодов. Фотоэлементы также помогают минимизировать повреждение проводки.Используйте эти продукты, если требуется гибкость или если вы планируете использовать их позже.
Вот как выглядят настоящие электрические схемы для. Есть одна схема для подключения логических выходов приемника и другая схема для логических выходов источника. ПЛК, или «Программируемый контроллер», находится слева, а драйвер двигателя — справа. Обозначения INx — это входы, а обозначения OUTx — выходы.
Посмотрите на первый вход «IN-COM0» (общие входы).На верхней схеме подключения он подключен к 24 В постоянного тока, а вход имеет заземление. На нижней диаграмме «IN-COM0» подключен к 0 В, а вход имеет путь к источнику напряжения. Двунаправленные диоды во входных цепях позволяют это.
Надеюсь, это поможет. Большинство наших новых драйверов предлагают логику как приемника, так и источника. Если вам нужна помощь в их поиске, спросите нашего полезного.