Квазисенсорный переключатель схема: Квазисенсорный выключатель — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Квазисенсорный выключатель » Паятель.Ру — Все электронные схемы

В некоторых местах напряжение сети подвержено большим колебаниям. Это крайне неблагоприятно сказывается на надежности аппаратуры, питающейся от сети без стабилизатора. На рисунке в тексте показана схема квазисенсорного электронного выключателя, способного управлять нагрузкой мощностью до 500W, а так же следить за уровнем сетевого напряжения и в случае его превышения отключать нагрузку.

Ключевой каскад данного выключателя выполнен на двух ключевых мощных полевых транзисторах IRF840. Сопротивление открытого канала такого транзистора составляет всего 0,85 Оm, что рабочие характеристики такого ключа делает сопоставимыми с работой обычных контактов. При токе до 2А мощность рассеяния минимальна, поэтому, радиатора для данных транзисторов не требуется.

Узел управления выполнен на двух RS-триггерах на элементах микросхемы К561ЛЕ5. Триггер на D1.1-D1.2 служит для контроля за величиной сетевого напряжения, а триггер на D1.

3-D1.4 — для выполнения функции квазисенсорного выключателя. Кнопка S1 служит для включения, а S2 для выключения.

В состоянии выключения диод VD5 закрыт и триггер D1.3-D1.4 не оказывает влияния на работу триггера D1.1-D1.2, поэтому, когда величина сетевого напряжения в норме нагрузка включена. В состоянии выключения на выходе D1.4 единица, диод VD5 открыт и через него единица поступает на вывод 12 D1.1. Триггер D1.1-D1.2 принудительно удерживается в нулевом положении и нагрузка остается выключенной.

Конденсатор С3, включенный параллельно S2 обеспечивает автоматическую установку схемы в выключенное положение после подачи питания. Это нужно для того чтобы исключить возможность самопроизвольного включения нагрузки после перебоя электропитания.

Рассмотрим работу схемы контроля напряжения (триггер D1.3-D1.4 в состоянии включено). Подстроенный резистор R2 должен быть настроен так, что, когда напряжение в сети не превышает номинального значения стабилитроны VD1 и VD2 закрыты. Напряжение на R7 мало и транзистор VT1 закрыт. Конденсатор С1 заряжен через резистор R4 до величины напряжения логической единицы, поэтому на вывод 9 D1.2 поступает единица.

Напряжение на R7 мало, и через резистор R5 на вывод 12 D1.1 поступает напряжение логического нуля. Триггер находится в состоянии логической единицы на выходе D1.1. Ключ VT2-VT3 открыт и нагрузка включена.

С увеличением сетевого напряжения стабилитроны VD1 и VD2 начинают открываться. Сначала открывается транзистор VT1 и быстро разряжает С1. С дальнейшим повышением напряжения на выводе 12 D1.1 появляются импульсы с амплитудой логической единицы, которые переключают триггер в состояние логического нуля на выходе D1.1. Ключ VT2-VT3 закрывается и нагрузка выключается.

Когда напряжение понижается до нормы стабилитроны VD1 и VD2 закрываются и напряжение на R7 падает. На вывод 12 D1.1 перестают поступать импульсы и здесь устанавливается напряжение логического нуля. Транзистор VT1 закрывается и конденсатор С1 начинает заряжаться через R4. Через некоторое время напряжение на нем возрастает так, что воспринимается входом D1.2 как уровень логической единицы. Триггер D1.1-D1.2 переключается в исходное состояние (единица на выходе D1.1) и ключ VT2-VT3 включает нагрузку.

Благодаря цепи C1-R4 и транзистору VT1 выключение нагрузки происходит сразу же при повышении сетевого напряжения выше заданного порога, а включение нагрузки происходит не сразу после понижения напряжения в сети до нормы, а спустя некоторое время (около одной-двух секунд), которое нужно на заряд С1 через R4. Это защищает нагрузку от пульсаций или выбросов сетевого напряжения, которые могут иметь место в аварийной ситуации, повлекшей возрастание напряжения в сети.

Устройство собрано на печатной макетной плате, которые сейчас продаются практически везде, и даже доступнее чем необработанный фольгированный стеклотекстолит. Плата имеет размеры 57×72 мм и представляет собой решето с 567-ю металлизированными отверстиями.

Два стабилитрона КС551А можно заменить одним стабилитроном на напряжение около 100V или тремя КС533, включенным последовательно. Можно и другое количество стабилитронов, важно только чтобы на 100V в сумме.

Для налаживания необходим ЛАТР или другой трансформатор, позволяющий регулировать сетевое напряжение. Нагрузкой может при настройке служить осветительная лампа на 220V. Сначала движок R7 установите в крайне верхнее положение, a R2 — в крайне нижнее. Отключите диод VD5. Подайте на схему напряжение, при котором должно происходить отключение нагрузки, например, 250V.

После того как включится лампа, медленно поворачивая R2 добейтесь её выключения. Затем установите напряжение, при котором нагрузка должна включаться, например, 230V. И очень медленным вращением R7 добейтесь включения лампы.

Проверьте несколько раз работу схемы и если будет необходимость подстройте эти резисторы еще. Восстановите VD5.
Проверьте работу квазисенсорного выключателя. При нажатии S1 нагрузка должна включаться, а при нажатии S2 — выключаться.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Мощные электронные MOSFET переключатели являются одним из основных узлов в бытовой и специальной электронике и могут быть полезны для осуществление контроля больших нагрузок постоянного тока, без использования сильноточных выключателей, у которых со временем подгорают и изнашиваются контакты. Как известно, полевые MOSFET транзисторы способны работать с очень большими напряжениями и токами. Что сильно востребованно для соединения нагрузок в различной силовой цепи.

Схема электронного переключателя

Эта схема позволяет легко переключать низкими импульсами напряжения (5 В) для управления большой нагрузкой постоянного тока. Мощность указанного по схеме MOSFET транзистора подходит для того, чтоб выдерживать напряжения и токи до 100 В, 75 А (для NTP6411). Этот электронный переключатель может использоваться вместо реле в модулях вашего автомобиля.

Обычный выключатель или импульсный вход может быть использован для активации транзистора. Выбрать метод ввода можно установив перемычку на соответствующей стороне. Импульсный вход, вероятно, будет наиболее полезен. Схема была спроектирована для использования с 24 В, но она может быть адаптирована для работы с другими напряжениями (испытания прошли нормально и при 12V). Переключатель должен также работать с другими N-канальными МОП-транзисторами. Защитный диод D1 включен для предотвращения скачков напряжения от индуктивных нагрузок. Светодиоды обеспечивают визуальную индикацию состояния транзистора. Винтовые клеммы позволяют подключать устройство в разные модули.

Выключатель после сборки был протестирован в течении суток совместно с электромагнитным клапаном (24 В / 0,5 А) и транзистор был прохладным на ощупь даже без радиатора. В общем эту схему можно рекомендовать для самых широких областей применения — как светодиодным освещением, так и в автоэлектронике, на замену обычным электромагнитным реле.

Originally posted 2019-06-04 06:56:38. Republished by Blog Post Promoter

Схемы электронных виключателей питания. Выключатель электронный схема. Электронный выключатель. Схема, описание Схема электронного выключателя одной кнопкой

Схема электронного выключателя была задумана для дистанционного управления нагрузками на расстоянии. Полное устройство аппарата рассмотрим в другой раз, а в этой статье обсудим простую схему электронного выключателя на основе всеми любимого таймера 555.

Схема состоит из самого таймера, кнопки без фиксации транзистора в качестве усилителя и электромагнитного реле. В моем случае было использовано реле на 220 Вольт с током 10Ампер, такие можно найти в источниках бесперебойного питания.

В качестве силового транзистора можно использовать буквально любые транзисторы средней и большой мощности. В схеме использован биполярный транзистор обратной проводимости (NPN), я же использовал прямой транзистор (PNP), поэтому нужно будет менять полярность подключения транзистора , то есть — если собираетесь применить транзистор прямой проводимости, то плюс питания подается на эмиттер транзистора, при использовании транзисторов обратной проводимости на эмиттер подается минус питания.

Из прямых, можно применить транзисторы серии КТ818, КТ837, КТ816, КТ814 или аналогичные, из обратных — КТ819, КТ805, КТ817, КТ815 и так далее.

Электронный выключатель работает в широком диапазоне питающих напряжений, лично подавал от 6 до 16 Вольт, все работает четко.

Схема активируется при кратковременном нажатии кнопки, в этот момент транзистор моментально открывается включая реле, последнее замыкаясь подключает нагрузку. Выключение нагрузки случается только при повторном нажатии. Таким образом, схема играет роль выключателя с фиксацией, но в отличие от последнего, работает исключительно на электронной основе.

В моем случае вместо кнопки использована оптопара, а замыкается схема при команде с пульта управления. Дело в том, что сигнал на оптопару поступает от радиомодуля, который был взят от китайской машинки на радиоуправлении. Такая система позволяет управлять несколькими нагрузками на расстоянии без особого труда.

Данная схема электронного выключателя всегда показывает хорошие рабочие параметры и работает безотказно — пробуйте и сами убедитесь.

Схема простого самодельного селектора входов для подключения нескольких источников сигнала к телевизору. Сейчас в стране вовсю развивается цифровое телевидение. Как известно, для его приема нужен либо специальный телевизор с цифровым радиоканалом, либо нужно купить цифровую приставку и подключить её по НЧ входам к любому телевизору. Но, у многих недорогих телевизоров есть только один НЧ-вход.

Либо два. Чаще бывает, что НЧ-входов как бы два («скарт» и «азия»), но на деле они просто дублируют друг друга. В общем, НЧ-входов стало катастрофически не хватать. В принципе, в магазинах на такой случай должны быть какие-то «сплиттеры» или переключатели, но их нет.

Во всяком случае, простых и дешевых устройств я в наших магазинах не встречал. Есть очень дорогие коммутаторы для систем видеонаблюдения и дешевые разветвители, которыми выходы источников сигнала фактически подключаются параллельно друг другу, через резисторы по 75 От. Если аудиосигналы еще как-то это терпят, но, видео, увы, выключенный источник мешает работающему, снижая уровень видеосигнала. Нарушается синхронизация.

Самый простой способ выхода из положения, — это сделать простейший переключатель, например, по схеме, что показана на рисунке 1. Нужно девять гнезд «азия», соответственно, три белых, три красных и три желтых (чтобы по цветам соответствовать назначению, как это принято в аппаратуре), еще один переключатель типа П2К на четыре направления (одно останется пустым), ну корпус, в качестве которого вполне сойдет любая мыльница. Сделать можно за час. Кабель от входов телевизора подключаете к разъемам Х7, Х8, Х9.

Еще два кабеля — к DVD-плееру и цифровой приставке, соответственно, разъемы Х1, Х2, Х3 и Х4, Х5, Х6. При отжатой кнопке S1 включен DVD-плеер, при нажатой -цифровая приставка.

Принципиальная схема переключателя

Переключатель по схеме на рис.1 удобен если переключать нужно не очень часто, -все лучше, чем перетыкать штекера, да прост он. Другое дело, если переключать нужно часто.

Рис.1. Принципиальная схема переключателя входов аудио-видео.

Здесь может быть два варианта — организовать дистанционное управление переключателем входов с помощью пульта ДУ телевизора, но это потребует сделать декодер на микроконтроллере и выбрать кнопки пульта для управления переключателем, которые не используются для управления телевизором, что тоже не всегда возможно.

Управление наличием видео-сигнала на входе

Второй вариант, более простой и практичный, заключающийся в том, чтобы управлять переключателем по наличию видеосигнала на одном из переключаемых источников сигнала. Например, при отсутствии видеосигнала на выходе DVD-плеера (и при отключенном питании переключателя) к телевизору подключена цифровая приставка.

А при наличии видеосигнала на выходе DVD-плеера (DVD-плеер включен) и наличии питания переключателя к телевизору подключен DVD-плеер. Работающий таким образом переключатель можно сделать по схеме на рис. 2.

В отличие от схемы на рисунке 1, у него входы переключаются при помощи электромагнитного реле типа TRY-12VDC-P-4C. Очень похоже на реле РЭС-22, только корпус пластмассовый, впрочем, и РЭС-22 с обмоткой на 12V тоже подойдет не хуже.

Управляет реле сенсор наличия видеосигнала, на транзисторах VT1-VТЗ. Он следит за видеовходом для DVD-плеера, и как только там появляется видеосигнал, переключает входы телевизора с цифровой приставки на DVD-плеер.

Рис. 2. Схема переключателя входов AV с автоматическим определением наличия видео-сигнала.

При отсутствии видеосигнала на выходе DVD-плеера (разъем X3) или отключенном питании контакты реле К1 находятся в положении, показанном на схеме. При этом на вход телевизора поступает сигнал с выхода цифровой телеприставки.

Если включено питание переключателя и включен DVD-плеер на разъем X3 от него поступает видеосигнал. Он через цепь R1-С1 поступает на усилительный каскад на транзисторе VТ1, который усиливает его по амплитуде. После чего усиленный сигнал поступает на детектор на двух диодах VD1, VD2 и конденсаторе C3.

Напряжение на C3 увеличивается, что приводит к открыванию транзистора VТ2, а вслед за ним открывается и VT3, через который поступает ток на обмотку реле К1. Реле переключает свои контакты в противоположное положение, показанному на схеме, и входы телевизора переключаются на выходы DVD-плеера.

Пока DVD-плеер включен, его выходы будут подключены к телевизору. При выключении DVD-плеера видеосигнал на его выходе пропадает, и переключатель обратно переключается на цифровую приставку. Вместо реле TRY-12VDC-P-4C можно использовать РЭС-22 с обмоткой на 12V или любое другое реле с обмоткой на 12V и не менее трех переключающих контактных групп.

Снегирев И. РК-02-2016.

В настоящее время в радиоэлектронной аппаратуре часто применяют электронные выключатели, в которых одной кнопкой можно осуществлять как ее включение, так и выключение. Сделать такой выключатель мощным, экономичным и малогабаритным можно, если применить полевой переключательный транзистор и цифровую КМОП микросхему.

Схема простого выключателя приведена на рис. 1. Транзистор VT1 выполняет функции электронного ключа, а триггер DD1 им управляет. Устройство постоянно подключено к источнику питания и потребляет небольшой ток — единицы или десятки микроампер.

Если на прямом выходе триггера высокий логический уровень, то транзистор закрыт, нагрузка обесточена. При замыкании контактов кнопки SB1 триггер переключится в противоположное состояние, на его выходе появится низкий логический уровень. Транзистор VT1 откроется, и напряжение поступит на нагрузку. В таком состоянии устройство будет находиться до тех пор, пока снова не окажутся замкнутыми контакты кнопки. Тогда транзистор закроется, нагрузка обесточится.

Указанный на схеме транзистор имеет сопротивление канала 0,11 Ом, а максимальный ток стока может достигать 18 А. Следует учитывать, что напряжение затвор-сток, при котором транзистор открывается, составляет 4…4,5 В. При напряжении питания 5…7 В ток нагрузки не должен превышать 5 А, в противном случае падение напряжения на транзисторе может превысить 1 В. Если напряжение питания больше, ток нагрузки может достигать 10… 12 А.

Когда ток нагрузки не превышает 4 А, транзистор можно использовать без теплоотвода. Если ток больше, необходим теплоотвод, либо следует применить транзистор с меньшим сопротивлением канала. Подобрать его нетрудно по справойной таблице, приведенной в статье «Мощные переключательные транзисторы фирмы International Rektifier» в «Радио», 2001, №5, с. 45.

На такой выключатель можно возложить и другие функции, например, автоматическое отключение нагрузки при снижении или превышении питающим напряжением заранее установленного значения. В первом случае это может понадобиться при питании аппаратуры от аккумуляторной батареи, чтобы не допустить ее чрезмерного разряда, во втором — для защиты аппаратуры от завышенного напряжения.

Схема электронного выключателя с функцией отключения при снижении напряжения приведена на рис. 2. В него дополнительно введены транзистор VT2,стабилитрон,конденсатор и резисторы, один из которых — подстроенный (R4).

При нажатии на кнопку SB 1 полевой транзистор VT1 открывается, напряжение поступает на нагрузку. Из-за зарядки конденсатора С1 напряжение на коллекторе транзистора в начальный момент не превысит 0,7 В, т.е. будет иметь низкий логический уровень. Если напряжение на нагрузке станет больше установленного подстроечным резистором значения, на базу транзистора поступит напряжение, достаточное для его открывания. В этом случае на входе «S» триггера останется низкий логический уровень, а кнопкой можно включать и выключать питание нагрузки.

Как только напряжение снизится ниже установленного значения, напряжение на движке подстроечного резистора станет недостаточным для открывания транзистора VT2 — он закроется. При этом на коллекторе транзистора напряжение увеличится до высокого логического уровня, который поступит на вход «S» триггера. На выходе триггера появится также высокий уровень, что приведет к закрыванию полевого транзистора. Нагрузка обесточится. Нажатия на кнопку в этом случае приведут только к кратковременному подключению нагрузки и последующему ее отключению.

Для введения защиты от превышения питающего напряжения автомат следует дополнить транзистором VT3, стабилитроном VD2 и резисторами R5, R6. В этом случае устройство работает аналогично описанному выше, но при увеличении напряжения выше определенного значения транзистор VT3 откроется, что приведет к закрыванию VT2, появлению высокого уровня на входе «S» триггера и закрыванию полевого транзистора VT1.

Кроме указанных на схеме, в устройстве можно применить микросхему К561ТМ2, биполярные транзисторы КТ342А-КТ342В, КТ3102А-КТ3102Е, стабилитрон КС156Г. Постоянные резисторы — МЛТ, С2-33, Р1-4, подстроенные — СПЗ-3, СПЗ-19, конденсатор — К10 17, кнопка — любая малогабаритная с самовозвратом.

При использовании деталей для поверхностного монтажа (микросхема CD4013, биполярные транзисторы КТ3130А-9 — КТ3130Г-9, стабилитрон BZX84C4V7, постоянные резисторы P1-I2, конденсатор К10-17в) их можно разместить на печатной плате (рис. 3) из односторонне фольгированного стеклотекстолита размерами 20×20 мм. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 4.

Электронный выключатель схема — это простая и недорогая электронная схема с дешевой тактовой кнопкой может управлять включением и выключением питания нагрузки. Схема заменяет более дорогой и крупный механический выключатель с фиксацией. Кнопка запускает ждущий мультивибратор. Выход мультивибратора переключает счетный триггер, логический уровень выхода которого, меняясь после каждого нажатия кнопки, коммутирует питание нагрузки.

Возможны несколько различных вариантов реализации этой схемы. Вариант, в котором использованы два J-K триггера IC1 и IC2 одной микросхемы CD4027B показан на Рисунке 1. Обратная связь, идущая от RC-цепочки, подключенной к выходу IС1 к входу сброса превращает этот триггер в ждущий мультивибратор. Вход J микросхемы IC1 подключен к шине питания, а вход К — к земле, поэтому по переднему фронту тактового импульса на ее выходе устанавливается «лог. 1». Тактовая кнопка включается между тактовым входом микросхемы IС1, и землей. Точно также кнопку можно включить между тактовым входом и положительной шиной питания VDD. Подключение выводов J и К к высокому уровню превращает IC2 в счетный триггер. Микросхема IС2 переключается передним фронтом выходного сигнала IC1.

Понять работу схему можно, посмотрев на временные диаграммы в ее разных точках, изображенные на Рисунке 2. При нажатии кнопки на тактовый вход IС1, начинают поступать импульсы дребезга, передний фронт первого из которых устанавливает на выходе высокий уровень. Конденсатор С1, начинает заряжаться через резистор R1 до уровня «лог. 1». В тот же момент нарастающий фронт импульса, пришедшего на тактовый вход счетного триггера IС2, переключает состояние его выхода. Когда напряжение на конденсаторе С1 достигает порога входа RESET микросхемы IC1 триггер сбрасывается, и уровень выходного сигнала становится низким.

После этого С1 разряжается через R1 до уровня «лог. О». Скорости заряда и разряда С1, одинаковы. Длительность выходного импульса мультивибратора должна превышать время нажатия на кнопку и продолжительность дребезга. Регулировкой подстроечного резистора R1 эту длительность можно изменять в соответствии с типом используемой кнопки. Комплементарные выходы IC2 можно использовать для управления транзисторными силовыми ключами, реле или выводами включения импульсных регуляторов. Схема работает при напряжении от 3 В до 15 В и может управлять питанием аналоговых и цифровых устройств.

— это электронное устройство собранное на мощных полевых транзисторах MOSFET, которые являются одним из самых важных коммутирующих элементов в современной бытовой и профессиональной электронной технике. Используется такие переключатели в основном в тех устройствах,где присутствуют большие нагрузки по постоянному току и способны заменить собой сильно-точный коммутационный аппарат с возможностью гашения электрической дуги,так как у таких устройств из за больших токов часто выгорают контактные площадки и они приходят в негодность. Электронный переключатель с использованием MOSFET-транзисторов таким явлениям не подвержен и отлично справляется с работой коммутации нагрузок при больших токах и напряжениях в различных силовых цепях.

Представленная здесь схема имеет возможность с легкостью управлять переключением больших нагрузок по постоянному току, используя при этом низкие значения импульсного напряжения — всего 5 В. Установленные в схеме MOSFET -транзисторы NTP6411 рассчитаны на работу с напряжением в 100V и током 75А,мощность этих электронных компонентов составляет около 200W.Такие параметры силовых транзисторов позволяет эффективно применять этот электронный переключатель в узлах автомобиля вместо штатного реле. Для активации транзисторов устройства используется как обычный выключатель так и импульсный вход,выбор метода ввода осуществляется установкой перемычки из отрезка изолированного провода на соответствующие выводы коннектора.

На практике наиболее эффективен и полезен вход с импульсным напряжением,так как он имеет низкие значения управляющего напряжения. Проектировалась схема для работы с постоянным напряжением 24V, но вполне успешно может быть использована и при других напряжения,при тестировании на 12 вольтах показала себя в работе с лучшей стороны,к тому же установленные MOSFET-NTP6411 могут быть заменены на другие N-канальные полевые транзисторы соответствующих электрических характеристик. Установленный в схеме диод D1 выполняет защитные функции,тем самым предотвращает броски напряжения исходящих от индуктивных нагрузок. Встроенные в плату светодиоды дают возможность визуального наблюдения за состоянием полевых транзисторов,а винтовые терминалы обеспечивают подключение электронного переключателя в разные модули. По завершению сборки MOSFET переключателя он прошел суточный тест обеспечивая работой электромагнитный клапан с напряжением питания 24 вольта и током пол-ампера,при этом полевые транзисторы находились в совершенно холодном состоянии,даже в отсутствии тепло-отводов.В общем схема зарекомендовала себя надежным устройством,способная работать в самых разных областях применения,в том числе и автомобильной электронике вместо реле или работать как управляющие устройство в светодиодном освещении.

Проходной выключатель. Инструкция. Схема подключения

Сенсорные проходные выключатели Livolo возможно установить на заложенную проводку для клавишных выключателей без внесения изменений в проводку! Распред коробки вскрывать не нужно.

Сенсорный проходной выключатель Livolo универсальный, он же перекрестный или маршевый используется для управления освещением из двух и более мест. Работает в режиме вкл/выкл.

Подключения проходных выключателей Livolo проще чем у клавишных. Коммутацию выполняет Главный (Master) выключатель, Второстепенные (Slave) выключатели передают команду вкл/выкл Главному выключателю.

Для подключения Главного (Master) выключателя используются клеммы: Lin — фаза, L1 и L2 — выход на линии нагрузки, COM — информационный.
Для подключения Второстепенного (Slave) выключателя используются две клеммы: Lin — фаза, COM — информационный.

Схема подключения сенсорных проходных выключателей Ливоло для управления освещением из двух мест

Односенсорные модели VL-C701S, VL-C701SR, VL-C701SZ.

Двухсенсорные модели VL-C702S, VL-C702SR, VL-C702SZ.

Схема подключения сенсорных проходных выключателей Ливоло для управление освещением из трех мест

Схема подключения сенсорных проходных выключателей Ливоло для управления освещением из четырех мест

Внимание! Функция проходного переключателя начинает работать только после программирования. Без программирования свет будет включать только Главный Master выключатель.

Программирование:
Шаг 1: Прикоснитесь к сенсору Главного выключателя и удерживайте палец до звукового сигнала (примерно 4-5 секунд). Уберите палец из зоны сенсора.

Шаг 2: Прикоснитесь к сенсору Второстепенного переключателя на пол секунды.

Сброс программирования:
Прикоснитесь к сенсору Главного переключателя и удерживайте палец до второго звукового сигнала (примерно через 10 секунд). Программирование будет сброшено.

Схема подключения проходных выключателей Livolo на разводку выполненную для клавишных выключателей

Заложенных проводов достаточно. Распределительные коробки вскрывать не нужно. Необходимо подать фазу на два выключателя и соединить их информационным COM проводом.

Как подключить проходной сенсорный выключатель Livolo на проводку для клавишных выключателей

Пример реализации схемы управления двумя источниками свети из двух мест. Необходимо подать фазу на два выключателя и соединить их информационным COM проводом. После подключения останется два свободных провода.

Пример реализации освещения в спальной комнате с применением проходных выключателей LIVOLO.

ЗАДАЧА!

Реализовать управление общим освещением комнаты с трех мест: слева от кровати, справа от кровати, при входе в комнату.
Реализовать управление отдельными бра по обе стороны кровати.

Выключатель №1 управляет лампой №1.
Выключатель №2 управляет лампой №1, вторая линия используется для подключения бра №2.
Выключатель №3 управляет лампой №1, вторая линия используется для подключения бра №3.

Обзорное видео о подключении проходных выключателей Livolo

Если у Вас остались вопросы по подключению проходных выключателей Livolo мы с радостью Вам поможем. Наши контакты https://livolo.in.ua/pages/contacts/

Электронный переключатель на 3 положения схема. Простой электронный переключатель. Схема, описание. Электронный выключатель схема

Схема электронного переключателя

Коридорный выключатель очень хорошо знаком электрикам старшего поколения. Сейчас подобное устройство несколько забыто, поэтому придется вкратце рассказать об алгоритме его действия.

Представьте, что Вы выходите из комнаты в коридор, в котором нет окон. Около двери щелкаете выключателем, и в коридоре загорается свет. Этот выключатель условно назовем первым.

Дойдя до противоположного конца коридора, перед выходом на улицу Вы гасите свет вторым выключателем, расположенным около выходной двери. Если в комнате еще кто-то остался, то он также может при выходе включить свет первым выключателем, и с помощью второго выключить. При заходе в коридор с улицы свет включается вторым выключателем, а уже в комнате выключается первым.

Хотя все устройство в целом называется выключателем, для его изготовления потребуются два переключателя с перекидным контактом. Обычные выключатели здесь не подойдут. Схема такого коридорного выключателя показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Коридорный выключатель с двумя переключателями.

Как видно из рисунка схема достаточно проста. Лампочка будет светить в том случае, если оба переключателя S1 и S2 замкнуты на один и тот же провод, или верхний, или нижний, как показано на схеме. В противном случае лампа погашена.

Для управления одним источником света из трех мест, не обязательно одной лампочкой, это может быть несколько светильников под потолком, схема уже другая. Она показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Коридорный выключатель с тремя переключателями.

По сравнению с первой схемой, эта схема несколько сложнее. В ней появился новый элемент — переключатель S3, который содержит две группы переключающих контактов. В положении контактов, указанном на схеме, лампа включена, хотя обычно указывается положение, при котором потребитель выключен. Но при таком начертании, легче проследить путь тока через выключатели. Если теперь любой из них перевести в положение противоположное указанному на схеме, то лампа выключится.

Чтобы проследить путь тока при других вариантах положения переключателей, достаточно просто поводить по схеме пальцем и мысленно перевести их во все возможные положения.

Обычно такой способ позволяет разобраться и с более сложными схемами. Поэтому длинного и скучного описания работы схемы здесь не приводится.

Такая схема позволяет управлять освещением из трех мест. Она может найти применение в коридоре, в который выходят две двери. Конечно, можно возразить, что в этом случае проще поставить современный датчик движения, который даже следит за тем, день сейчас или ночь. Поэтому днем освещение включаться не будет. Но в некоторых случаях такая автоматика просто не поможет.

Представьте себе, что такой тройной выключатель установлен в комнате. Одна клавиша расположена у входной двери, другая над письменным столом, а третья около кровати. Ведь автоматика может включить свет, когда вы просто во сне перевернетесь с боку на бок. Можно найти еще немало условий, где необходима именно схема без автоматики. Такие выключатели называют также проходными , а не только коридорными.

Теоретически такой проходной выключатель можно сделать и с большим количеством переключателей, но это значительно усложнит схему, потребуются переключатели все с большим количеством контактных групп. Уже даже всего пять переключателей сделают схему неудобной для монтажа и просто понимания принципов ее работы.

А если такой выключатель потребуется для коридора, в который выходит десять, а то и двадцать комнат? Ситуация достаточно реальная. Таких коридоров достаточно в провинциальных гостиницах, студенческих и заводских общежитиях. Как же быть в этом случае?

Вот тут на помощь придет электроника. Ведь как работает такой проходной выключатель? На одну клавишу нажали — свет включился, и горит до тех пор, пока не нажали на другую. Такой алгоритм работы напоминает работу электронного устройства — триггера. Более подробно о различных триггерах можно почитать в цикле статей « ».

Если просто стоять и нажимать на одну и ту же клавишу, то лампочка будет поочередно включаться и гаснуть. Такой режим похож на работу триггера в счетном режиме — с приходом каждого управляющего импульса состояние триггера меняется на противоположное.

При этом в первую очередь следует обратить внимание на то, что при использовании триггера клавиши не должны иметь фиксации: достаточно просто кнопок, наподобие звонковых. Для подсоединения такой кнопки потребуется всего два провода, причем не очень даже и толстых.

А если параллельно одной кнопке подключить еще одну, то получится проходной выключатель с двумя кнопками. Ничего не меняя в принципиальной схеме, можно подключить пять, десять и более кнопок. Схема с использованием триггера К561ТМ2 показана на рисунке 3.

Рисунок 3. Проходной выключатель на триггере К561ТМ2.

Триггер включен в счетном режиме. Для этого его инверсный выход подключен к входу D. Это стандартное включение, при котором каждый входной импульс по входу C изменяет состояние триггера на противоположное.

Входные импульсы получаются при нажатии кнопок S1…Sn. Цепочка R2C2 предназначена подавления дребезга контактов, и формирования одиночного импульса. При нажатии на кнопку происходит заряд конденсатора C2. При отпускании кнопки конденсатор разряжается через C — вход триггера, формируя входной импульс. Таким образом обеспечивается четкая работа всего переключателя в целом.

Цепочка R1C1, подключенная к входу R триггера обеспечивает сброс при начальном включении питания. Если этого сброса не требуется, то R — вход следует просто подключить к общему проводу питания. Если его оставить просто «в воздухе», то триггер воспримет это как высокий уровень и будет все время находиться в нулевом состоянии. Поскольку RS — входы триггера являются приоритетными, подача импульсов на вход C состояния триггера менять не сможет, вся схема окажется заторможенной, неработоспособной.

К прямому выходу триггера подключается выходной каскад, управляющий нагрузкой. Самый простой и надежный вариант это реле и транзистор, как показано на схеме. Параллельно катушке реле подключен диод D1, назначение которого уберечь выходной транзистор от напряжения самоиндукции при выключении реле Rel1.

Микросхема К561ТМ2 в одном корпусе содержит два триггера, один из которых не используется. Поэтому входные контакты незадействованного триггера следует соединить с общим проводом. Это контакты 8, 9, 10 и 11. Такое подключение предотвратит выход микросхемы из строя под воздействием статического электричества. Для микросхем структуры КМОП такое соединение всегда обязательно. Питающее напряжение +12В следует подать на 14 вывод микросхемы, а 7 вывод соединить с общим проводом питания.

В качестве транзистора VT1 можно применить КТ815Г, диод D1 типа 1N4007. Реле малогабаритное с катушкой на 12В. Рабочий ток контактов выбирается в зависимости от мощности светильника, хотя может быть и любая другая нагрузка. Здесь лучше всего использовать импортные реле типа TIANBO или им подобные.

Источник питания показан на рисунке 4.

Рисунок 4. Источник питания.

Источник питания выполнен по трансформаторной схеме с использованием интегрального стабилизатора 7812, обеспечивающего на выходе постоянное напряжение 12В. В качестве сетевого трансформатора используется трансформатор мощностью не более 5…10 Вт с напряжением вторичной обмотки 14…17В. Диодный мост Br1 можно применить типа КЦ407, либо собрать из диодов 1N4007, которые в настоящее время очень распространены.

Электролитические конденсаторы импортные типа JAMICON или подобные. Их теперь также проще купить, чем детали отечественного производства. Хотя стабилизатор 7812 имеет встроенную защиту от коротких замыканий, но все равно перед включением устройства следует убедиться в правильности монтажа. Это правило забывать не следует никогда.

Источник питания, выполненный по указанной схеме, обеспечивает гальваническую развязку от осветительной сети, что позволяет применять данное устройство в сырых помещениях, таких как погреба и подвалы. Если такого требования не предъявляется, то источник питания можно собрать по бестрансформаторной схеме, подобно той, которая показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Бестрансформаторный источник питания.

Такая схема позволяет отказаться от использования трансформатора, что в ряде случаев достаточно удобно и практично. Правда кнопки, да и вся конструкция в целом, будут иметь гальваническую связь с осветительной сетью. Об этом не следует забывать, и соблюдать правила техники безопасности.

Выпрямленное сетевое напряжение через балластный резистор R3 подается на стабилитрон VD1 и ограничивается на уровне 12В. Пульсации напряжения сглаживаются электролитическим конденсатором C1. Нагрузка включается транзистором VT1. При этом резистор R4 подключается к прямому выходу триггера (вывод 1), как показано на рисунке 3.

Собранная из исправных деталей схема не требует налаживания, начинает работать сразу.

Сейчас мы займемся рассматриванием микросхемы TDA1029 производства небольшой европейской компании Philips. У этой небольшой европейской компании есть небольшое отделение по производству небольших полупроводниковых приборов. Я сам очень удивился — оказалось, что Philips выпускает еще что то кроме мобильников и прочей бытовой дребедени.

Так, к делу.
Вышеозначенная микросхемка представляет собой селектор сигналов для различных усилителей. В 16-ногом корпусе поместились 4 стереовхода и 1 стереовыход.
Основные параметры следующие:

В общем и целом очень даже неплохо, не правда ли? Так же в микросхему встроены следующие вкусности: бесшумное переключении входов, защита выхода от короткого замыкания.

Смотрим схему включения:

В принципе и комментировать то особо нечего. Слева от нас входы справа — выход. Так же справа переключатели выходов. Если не замкнут ни один из выключателей, то сигнал снимается с первого входа — самого верхнего по схеме. Если же замыкается один из переключателей, то селектор переключается в соответствующее состояние. Переключатели могут быть любого типа — через них не проходит звуковой сигнал, так что можно ставить все что придет в голову — тем и хорош электронный переключатель — у него нет контактов, которые со временем окисляются или протачиваются. Очень удобно во всех отношениях. Паяем и пользуемся.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Мой блокнот
	Микросхема	TDA1029	1	В блокнот
С1-С8, С10	Конденсатор	0.22 мкФ	9	В блокнот
С9	Электролитический конденсатор	100 мкФ 20 В	1	В блокнот
R1-R8	Резистор	470 кОм	8	В блокнот
S1-S3	Выключатель		3

С батарейным питанием все замечательно, кроме того, что оно кончается, а энергию надо тщательно экономить. Хорошо когда устройство состоит из одного микроконтроллера — отправил его в спячку и все. Собственное потребление в спящем режиме у современных МК ничтожное, сравнимое с саморазрядом батареи, так что о заряде можно не беспокоиться. Но вот засада, не одним контроллером живо устройство. Часто могут использоваться разные сторонние периферийные модули которые тоже любят кушать, а еще не желают спать. Прям как дети малые. Приходится всем прописывать успокоительное. О нем и поговорим.

▌Механическая кнопка
Что может быть проще и надежней сухого контакта, разомкнул и спи спокойно, дорогой друг. Вряд ли батарейку раскачает до того, чтобы пробить миллиметровый воздушный зазор. Урания в них для этого не докладывают. Какой нибудь PSW переключатель то что доктор прописал. Нажал-отжал.

Вот только беда, ток он маленький держит. По паспорту 100мА, а если запараллелить группы, то до 500-800мА без особой потери работоспособности, если конечно не клацать каждые пять секунд на реактивную нагрузку (катушки-кондеры). Но девайс может кушать и поболее и что тогда? Приматывать синей изолентой к своему хипстерскому поделию здоровенный тумблер? Нормальный метод, мой дед всю жизнь так делал и прожил до преклонных лет.

▌Кнопка плюс
Но есть способ лучше. Рубильник можно оставить слабеньким, но усилить его полевым транзистором. Например вот так.

Тут переключатель просто берет и поджимает затвор транзистора к земле. И он открывается. А пропускаемый ток у современных транзисторов очень высокий. Так, например, IRLML5203 имея корпус sot23 легко тащит через себя 3А и не потеет. А что-нибудь в DPACK корпусе может и десяток-два ампер рвануть и не вскипеть. Резистор на 100кОм подтягивает затвор к питанию, обеспечивая строго определенный уровень потенциала на нем, что позволяет держать транзистор закрытым и не давать ему открываться от всяких там наводок.

▌Плюс мозги
Можно развить тему управляемого самовыключения, таким вот образом. Т.е. устройство включается кнопкой, которая коротит закрытый транзистор, пуская ток в контроллер, он перехватывает управление и, прижав ногой затвор к земле, шунтирует кнопку. А выключится уже тогда, когда сам захочет. Подтяжка затвора тоже лишней не будет. Но тут надо исходить из схемотехники вывода контроллера, чтобы через нее не было утечки в землю через ногу контроллера. Обычно там стоит такой же полевик и подтяжка до питания через защитные диоды, так что утечки не будет, но мало ли бывает…

Или чуть более сложный вариант. Тут нажатие кнопки пускает ток через диод на питание, контроллер заводится и сам себя включает. После чего диод, подпертый сверху, уже не играет никакой роли, а резистор R2 эту линию прижимает к земле. Давая там 0 на порту если кнопка не нажата. Нажатие кнопки дает 1. Т.е. мы можем эту кнопку после включения использовать как нам угодно. Хоть для выключения, хоть как. Правда при выключении девайс обесточится только на отпускании кнопки. А если будет дребезг, то он может и снова включиться. Контроллер штука быстрая. Поэтому я бы делал алгоритм таким — ждем отпускания, выбираем дребезг и после этого выключаемся. Всего один диод на любой кнопке и нам не нужен спящий режим:) Кстати, в контроллер обычно уже встроен этот диод в каждом порту, но он очень слабенький и его можно ненароком убить если вся ваша нагрузка запитается через него. Поэтому и стоит внешний диод. Резистор R2 тоже можно убрать если нога контроллера умеет делать Pull-down режим.

▌Отключая ненужное
Можно сделать и по другому. Оставить контроллер на «горячей» стороне, погружая его в спячку, а обесточивать только жрущую периферию.

▌Выкидываем лишнее
Что-то мало потребляющее можно запитать прям с порта. Сколько дает одна линия? Десяток миллиампер? А две? Уже двадцать. А три? Параллелим ноги и вперед. Главное дергать их синхронно, лучше за один такт.

Правда тут надо учитывать то, что если нога может отдать 10мА,то 100 ног не отдадут ампер — домен питания не выдержит. Тут надо справляться в даташите на контроллер и искать сколько он может отдать тока через все выводы суммарно. И от этого плясать. Но до 30мА с порта накормить на раз два.

Главное не забывайте про конденсаторы, точнее про их заряд. В момент заряда кондера он ведет себя как КЗ и если в вашей периферии есть хотя бы пара микрофарад емкостей висящих на питании, то от порта ее питать уже не следует, можно порты пожечь. Не самый красивый метод, но иногда ничего другого не остается.

▌Одна кнопка на все. Без мозгов
Ну и, напоследок, разберу одно красивое и простое решение. Его несколько лет назад набросил мне в комменты uSchema это результат коллективного творчества народа на его форуме.

Одна кнопка и включает и выключает питание.

Как работает:

При включении, конденсатор С1 разряжен. Транзистор Т1 закрыт, Т2 тоже закрыт, более того, резистор R1 дополнительно подтягивает затвор Т1 к питанию, чтобы случайно он не открылся.

Конденсатор С1 разряжен. А значит мы в данный момент времени можем считать его как КЗ. И если мы нажмем кнопку, то пока он заряжается через резистор R1 у нас затвор окажется брошен на землю.

Это будет одно мгновение, но этого хватит, чтобы транзистор Т1 распахнулся и на выходе появилось напряжение. Которое тут же попадет на затвор транзистора Т2, он тоже откроется и уже конкретно так придавит затвор Т1 к земле, фиксируясь в это положение. Через нажатую кнопку у нас С1 зарядится только до напряжения которое образует делитель R1 и R2, но его недостаточно для закрытия Т1.

Отпускаем кнопку. Делитель R1 R2 оказывается отрезан и теперь ничто не мешает конденсатору С1 дозарядиться через R3 до полного напряжения питания. Падение на Т1 ничтожно. Так что там будет входное напряжение.

Схема работает, питание подается. Конденсатор заряжен. Заряженный конденсатор это фактически идеальный источник напряжения с очень малым внутренним сопротивлением.

Жмем кнопку еще раз. Теперь уже заряженный на полную конденсатор С1 вбрасывает все свое напряжение (а оно равно напряжению питания) на затвор Т1. Открытый транзистор Т2 тут вообще не отсвечивает, ведь он отделен от этой точки резистором R2 аж на 10кОм. А почти нулевое внутреннее сопротивление конденсатора на пару с его полным зарядом легко перебивает низкий потенциал на затворе Т1. Там кратковременно получается напряжение питания. Транзистор Т1 закрывается.

Тут же теряет питание и затвор транзистора Т2, он тоже закрывается, отрезая возможность затвору Т1 дотянуться до живительного нуля. С1 тем временем даже не разряжается. Транзистор Т2 закрылся, а R1 действует на заряд конденсатора С1, набивая его до питания. Что только закрывает Т1.

Отпускаем кнопку. Конденсатор оказывается отрезан от R1. Но транзисторы все закрыты и заряд с С1 через R3 усосется в нагрузку. С1 разрядится. Схема готова к повторному включению.

Вот такая простая, но прикольная схема. Вот На сходном принципе действия.

Электронный тумблер: схема переключателя питания в авто

Адаптер питания для автомобиля позволяет запускать различные устройства, такие как ноутбуки, телевизоры, вентиляторы и даже другие энергоемкие электроприборы, такие как холодильники, фены, компрессоры, автопылесосы и так далее.

Автомобильный электронный тумблер — это схема на 12 В постоянного тока, которая работает от батареи или генератора (при работающем двигателе). Она потребляет небольшое количество энергии, только для непосредственного запуска устройств. В большинстве транспортных средств имеется по крайней мере одна автомобильная розетка прикуриватель, а напряжение на ней обычно составляет около 12 В постоянного тока (от 13,5 до 15 В, когда работающий двигатель включает генератор переменного тока, чтобы заряжать аккумулятор во время работы).

Используя удлинительный кабель от автомобильного прикуривателя, можно подключить различные портативные устройства. Поскольку гнездо прикуривателя часто защищено плавким предохранителем на 20 А, подключенные устройства также в некоторой степени будут защищены.

Но перейдём к электронному переключателю. Возникла необходимость собрать удлинительный кабель от прикуривателя с возможностью включения / выключения. Изначально сделали это с помощью тумблера на 20 А. Правда такой мощный переключатель совсем тут не смотрелся, поэтому внедрили цифровой кнопочный для переключения питания.

Другими словами эта схема позволяет маленькому кнопочному переключателю (микрику без фиксации) подключать и отключать питание нагрузки через удлинительный кабель прикуривателя.

Переключатель в этой схеме твердотельный, который представляет собой силовой МОП-транзистор с P-каналом — IRF9540 (T1). Это хороший выбор для устройств с уровнями рассеиваемой мощности до 50 Вт. В этой схеме транзистор должен использоваться с радиатором.

В схеме есть второй транзистор (T2) для управления силовым полевым транзистором (T1). Транзистор DTC124 — специальный, часто называемый BRT (транзистор с резистором смещения), его описание смотрите ниже. Этот цифровой транзистор имеет пару встроенных базовых резисторов смещения 22 кОм.

Работа схемы электронного тумблера

Во время первоначального включения T1 остается в выключенном состоянии, а C3 заряжен достаточно, чтобы включить T2. Когда нажимается кнопка S1, заряд на C1 включает T2, который затем включает T1. Когда T1 включен, R2 фиксирует T2. Когда T1 включен, вход 12 В постоянного тока (CN1) переходит на выход (CN2). Падение напряжения на T1 составляет милливольты, поэтому потерь фактически нет. В то же время C3 разряжается через R3. Следовательно если снова нажать S1, T2 отключается на время, достаточное для переключения T1. Обратите внимание, что нужно подождать несколько секунд между каждым переключением — это своеобразная защита от дребезга контактов.

Хотя это бывает редко, случайное включение обратной полярности может вывести из строя цепь электронного выключателя или подключенное устройство. Поэтому рекомендуется включить в этот модуль схему защиты входа от напряжения переполюсовки.

Для этого немного изменена конструкция, получив дополнительный P-канальный силовой полевой МОП-транзистор, опять же IRF9540 (T0). Вот доработанная схема.

Теперь если подать положительное напряжение на контакт 2 CN1, такое же напряжение появится и на CN2, потому что затвор полевого МОП-транзистора подключен к GND, и, следовательно, полевой МОП-транзистор будет проводить ток. Ведь P-канальный MOSFET проводит с отрицательным напряжением Vgs. Этот простой механизм позволяет току течь только при правильной полярности напряжения источника и кроме того, такая конструкция расходует гораздо меньше энергии, в отличии от обычного кремниевого силового диода защиты, с его падением напряжения 0,7 В.

Первый тест проводился с галогенной лампой 12 В / 20 Вт G4. Всё заработало правильно.

В общем данная простейшая схема электронного тумблера для автомобильных устройств позволяет управлять мощной шиной питания с помощью слаботочного кнопочного переключателя без фиксации (микро-кнопки). Обратите внимание на тип полевого МОП-транзистора в схеме, нужно выбрать силовой полевой транзистор, обладающий достаточной мощностью для предполагаемого применения. То есть если планируется нагрузка выше 20 А — нужно взять что-то мощнее (хотя там уже предохранитель сработает).

схемы подключения, устройство и принцип работы

Технологии не стоят на месте, постоянно совершенствуются все предметы окружающего нас быта. Не обошел прогресс и такой привычный всем предмет, как выключатель света. Сегодня в продаже можно встретить сенсорные разновидности. Они отличаются эффектным дизайном, а также простотой управления. Существуют разные модели сенсорных выключателей. Схемы подключения, принцип их работы и устройство будут представлены далее.

Особенности работы

Прежде чем рассмотреть схему подключения сенсорных выключателей, нужно вникнуть в принцип работы этого устройства. Любой прибор представленного типа является датчиком. Он реагирует даже на слабое прикосновение. Человеческий организм обладает слабым электрическим зарядом. Поэтому его может уловить чуткий сенсор.

Представленный прибор состоит из нескольких обязательных компонентов, таких как:

Высокочувствительный элемент, реагирующий на приближение человека или прикосновения его к поверхности сенсора.
Усилитель сигнала, который собирается на микросхемах или полупроводниках.
Устройство коммутации, включающее нагрузку, например мини-реле или тиристор.

Специалисты утверждают, что приспособления, в схему которых входит тиристор, более надежные. Это объясняется отсутствием контактной части. Со временем последняя может окисляться или подгорать.

Преимущества

Зная схему подключения сенсорного выключателя света, можно выполнить установку прибора своими руками.

Использование его имеет массу преимуществ:

абсолютно бесшумная работа;
большой выбор моделей;
стильный внешний вид;
есть гальваническая развязка, что делает эксплуатацию прибора безопасной для человека;
сенсор реагирует на прикосновение даже мокрыми и влажными руками;
механические поломки невозможны в принципе;
длительный срок эксплуатации;
в одном устройстве может создаваться несколько коммутационных систем.

Именно эти преимущества делают представленное приспособление популярным. Оно является стильным дополнением современного интерьера.

Разновидности

Схема сенсорного выключателя света 220 В довольно простая. С установкой датчика справится даже начинающий мастер. В продаже присутствует четыре распространенных модификации подобных приборов. Они отличаются набором дополнительных функций, конструкцией. Самыми востребованными разновидностями являются:

С пультом. Этот датчик легко применять для управления светодиодной лентой, бра, точечными осветительными приборами и т. д.
С таймером. Это экономичная разновидность, которая расходует минимальное количество электроэнергии. Если в квартире никого нет, датчик отключит свет.
Емкостный. Прибор реагирует даже на легкое прикосновение.
Бесконтактный. Может реагировать на некоторые особенности обстановки. Это, например, может быть звук, перепад температуры, изменение уровня естественной освещенности или движение.

Сенсорные выключатели могут оборудоваться диммером. Это позволяет управлять яркостью освещения.

Модели с диммером и для светодиодной ленты

В продаже представлен большой выбор моделей сенсорных выключателей, в конструкции которых предусмотрен диммер. Это позволяет плавно менять интенсивность освещения в комнате. Регулировку можно выполнять также при помощи пульта управления. Это позволит настроить яркость основного освещения или светодиодной ленты.

Схема сенсорного выключателя на 12 В позволяет легко подключить и управлять освещением, которое создает светодиодная лента. Такие приборы называют «диммер». Они также подходят для любых осветительных приборов, которые работают от 12 В. Это компактный и функциональный прибор. Он может применяться с целью создания освещения дополнительного или основного в таких случаях:

Создание освещения в подъезде, на лестничных пролетах.
Оборудование системы «Умный дом».
Создание эффектного дизайна интерьера, зонирования в помещении.

Подобные приборы в большинстве случаев не рассчитаны на работу от сети 220 В. Поэтому такие сенсорные выключатели не подходят для обычной люстры или бра. Нужно учитывать это в ходе покупки.

Маркировка

Обязательно требуется рассмотреть перед покупкой особенности применения, установки, схемы подключения сенсорных выключателей. Livolo – один из самых известных производителей представленного оборудования. Эта компания выпускает сенсорные датчики самых разных типов. Чтобы понять, какими качествами обладает выключатель, нужно рассмотреть его маркировку.

В ходе изучения схемы сенсорного выключателя Livolo и других производителей следует рассмотреть на примере модели VL C702R представленной фирмы расшифровку обозначения.

Первые две буквы маркировки, VL, – это название китайского бренда Livolo. Дальше следует буква С7, но может быть и С6, С8. Это модификация устройства. Дальше можно увидеть цифры 01, 02 или 03. Это количество групп освещения, которые можно подключить к этому прибору. Если сравнивать с механическим выключателем, это могли быть приборы с одной, двумя или тремя клавишами.

В маркировке последние буквы обозначают дополнительные функции прибора. Так, буква R горит о том, что датчик управляется при помощи радиосигнала. Буква D в маркировке говорит о наличии функции диммера, есть регулировка яркости, а буква S – это проходной выключатель. Наличие в маркировке буквы Т говорит о том, что производитель предусмотрел в модели наличие таймера.

Принцип работы

Схема сенсорного выключателя на 12 В и 220 В при подключении особенных отличий не имеет. Чаще всего при отключенном свете на дисплее горит синяя подсветка. Если освещение включено, оно будет светиться красным оттенком.

Сигнал с сенсора подается на усилитель. Далее он поступает на реле исполнителя. Его контакты выключают и включают освещение. Управление может производиться при помощи пульта. Его радиус действия составляет до 30 м.

Сенсорные выключатели имеют защиту, которая срабатывает при отключении сети. В таком режиме происходит переход в исходное выключенное положение. Исполнительное реле выдерживает нагрузку до 1 кВт. При этом ток нагрузки составляет 5 А. Такие приборы рассчитаны на работу от сети до 250 В. Если в системе наблюдаются скачки напряжения, рекомендуется установить стабилизатор.

Процесс подключения

Желая подключить сенсорный выключатель своими руками, схему нужно рассмотреть в инструкции производителя. Она не отличается от подсоединения к сети обычного выключателя. С обратной стороны датчика есть клеммы. Они имеют обозначения, что позволяет соблюдать полярность.

Провод фазы подводится к клемме с обозначением «L», а ноль – к клемме «N». Далее нужно установить выключатель в подготовленное место на стене. Производитель может давать рекомендации о выборе места установки. Например, если в комплекте поставляется пульт, то прибор должен быть виден со всех точек комнаты.

Если модель выключателя реагирует на изменение температуры, ее нельзя устанавливать возле батареи. Обязательно учитывают требования производителя относительно выбора места установки оборудования.

Другие варианты монтажа

Нужно рассмотреть еще несколько особенностей подключения сенсорных выключателей. Схема проходного выключателя применяется при установке осветительных приборов, например, в длинном коридоре.

Нельзя в этом случае одним выключателем разомкнуть электрическую схему светильника в начале и конце пути следования. Это вызвало бы затруднения при подключении. Чтобы этого не произошло, применяются проходные выключатели. Они подключаются по специальной схеме.

Нужно приобрести два проходных выключателя. Выбор их зависит от суммарной мощности электроприборов.

Фаза подается от сети, подводится сначала к первому, а затем второму сенсорному выключателю. Нулевой провод заходит с противоположной стороны. Он проходит через осветительные приборы. От каждой лампы провод подводится к соответствующей клемме второго выключателя (1.1 и 1.2). Затем из этого же прибора от клеммы «COM» отходит еще один нулевой провод. Он проводится до такой же клеммы на первом выключателе. Это позволяет соединить два сенсорных датчика в единую систему.

Установка за зеркалом

В санузле или в коридоре можно установить за зеркалом сенсорный выключатель света своими руками. Схемы подключения таких приборов не отличаются от таковых для обычных механических разновидностей. Такой выключатель монтируют за зеркальным полотном.

Такое приспособление срабатывает без прикосновения к стеклу или панели датчика. У него есть электронный блок и инфракрасный датчик. Проведя рукой в поле контроля чувствительного элемента, можно включить свет. При повторном движении нагрузка будет отключена. Это позволяет создать интерьер без выключателя. Для санузла, особенно в общественном заведении, это крайне важно. Да и для домашнего пользования такое приспособление станет удачным приобретением.

Тонкости подключения

Рассматривая схемы сенсорных выключателей, следует сказать, что обозначение клемм для подключения может быть разным. Перед монтажом нужно ознакомиться с инструкцией производителя. Так, если с обратной стороны сенсорного датчика есть клемма «L1-in», она предназначена для входящей фазы. Провод нагрузки от ламп освещения подводится на клемму «L-load».

В выключателях, которые предназначены для подключения нескольких осветительных приборов или их групп, есть клеммы «L1-load», «L2-load», «L3-load». Соответствующие провода от первой, второй и третьей лампы нужно подводить к соответствующему гнезду для подключения.

Не составит трудностей подключение светодиодной ленты. В этом случае потребуется ознакомиться с инструкцией производителя. Нужно приобретать специальный выключатель, который рассчитан на исходящее напряжение 12В или 24В (в зависимости от типа ленты). Некоторые осветительные приборы этого типа могут быть рассчитаны на работу при напряжении 220В. В этом случае подойдет обычный выключатель.

Чтобы подключить светодиодную ленту, к ней прикрепляют блок управления. Если это многоцветный прибор, перед блоком питания нужно установить контроллер в соответствии со схемой производителя. Провод от блока питания подключается к сенсорному выключателю. Это простая работа, с которой справится даже непрофессиональный мастер.

Настройка

Чтобы прибор правильно работал, нужно знать не только особенности схемы сенсорного выключателя, но и тонкости настройки. Прибор подключается к сети. На него подается нагрузка. При первом включении нужно удерживать пальцем сенсор в течение 5 с. Прибор издаст короткий сигнал.

Дальше нажимают соответствующую кнопку на пульте. Ее удерживают до короткого звукового сигнала. Это означает, что он связался с сенсором. Если кнопок несколько, их привязывают к общей системе аналогичным способом. Чтобы отключить настройку, кнопку пульта удерживают в течение 10 с. Когда прозвучит два коротких сигнала, программа отключится.

К одному выключателю можно подвязать несколько пультов. Можно сделать и наоборот. В этом случае один пульт может управлять несколькими сенсорами.

Самодельный сенсорный включатель

Некоторые пользователи считают, что схема сенсорного выключателя относительно простая. Поэтому сделать такое приспособление своими руками не составит труда. Для этого нужно уметь обращаться с паяльником. Потребуется приобрести соответствующие детали:

Транзисторы КТ 315 (2 шт.).
Конденсатор электролитического типа 16 В (100 мкф).
Сопротивление 30 Ом.
Обычный конденсатор 0,22 мкф.
Блок питания или мощный аккумулятор с напряжением на выходе 9 В.
Полупроводник Д 226.

Нужно подобрать подходящий корпус (подойдет от старого выключателя). На лицевой части делают отверстие для подведения проводов. Схему из перечисленных деталей нужно спаять в следующей последовательности.

Собранную конструкцию подсоединяют к блоку питания. Провод нужно припаять к пластине из металла, закрепленной на передней плоскости устройства.

Стоит ли собирать датчик самостоятельно?

Специалисты утверждают, что собрать такой датчик самостоятельно можно, но выглядеть он будет значительно хуже покупной модели. При этом легко можно допустить ошибки при сборке. Решить подобную задачу сможет только радиолюбитель с достаточным опытом. Но даже он не сможет сделать красивый интерфейс, стильный дизайн выключателя. Поэтому проще приобрести такой выключатель в специализированном магазине. Он будет гораздо эстетичнее, а также безопаснее самодельного приспособления.

Квазирезонансный понижающий преобразователь

Схема (путь питания показан выше, полная схема и компоновка печатной платы ниже)
Чтобы преобразовать идеальную схему, описанную на странице О программе, в функциональную схему, требуются дополнительные компоненты: датчики, фильтрация электромагнитных помех и привод ворот. Выбор этих (среди остальных) компонентов описан ниже.

Резонансный переключающий диод (D1 = IDK08G65C5)
Несмотря на то, что эта схема не требует наносекундного обратного восстановления на диодах из-за добавления резонансной катушки индуктивности, это приложение все же выигрывает от использования диодов SiC.Детали Infineon были выбраны по оптимальной емкости. Резонансный переключающий диод представляет собой диод на 650 В (идеальный вариант — 450 В), рассчитанный на постоянный ток 8 А.

Понижающий диод (D2 = IDh20S120)
Добавление резонансной крышки C1 замедляет переход D2, следовательно, это приложение также не требует переключения наносекунд. Однако, чтобы минимизировать потери, мы используем SiC-диод Infineon на 10 А. Требуется обратное напряжение не менее 900 В, используется деталь на 1200 В.

Катушки индуктивности
Спецификации индукторов были созданы на основе анализа рабочих точек и моделирования.Доступность готовых изделий оказалась довольно небольшой, поэтому мы выбрали детали с наименьшими потерями без значительного увеличения объема.

Полевой транзистор (Q1 = IPL65R070C7)
Эта топология имеет небольшие коммутационные потери и преобладают потери проводимости. Мы выбрали компонент 70 мОм, который представлял собой разумный компромисс между площадью (нижние полевые транзисторы Rdson становятся физически огромными) и потерей проводимости. Это деталь на 650 В.

Фильтр электромагнитных помех (C5 = C1812V104KDRACTU L1, L2 = 35F0121-0SR-10)
Этот фильтр состоит из керамического входного конденсатора 100 нФ 1 кВ и пары ферритовых шариков SMD перед входными конденсаторами.

Измерение тока (U3 = ACS713ELCTR-20A-T)
В этой конструкции используется датчик тока на эффекте Холла с высокой стороны. Из-за ограниченной полосы пропускания в датчике (макс. 400 кГц) мы не можем выполнять «быстрое» измерение тока (внутри цикла), и, таким образом, мы дополнительно снижаем полосу пропускания (примерно до 100 кГц) для достижения лучшего запаса по шуму.

Voltage Sensing
Три резисторных делителя, подключенных к АЦП микроконтроллера, обеспечивают измерение напряжения.

Привод затвора (Si8233BB-D-IS1)
Эта конструкция необычна тем, что требует только одного переключателя (без синхронного выпрямления), но должна быть изолирована от напряжения более 1 кВ.Чтобы управлять таким большим полевым транзистором, необходим сильноточный привод затвора. Выбранная часть имеет два выхода, которые объединены вместе для двойного тока возбуждения (2x4A = 8A) и был выбран как вариант с наименьшим временем распространения через изолирующий барьер (около 60 нс).

MCU (STM32F3Discovery)
Этот преобразователь мощности устанавливается в качестве экрана поверх платы stm32f3discovery. Мы работали с этой платформой во время EE152, и она удовлетворяет требованиям математики производительности, разрешения / скорости АЦП и точности таймера.

Полная схема и компоновка печатной платы (может быть полезно для загрузки изображений)

Монтаж индуктивных датчиков | Баумер США

Продукты
- Обнаружение объекта Обнаружение объекта
  Датчики, датчики приближения и световые барьеры для обнаружения объектов и положения.
- Измерение расстояния Измерение расстояния
  Датчики для определения расстояний и информации о расстоянии от микрометров до 60 м.
- Датчики Smart Vision Датчики Smart Vision
  Простота в обращении и реализация эффективных задач контроля и управления, а также робототехники с визуальным контролем.
- Промышленные камеры / обработка изображений
- Идентификация
- Датчики вращения / датчики угла
- Датчики наклона / ускорения
- Датчики процесса Датчики процесса
  Автоматизация технологических процессов с помощью преобразователей, датчиков и измерительного оборудования для параметров давления, температуры, уровня заполнения, расхода и проводимости газообразных, жидких, пастообразных и сыпучих сред.
- Датчики силы и тензодатчики
- Регулировка формата Регулировка формата
  Отображение и регулировка положения упоров и форматов в машинах и системах.
- Счетчики / дисплеи Счетчики / дисплеи
  Сбор, отображение и управление данными процесса и измеренными значениями, такими как номера единиц, время, скорости вращения и положения.
- Аксессуары Аксессуары
  Всегда подходящий аксессуар для вашего датчика и вашего приложения.
- Кабель / Связь
Решения
Компания
Карьера
Служба поддержки

Электрическое подключение

Датчики с цифровым переключением доступны с выходом PNP, NPN или Namur; измерительные датчики бывают с выходом по напряжению (0… 10 В) или токовым выходом (напр.грамм. 4 … 20 мА или 0 … 10 мА).

Последовательное переключение

3-проводный постоянный ток (показана схема PNP)

Падение напряжения на каждом проводящем датчике снижает доступное напряжение для управления нагрузкой. Таким образом, количество бесконтактных переключателей, которые могут быть подключены последовательно, ограничено и может быть рассчитано путем суммирования отдельных падений напряжения и требований к нагрузке.

Параллельное переключение

3-проводный DC

3-проводные датчики постоянного тока могут быть подключены параллельно, как показано.Однако параллельное соединение должно включать развязывающий диод.

Схемы подключения

Указанные диаграммы показывают незатухающий выход. Датчик находится в затухающем состоянии, когда объект находится в пределах его диапазона сканирования. На диаграммах Z обозначает типичное положение сопротивления нагрузки; Uz обозначает напряжение, приложенное к этому сопротивлению нагрузки. Если Uz = high (≈ + Vs), то течет ток; если Uz = low (≈ 0 В), то ток через сопротивление нагрузки не протекает. Сопротивление нагрузки между выходом и + Vs называется сопротивлением подтягивания, сопротивление нагрузки между выходом и 0 В — сопротивлением подтягивания.

Выход PNP или NPN

Датчики

с выходом PNP или NPN имеют трехпроводную схему (+ Vs, выход и 0 В) и работают с постоянным током (DC). Сопротивление нагрузки датчиков PNP находится между выходом и 0 В (сопротивление при понижении напряжения), в то время как сопротивление нагрузки датчиков NPN находится между + Vs и выводом (сопротивление при повышении напряжения). В результате выход PNP подключается к источнику положительного напряжения во время переключения (положительный переключающий выход), тогда как выход NPN подключается к источнику отрицательного напряжения во время переключения (отрицательный переключающий выход).

Нормально разомкнутые контакты и / или нормально замкнутые контакты определяют функцию переключения. Нормально разомкнутые контакты называются нормально разомкнутыми (NO), нормально замкнутые контакты — нормально замкнутыми (NC). Во время демпфирования объектом датчики с нормально разомкнутой функцией устанавливают контактные соединения (Uz = высокий), а датчики с нормально закрытой функцией разъединяют соединения (Uz = низкий).

Пояснения к схемам подключения

Указанные диаграммы показывают незатухающий выход.Датчик находится в затухающем состоянии, когда объект находится в пределах его диапазона сканирования. На диаграммах Z обозначает типичное положение сопротивления нагрузки; Uz обозначает напряжение, приложенное к этому сопротивлению нагрузки. Если Uz = high (≈ + Vs), то течет ток; если Uz = low (≈ 0 В), то ток через сопротивление нагрузки не протекает. Сопротивление нагрузки между выходом и + Vs называется сопротивлением подтягивания, сопротивление нагрузки между выходом и 0 В — сопротивлением подтягивания.

Порядок монтажа и монтажа

Чтобы исключить непреднамеренное вмешательство в поле измерения и достичь максимальных расстояний срабатывания, необходимо следовать инструкциям по монтажу и соблюдать указанные минимальные расстояния.Если минимальные расстояния подрезаны, можно ожидать уменьшения расстояний срабатывания. Рекомендуется провести тест сенсора непосредственно в приложении.

Поправочные коэффициенты для различных ситуаций установки, указанные в техническом паспорте датчика, имеют приоритет над общими указаниями, приведенными ниже.

Экранированный (скрытый) монтаж

Датчик может быть установлен заподлицо на металлической пластине. Выбор несущего материала может повлиять на расстояние срабатывания.

Неэкранированный (не скрытый) монтаж

Должно быть пространство, равное диаметру измерительной головки, без металлических помех.Следуя этому правилу, электрическое поле ослабляется в меньшей степени, что позволяет увеличить расстояние срабатывания.

Квазиэкранированный монтаж

При установке в ферромагнитный материал для этих датчиков требуется пространство (x) за активной областью, свободное от металла. Датчики могут быть установлены экранированными (заподлицо) при установке в цветные металлы (цветные металлы и т. Д.). Всегда читайте и соблюдайте инструкции по установке датчиков измерения расстояния.

Противоположный монтаж

Необходимо соблюдать минимальные расстояния, чтобы датчики, расположенные напротив друг друга, не влияли друг на друга.

Максимальный монтажный момент

Во избежание повреждения бесконтактных переключателей во время монтажа нельзя превышать значение крутящего момента по умолчанию. Уменьшите значения крутящего момента на 30% на лицевой стороне датчика.

Инструкция по монтажу корпусов без резьбы

Сильные, случайные нагрузки на корпус, например, во время фиксации винтами без головки этого следует избегать (IFRM 03, 04, 06). Неправильная установка может привести к необратимому повреждению бесконтактного переключателя.Датчики с диаметром корпуса 6,5 мм могут быть оптимально установлены с помощью пластикового опорного кронштейна 10109474.

Размеры кабеля

Настройка / обучение

Функции обучения Baumer

Датчики

Baumer AlphaProx с линеаризованной характеристической кривой, датчики фактора 1 и высокочувствительные датчики имеют функцию обучения с несколькими режимами обучения. Это позволяет свободно настраивать диапазон измерения в заданных пределах. Если, например, требуется небольшой диапазон измерения с большой амплитудой сигнала, можно ограничить его до нескольких миллиметров.При необходимости направление работы аналогового выхода также можно инвертировать.

Кроме того, можно определить точки включения и выключения цифрового выхода. Они могут находиться как в пределах, так и за пределами индивидуально запрограммированного диапазона измерения.

Аналоговое обучение по 1 пункту

Обучение начальному положению (например, 0 В), центральному положению (например, 5 В) или конечному положению (например, 10 В) диапазона измерения. В этом режиме обучения выходную характеристическую кривую можно смещать без изменения чувствительности или наклона характеристической кривой.Он используется для электронной компенсации допусков на установку и, таким образом, обеспечивает быструю и легкую настройку в серийном производстве.

Аналоговое обучение по двум точкам

2-точечное обучение используется в приложениях, в которых можно приблизиться к двум референтным точкам (начальной и конечной позиции). Регулируя диапазон измерения, можно полностью адаптировать чувствительность или наклон кривой выходной характеристики к применению, а также компенсировать допуски при установке и изготовлении.Первое положение обучения всегда соответствует начальному значению (например, 0 В), а второе — конечному значению (например, 10 В). В зависимости от последовательности обучения выходная характеристика увеличивается или уменьшается по мере приближения к целевому объекту.

Window Teach Digital

Аналоговые датчики расстояния с дополнительным цифровым выходом предлагают цифровое окно обучения вместо двухточечного аналогового обучения. Это позволяет определять допустимый или недопустимый диапазон расстояний между целью и датчиком для цифрового выхода — независимо от аналогового выходного сигнала.В зависимости от последовательности обучения цифровой выход будет ВЫСОКИМ или НИЗКИМ, если измеряемый объект находится в пределах диапазона дистанций обучения. Эта функция обучения используется для определения отдельного сигнала переключения, например для контура конечного положения, независимо от аналогового сигнала.

Заводские настройки

Все датчики с функциями обучения имеют заводские настройки для сброса датчика до заводских настроек.

Ассортимент продукции

Индуктивные датчики приближения

Обнаружение объекта

Бесконтактное обнаружение металлических предметов
Мониторинг присутствия, движения и положения
Очень маленькие датчики со всей встроенной обрабатывающей электроникой
Малогабаритные датчики с большим расстоянием срабатывания

Индуктивные датчики расстояния

Измерение расстояния

Обширный ассортимент
Точность измерения вплоть до нанометрового диапазона
Компактные датчики с полностью интегрированной электроникой обработки данных
Откалиброваны для минимального изменения партии продукции

Наверх

Электроника | Бесплатный полнотекстовый | Высоконадежная интерфейсная схема для резистивных датчиков

1.Введение

В последние годы спрос на датчики увеличился во многих областях, от медицинской и бытовой электроники до автомобильных и промышленных приложений. В частности, резистивные датчики широко используются в промышленности для измерения смещения, деформации, расхода, силы, давления, температуры, света, веса, влажности, концентрации газа и влажности, среди прочего. Их сопротивление может варьироваться от нескольких десятков Ом, таких как термисторы, тензодатчики, датчики температуры сопротивления (RTD), пьезорезистивные датчики и т. Д., до нескольких МОм, таких как различные газохимические датчики, светозависимые резисторы (LDR), влажность почвы и т. д. Для оценки резистивного параметра напряжение может быть приложено к датчику во время считывания тока или наоборот. Затем это напряжение или ток должны быть преобразованы в цифровую область для совместимости с компьютером, системой сбора данных, микроконтроллером или микропроцессором с использованием интерфейса.

Согласно [1], прямое измерение изменений сопротивления может быть выполнено двумя разными способами: в случае небольших изменений сопротивления используются схемы на основе делителей напряжения и мостов Уитстона с последующими прецизионными дифференциальными или инструментальными усилителями для уменьшения напряжения смещения. .Это приводит к большим и сложным конфигурациям, и необходимо применять методы линеаризации из-за внутренних ограничений динамического диапазона [2,3,4]. Напротив, квазицифровые преобразователи, то есть преобразователи сопротивления-частоты [5,6], -период [7,8] или -действий цикла [9], предпочтительны, если колебания сопротивления очень велики. Эти преобразователи не только обеспечивают более широкий динамический диапазон, но и упрощают взаимодействие с цифровыми системами, поскольку не требуются аналого-цифровые преобразователи (АЦП) [10,11].Таким образом, сопротивление измеряется косвенно с помощью простого цифрового счетчика. Большинство квазицифровых преобразователей, предлагаемых в литературе, ориентированы на достижение широкого динамического диапазона (например, [12,13,14,15,16]), тогда как другие вопросы, такие как надежность и простота, не были полностью решены, как это требуется для недорогих схем считывания с низким энергопотреблением для практических реализаций. Точность и надежность большинства квазицифровых преобразователей сильно зависят от опорного напряжения запрещенной зоны или от высокопроизводительных строительных блоков, таких как компараторы с малым смещением и высокоскоростные компараторы, что приводит к более высокой сложности и / или потребляемой мощности [17,18].Фактически, несколько статей об этих преобразователях, найденных в литературе, в которых рассматривается устойчивость к колебаниям напряжения, страдают этими недостатками [19,20,21,22]. В этой статье логометрическая концепция применяется для достижения устойчивости к изменениям компонентов и источников питания без увеличения сложности и без использования схем с запрещенной зоной. Логометрический подход — это распространенный метод измерения аналоговых сигналов от датчиков, которые должны быть преобразованы в цифровой сигнал для совместимости с компьютером, системой сбора данных, микроконтроллером или микропроцессором [23,24,25,26].Преимущество логометрического подхода заключается в том, что он позволяет избежать необходимости во внутренних регуляторах, что снижает потребление энергии и затраты, но одним из недостатков является то, что динамический диапазон выхода зависит от напряжения питания и может стать серьезной проблемой при напряжении питания. постоянно уменьшается, например, в автономном переносном оборудовании.

Целью данного исследования было разработать недорогой и универсальный интерфейс для резистивных датчиков, предлагающий широкий рабочий диапазон и надежность для различных компонентов и источников питания.В результате получилось простое, компактное, недорогое, низковольтное и маломощное решение.

Работа организована следующим образом: после введения в Разделе 1 предлагаемый подход описан в Разделе 2 Реализация с дискретными устройствами в соответствии с предлагаемым подходом описана в Разделе 3. Раздел 4 показывает результаты измерений прототипа. Наконец, вывод представлен в Разделе 5.

2. Описание схемы и работа

Принцип предлагаемого интерфейса резистивного датчика показан на рисунке 1, который реализован с использованием преобразователя сопротивления в ток (RI) и преобразователя тока с регулируемым током. Осциллятор (CCO).В преобразователе R-I Vbias обеспечивает постоянное напряжение для смещения датчика RS и создает ток, обратно пропорциональный сопротивлению датчика Iout (RS) = Vbias / RS. Этот ток заряжает и разряжает конденсатор C, генерируя треугольный сигнал VC (t), крутизна которого зависит от тока. VC (t) сравнивается с опорным напряжением Vref для генерации прямоугольной волны Tout (Iout), период которой пропорционален изменению сопротивления. На рисунке 2 показана реализация преобразователя сопротивления в ток.Он используется для получения выходного тока, обратно пропорционального сопротивлению датчика. Высокое усиление без обратной связи усилителя заставит затвор M1 достичь необходимого напряжения, так что Vbias появится на RS. Ток в RS будет Vbias / RS. Он будет течь только в истоке транзистора M1 и будет дан ответ на его стоке. Наконец, он отражается текущим зеркалом с коэффициентом усиления 1 / β. Таким образом, выходной ток равен

Iout = Iinβ = VbiasRSβ.

(1)

Выходной ток Iout будет заряжать и разряжать конденсатор C через переключатель (SW1), который изменяется в зависимости от выхода компаратора, как показано на рисунке 3.Напряжение на конденсаторе C, VC (t) сравнивается с эталонным напряжением VH, когда он заряжен, и с другим эталонным напряжением VL, когда он разряжен, так как VH> VL. Каждый раз, когда VC (t) достигает VH или VL, направление тока через конденсатор меняется на противоположное. Следовательно, период выходного сигнала определяется выражением

Tout = 2C (VH − VL) Iout,

(2)

где C — емкость конденсатора C. Подставляя уравнение (1) в уравнение (2),

Tout = 2CRSβ (VH − VL) Vbias.

(3)

Чтобы избежать необходимости в надежном опорном напряжении, для реализации Vbias применяется логометрический подход с использованием одного и того же опорного напряжения как для первого блока, так и для второго блока, то есть Vbias = (VH-VL). Таким образом, период выходного сигнала теперь определяется выражением

Таким образом, предлагаемая архитектура обеспечивает выходной сигнал, независимый от любого опорного напряжения, и схема с запрещенной зоной не требуется. Это снижает сложность, стоимость и энергопотребление системы.

Минимальное отклонение емкости промышленных конденсаторов (ΔC) составляет 0,5%, поэтому максимальная погрешность равна тому же значению. Кроме того, ошибка из-за задержки в компараторе и переключателях учитывается путем добавления коэффициента задержки td. Чтобы учесть ошибки из-за изменений в конденсаторе и задержках, период выходного сигнала предлагаемого интерфейса определяется как:

Tout = 2 (C ± ΔC) βRS + td.

(5)

Переключатели, управляющие опорным уровнем (SW2), были реализованы с парой комплементарных транзисторов.Таким образом, изменение опорного уровня происходит быстрее, чем изменение знака интегрирования, что позволяет избежать тупиковой ситуации, как показано на рисунке 4. Изменение знака интегрирования можно рассматривать как механизм отрицательной обратной связи, поскольку выход интегратора напряжение меняется в обратном направлении. В свою очередь, изменение опорного уровня является механизмом положительной обратной связи, поскольку именно действие заставляет всю систему регенерировать. В идеальном случае оба действия происходят одновременно, как показано на рисунке 4a; однако в реальных схемах обе обратной связи имеют задержку.Когда выходное напряжение интегратора становится выше, чем высокое опорное напряжение, выполняются два действия: меняют знак интегрированной константы и переключают опорное напряжение. Если опорное напряжение не изменяется быстрее, чем знак интегрированной константы, выходное напряжение интегратора снова пересечет высокое опорное напряжение, что приведет к состоянию блокировки, как показано на рисунке 4b. Чтобы избежать тупиковой ситуации, цепь положительной обратной связи должна быть сильнее, чем механизм отрицательной обратной связи, чтобы обеспечить переход в следующее состояние, как показано на рисунке 4c [27].

3. Предлагаемая схема

В этом разделе представлена реализация, разработанная с использованием дискретных устройств, чтобы продемонстрировать потенциал предлагаемой архитектуры.

Вариант линейного преобразователя напряжения в ток [28], показанный на Рисунке 5, был использован для реализации токового зеркала, показанного на Рисунке 2. Таким образом, Iout теперь

Максимальная погрешность β составляет ± 1,4% с учетом того, что коммерческий резистор имеет минимальный допуск 1%.

Полный интерфейс резистивного датчика показан на рисунке 6.Преобразователь R-I состоит из одной лестницы резисторов (Rladder), двух усилителей (A1 и A2) и двух токовых зеркал (CM1 и CM2). Напряжение на резистивном датчике RS устанавливается усилителями A1 и A2. Ток I (RS), протекающий через датчик, направляется к M1 и M2, а затем используются зеркала тока для повышения точности копии. Таким образом, ток, подаваемый на конденсатор C или вычитаемый из него, остается почти независимым от изменений VC (t). CCO состоит из одного компаратора (comp), двух переключателей (SW1 и SW2) и двух вентилей НЕ.Схема, управляющая направлением тока (SW1), была реализована на дополнительных транзисторах (M4 и M5). Переключатели, которые устанавливают соответствующий уровень опорного напряжения (VH или VL), были реализованы с передаточными вентилями, чтобы гарантировать, что изменение опорного уровня происходит быстрее, чем изменение знака интегрирования.

4. Эксперименты и результаты

Предложенная архитектура была смоделирована в LTspice и реализована с помощью прототипа дискретных компонентов для ее тестирования. Выбор компонентов для создания прототипа был сделан с учетом требований компактности, работы от однополярного источника питания и низкой стоимости.В набор компонентов входят четырехоперационные усилители (LM324), полевые транзисторы с дополнительным усилением (AO4614) и прецизионные резисторы 1 кОм. Оба логических элемента НЕ были реализованы с использованием дополнительных транзисторов. Наконец, был использован конденсатор C емкостью 100 нФ (с точностью 5%). Изображение реализованной печатной платы (PCB) показано на рисунке 7. Таким образом, можно провести оптимизацию для дальнейшего повышения компактности схемы. Для экспериментальной установки источник питания постоянного тока от BK PRECISION для питания схемы и осциллограф смешанных сигналов TDS1002 от Tektronix и цифрового счетного мультиметра 5491A от BK PRECISION для анализа выходного сигнала.Схема эксперимента показана на рисунке 8.

Преобразователь был протестирован с образцом резисторов RS (в диапазоне от 1 кОм до 100 МОм с точностью 1%) для имитации датчика. Были использованы коммерческие резисторы, значения которых были предварительно определены с помощью цифрового мультиметра 5491A от BK PRECISION. Для измерения выходного сигнала и оценки производительности системы с точки зрения относительного стандартного отклонения и линейности применялось многопериодное усреднение. Для каждого испытанного значения сопротивления было выполнено 1000 последовательных измерений.

Снимок осциллографа с входным сопротивлением RS, равным 1 кОм, и соответствующей ему частотой (1 / Tout), показан на рисунке 9. И моделирование, и экспериментальные данные, а также линейное уравнение (5) с использованием взвешенного метода наименьших квадратов. регрессии показаны на рисунке 10. Схема была протестирована с Vdd, равным 5 В. Коэффициент линейной корреляции 0,9953 был получен относительно уравнения (5). Вертикальные полосы погрешностей показывают ± 2σ.F. Reverter et al. [29] представили анализ влияния помех источника питания на выходную информацию в квазицифровых и модулирующих датчиках, в котором были проверены колебания напряжения питания примерно в 25, 50 и 100 мВ и 0–5 раз выше центральной частоты.В обоих случаях квазицифровые датчики имеют временные выходы, чувствительные к помехам от источника питания. В этой работе экспериментальные измерения проводились с учетом отклонения на ± 10% и ± 35% в одиночном напряжении питания с номинальным значением 5 В, чтобы продемонстрировать, что зависимость от напряжения питания (VDD) уменьшалась, когда Vbias был соответствует (VH-VL). На рисунке 11 показаны экспериментальные данные для отклонения ± 10% с максимальной ошибкой ± 2%. Погрешность рассчитывалась с использованием номинального значения.Таким же образом на рисунке 12 показано максимальное стандартное отклонение ± 10% относительно среднего значения для развертки от 3,5 до 7,5 В в Vdd (более 50% вариации Vdd). Чтобы доказать устойчивость к вариациям компонентов, Реализован второй прототип дискретного компонента. Полевые транзисторы с дополнительным усилением из семейства AO4614 были заменены семейством DMC4050, а оба логических элемента NOT были реализованы с использованием TTL7402. Операционные усилители, резисторы и конденсатор остались прежними.На рисунке 13 показаны экспериментальные данные сравнения замены компонентов АО с семейством DMC. Был получен коэффициент корреляции 0,9956. Таким же образом было проведено еще одно измерение, в котором все операционные усилители из семейства LM324 были повернуты, то есть все заключенные в капсулы операционные усилители были заменены другими из того же семейства. Вращение производилось четыре раза. На рисунке 14 показаны четыре гистограммы и среднее значение по четырем измерениям. Ошибка гистограммы менее ± 1.5%. Таким образом, было обнаружено, что изменения в компонентах не представляют значительного изменения отклика предложенной схемы. Наконец, на рисунке 15 показан отклик предложенной схемы для различных значений емкости C. Следует отметить, что согласно Уравнение (5): чем меньше емкость, тем больше будет ошибка из-за задержки td.

5. Выводы

В данной работе представлен надежный преобразователь для получения квазицифрового выходного сигнала непосредственно от резистивного датчика.Предлагаемое решение основано на логометрическом подходе, поэтому выход становится независимым от любого опорного напряжения. Прямоугольный выходной сигнал обеспечивает простой способ обработки сопротивления датчика, позволяя простой сбор данных с помощью недорогих систем цифровой обработки.

В литературе сообщалось о нескольких работах по кондиционированию резистивных датчиков, однако ни одна из них не рассматривала и не показывала устойчивость к изменениям источника питания и замене компонентов согласно знаниям авторов.В этой работе показана архитектура, которая фокусируется на этой надежности, поддерживая широкий динамический диапазон и точность.

Анализ предложенной архитектуры на предмет возможных источников ошибок показывает, что большинство неидеальности вносят ошибку усиления в β (в текущих зеркалах) и задержку td (компаратором и переключателями), которую можно легко устранить после шаг калибровки.

В результате нескольких экспериментальных измерений с использованием двух изготовленных прототипов дискретных компонентов, коммерческих операционных усилителей и резисторов, имитирующих датчики, результаты, представленные здесь, подтверждают эффективность предложенной архитектуры.

Основываясь на представленных результатах, относительно ее надежности и линейности с различными вариациями, предложенная схема является подходящим решением для приложений сопряжения портативных датчиков, которые еще не были полностью исследованы.

Вклад авторов

Концептуализация, E.G.-R. и L.C.Á.-S .; формальный анализ, E.G.-R., L.A.M.-N и L.C.Á.-S .; методология, E.G.-R., L.A.M.-N., L.C.Á.-S. и F.G.F.-G .; расследование, E.G.-R., L.A.M.-N. и L.C.Á.-S .; ресурсы, Э.Г.-Р., L.A.M.-N., L.C.Á.-S. и F.G.F.-G .; курирование данных, E.G.-R., L.A.M.-N. и L.C.Á.-S .; администрация проекта, F.G.F.-G .; надзор, F.G.F.-G .; визуализация, E.G.-R., L.A.M.-N. и L.C.Á.-S .; письмо — оригинальный черновик, E.G.-R., L.A.M.-N. и L.C.Á.-S .; и написание — просмотр и редактирование, E.G.-R., L.A.M.-N., L.C.Á.-S. и F.G.F.-G.

Финансирование

Это исследование финансировалось Tecnológico Nacional de México.

Благодарности

Авторы выражают признательность CONACyT за поддержку, полученную в рамках программы Cátedras CONACyT.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сокращения

В данной рукописи используются следующие сокращения: 903

LDR	Светозависимый резистор
RTD	Датчик температуры сопротивления
DAQ	Сбор данных
RI	Контроль тока	Контроль тока 903 903 903 CC Осциллятор

Литература

Юриш, С.Y. Маломощный низковольтный резистивно-цифровой преобразователь для датчиков. Сенсорные преобразователи 2016 , 204, 1–10. [Google Scholar]
Jain, V .; Джордж, Б. Эффективная схема оцифровки для резистивных датчиков, соединенных через четвертьмост. В материалах одиннадцатой Международной конференции по сенсорным технологиям (ICST) 2017 г., Сидней, Австралия, 4–6 декабря 2017 г .; С. 1–5. [Google Scholar]
Solar, H .; Beriain, A .; Хименес-Ирасторза, А .; Альварадо, У.; Berenguer, R .; Ortiz de Landaluce, M .; Cojocariu, M .; Мартинес, К. Формирователь сигнала датчика CMOS для автомобильного датчика давления на основе пьезорезистивного мостового преобразователя. В материалах конференции по проектированию схем и интегрированных систем (DCIS), Гранада, Испания, 23–25 ноября 2016 г .; С. 1–5. [Google Scholar]
Ramanathan Nagarajan, P .; Джордж, B .; Кумар, В.Дж. Улучшенный прямой цифровой преобразователь для резистивных датчиков с мостовым подключением. IEEE Sens. J. 2016 , 16, 3679–3688.[Google Scholar] [CrossRef]
Marcellis, A .; Reig, C .; Кубеллс-Белтран, М. Электронный интерфейс на основе преобразователя емкости во время для дифференциальных емкостных датчиков. Electronics 2019 , 8, 80. [Google Scholar] [CrossRef]
Koay, K.C .; Чан, П. Преобразователь напряжения в частоту CMOS 0,18 мкм с низкой чувствительностью цепи. IEEE Sens. J. 2018 , 18, 6245–6253. [Google Scholar] [CrossRef]
Hijazi, Z .; Грасси, М .; Caviglia, D.D .; Валле, М.Цепь считывания без калибровки с временной привязкой для взаимодействия с широкодиапазонными датчиками МОХ-газа. Интеграция 2018 , 63, 232–239. [Google Scholar] [CrossRef]
Sreenath, V .; Семерали, К .; Джордж Б. Схема считывания резистивного датчика с внутренней нечувствительностью к параметрам цепи и ее оценка. IEEE Trans. Instrum. Измер. 2017 , 66, 1719–1727. [Google Scholar] [CrossRef]
Lim, J .; Резванитабар, А .; Дегертекин, Ф.Л .; Гованлоо, М. Интерфейс беспроводного датчика сбора данных на основе импульсной радиосвязи с широтно-импульсной модуляцией.IEEE Sens. J. 2019 , 19, 603–614. [Google Scholar] [CrossRef]
Vooka, P .; Джордж Б. Емкостно-цифровой преобразователь для емкостных датчиков с утечкой. Электрон. Lett. 2016 , 52, 456–458. [Google Scholar] [CrossRef]
Новицки, М. Модифицированный преобразователь импеданс-частота для недорогих индуктивных и резистивных датчиков. Датчики 2019 , 19, 121. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Hijazi, Z .; Грасси, М .; Кавилья, Д.D .; Valle, M. Цепь интерфейса газового датчика без калибровки динамического диапазона 153 дБ с квазицифровым выходом. In Proceedings of the 2017 New Generation of CAS (NGCAS), Genova, Genoa, 6–9 сентября 2017 г .; С. 109–112. [Google Scholar]
Ciciotti, F .; Buffa, C .; Gaggl, R .; Baschirotto, A. Интерфейс считывания на основе программируемого динамического диапазона и цифрового генератора скорости вывода для резистивных и емкостных датчиков MEMS. В материалах Международной конференции по проектированию и технологиям ИС (ICICDT) 2018 г., Отранто, Италия, 4–6 июня 2018 г .; стр.41–44. [Google Scholar]
George, A.K .; Shim, W .; Je, M .; Lee, J. A 114-Af RMS — разрешение 46 Nf / 10 MΩ Цифровой интенсивно конфигурируемый RC-to-digital преобразователь с паразитно-нечувствительным измерением базовой линии по фемто-фарадам. В материалах симпозиума IEEE 2018 по схемам СБИС, Гонолулу, Гавайи, США, 18–22 июня 2018 г .; С. 157–158. [Google Scholar]
Dai, S .; Perera, R.T .; Ян, З .; Розенштейн, Дж. Фронтальный интерфейс для измерения тока в динамическом диапазоне 155 дБ для электрохимического биодатчика.IEEE Trans. Биомед. Circ. Syst. 2016 , 10, 935–944. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Chen, M .; Liu, Y .; Ли, З .; Xiao, J .; Чен, Дж. Чип считывания CMOS с широким динамическим диапазоном для электрохимических датчиков. IEEE Sens. J. 2016 , 16, 3504–3513. [Google Scholar] [CrossRef]
Ciciotti, F .; Baschirotto, A .; Buffa, C .; Гаггл Р. Сопротивление датчиков газа MOX к цифровой КМОП-матрице с разрешением 8 бит и динамическим диапазоном 128 дБ для потребительских приложений с низким энергопотреблением.В материалах 13-й конференции 2017 г. Исследования в области микроэлектроники и электроники (PRIME), Джардини Наксос, Италия, 12–15 июня 2017 г .; С. 21–24. [Google Scholar]
Ko, Y .; Kim, H .; Mun, Y .; Ли, Б .; Kim, G .; Sul, W .; Ли, Б .; Ко, Х. 31,6 пДж / шаг преобразования Энергоэффективный 16-битный преобразователь емкости регистра последовательного приближения в цифровой преобразователь в процессе КМОП 0,18 мкм. Sens. Mater. 2018 , 30, 1765–1773. [Google Scholar] [CrossRef]
Де Марселлис, А.; Depari, A .; Ferri, G .; Flammini, A .; Marioli, D .; Сторнелли, В .; Taroni, A. КМОП-интегрируемый осцилляторный интерфейс для резистивных датчиков с широким динамическим диапазоном. IEEE Trans. Instrum. Измер. 2008 , 57, 1596–1604. [Google Scholar] [CrossRef]
Gupta, R .; Джордж, Б. Преобразователь сопротивления в цифровой, разработанный для высокой способности подавления помех от линий электропередачи. IET Circ. Устройства Syst. 2017 , 11, 446–451. [Google Scholar] [CrossRef]
Malcovati, P .; Грасси, М.; Баскиротто, А. К интегральным интерфейсным схемам КМОП с расширенным динамическим диапазоном для газовых датчиков. Приводы Sens. B Chem. 2013 , 179, 301–312. [Google Scholar] [CrossRef]
Ferri, G .; Carlo, C.D .; Сторнелли, В .; Marcellis, A.D .; Flammini, A .; Depari, A .; Джанд, Н. Однокристальная интегральная схема сопряжения для массивов резистивных газовых датчиков широкого диапазона. Приводы Sens. B Chem. 2009 , 143, 218–225. [Google Scholar] [CrossRef]
Yu, Z .; Scherjon, C .; Махсерец, Ю.; Бургхарц, Дж. Новый ратиометрический датчик напряжения CMOS для определения величины напряжения и угла в плоскости. In Proceedings of the 2017 IEEE SENSORS, Глазго, Великобритания, 29 октября — 1 ноября 2017 г .; С. 1–3. [Google Scholar]
Ganesan, H .; Джордж, B .; Aniruddhan, S .; Ханифа, С. Двухканальный преобразователь LVDT в цифровой. IEEE Sens. J. 2019 , 19, 868–876. [Google Scholar] [CrossRef]
Amini, S .; Джонс, Д.А. Псевдодифференциальная система логометрического считывания с балансировкой заряда для емкостных инерциальных датчиков.В материалах 58-го Международного симпозиума IEEE по схемам и системам (MWSCAS) 2015 г., Форт-Коллинз, Колорадо, США, 2–5 августа 2015 г .; С. 1–4. [Google Scholar]
Beriain, A .; Gutierrez, I .; Solar, H .; Беренгер Р. Интерфейс емкостного датчика 0,5 В и 0,43 пДж / бит для систем пассивных беспроводных датчиков. Датчики 2015 , 15, 21554–21566. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed] [Зеленая версия]
Westra, J .; Verhoeven, C .; Ван Рурмаунд, А. Осцилляторы и осцилляторные системы: классификация, анализ и синтез; Спрингер: Берлин, Германия, 1999.[Google Scholar]
Wan, M .; Liao, W .; Dai, K .; Цзоу, X. Полностью МОП преобразователь напряжения в ток с компенсацией нелинейности. IEEE Trans. Circ. Syst. II Express Briefs 2016 , 63, 156–160. [Google Scholar] [CrossRef]
Reverter, F .; Гасулла, М .; Паллас-Арени, Р. Анализ влияния помех от источника питания на квазицифровые датчики. Приводы Sens. A 2005 , 119, 187–195. [Google Scholar] [CrossRef]

Рисунок 1. Блок-схема предлагаемого интерфейса резистивного датчика.

Рисунок 2. Преобразователь R-I.

Рисунок 3. Реализация осциллятора с управляемым током.

Рисунок 4. Переходы обеих петель обратной связи. ( a ) Идеальный корпус; ( b ) Тупиковая ситуация; ( c ) Нет тупиковой ситуации.

Рисунок 5. Текущая реализация зеркала.

Рисунок 6. Предлагаемый подход.

Рисунок 7. Печатная плата из предложенной схемной реализации.

Рисунок 8. Экспериментальная установка.

Рисунок 9. Снимок осциллографа для RS, равного 1 кОм.

Рисунок 10. Период как функция резисторов образца. Моделирование выделено красными квадратами, эксперимент выделено черными кругами, а линейное уравнение (5) — сплошной линией. Рисунок 10. Период как функция резисторов образца. Моделирование выделено красными квадратами, эксперимент выделено черными кругами, а линейное уравнение (5) — сплошной линией.

Рисунок 11. Период как функция резисторов образца. Результаты экспериментов с отклонением напряжения питания ± 10% от номинального значения 5 В.

Рисунок 12. Период как функция резисторов образца. Результаты экспериментов при развертке от 3,5 до 7,5 В в блоке питания.

Рисунок 13. Экспериментальные результаты двух прототипов дискретных компонентов: первый реализован на транзисторах из семейства AO4614 (AO, квадрат), а второй из семейства DMC4050 (DMC, кружок).Коэффициент корреляции равен 0,9956.

Рисунок 13. Экспериментальные результаты двух прототипов дискретных компонентов: первый реализован на транзисторах из семейства AO4614 (AO, квадрат), а второй из семейства DMC4050 (DMC, кружок). Коэффициент корреляции равен 0,9956.

Рисунок 14. Гистограмма вариаций операционных усилителей с четырьмя инкапсулированными разными. RS = 2,7 кОм.

Рисунок 14. Гистограмма вариаций операционных усилителей с четырьмя инкапсулированными разными.RS = 2,7 кОм.

Рисунок 15. Измерение для разных значений емкости C.

Рисунок 15. Измерение для различных значений емкости C.

© 2019 Авторы. Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Электроника | Бесплатный полнотекстовый | Бестрансформаторный инвертор с квази-Z-источником для уменьшения тока утечки для однофазных сетевых приложений

2.1. Принцип работы

На рисунке 2 представлена принципиальная схема предлагаемого инвертора. Он имеет схему QZS (L ₁, L ₂, C ₁, C ₂, D ₁), полный мостовой инвертор (S ₁, S ₂, S ₃, S ₄, L ₃, L ₄) и двунаправленный переключатель (S ₅, S ₆). C _p моделируется как паразитная емкость между инвертором и сетевым напряжением v _g.V _в — постоянное напряжение. V _PN — напряжение промежуточного контура. V _C1 и V _C2 — напряжения конденсаторов для C ₁ и C ₂ соответственно. i _L1 и i _L2 — токи индуктивности для L ₁ и L ₂ соответственно. i _L3 и i _L4 — токи индуктивности для L ₃ и L ₄ соответственно. i _L1 ~ i _L4 считаются непрерывными.Предполагается, что C ₁ и C ₂ имеют большую емкость, так что их составляющие пульсации незначительны. Предлагаемый инвертор имеет три состояния переключения, а именно состояние включения, свободного хода и состояния сквозного переключения. Для положительного цикла сетки всегда включен S ₆. S ₁ и S ₂ работают взаимодополняюще во время состояний непротекания. На рис. 3 показаны схемы коммутации предлагаемого инвертора для положительного сетевого цикла. В состоянии питания, показанном на рисунке 3a, S ₁ включен.Источник постоянного напряжения подает электроэнергию в сеть при включении D ₁. i _g проходит через v _g, S ₆, V _PN, S ₁ и L ₃. Следующее уравнение напряжения получается следующим образом: i _L1 протекает через L ₁, D _Sb, C ₁ и V _в. i _L2 протекает через L ₂, C ₂ и D ₁. Следующие уравнения напряжения получаются следующим образом: В состоянии свободного хода, показанном на Рисунке 3b, включен S ₂.Энергия, запасенная в L ₃, передается на v _g. i _g свободного хода через v _g, S ₆, S ₂ и L ₃. Следующее уравнение напряжения получается следующим образом: Когда L ₁ и L ₂ разряжены, C ₁ и C ₂ заряжаются. В состоянии сквозного прохода на Рисунке 3c одновременно включаются S ₁ и S ₂. Когда D ₁ выключен, взимается плата за L ₁ и L ₂.Следующие уравнения напряжения получаются следующим образом: i _g течет через v _g, S ₆, S ₂ и L ₃, как в состоянии свободного хода. На рисунке 4 показаны схемы коммутационных цепей. Предлагаемый инвертор для отрицательного сетевого цикла. S ₅ всегда включен для отрицательного цикла сетки. S ₃ и S ₄ работают взаимодополняюще в состояниях непротекания. Принцип работы для отрицательного сетевого цикла здесь не описывается, поскольку его можно аналогичным образом объяснить как принцип работы для положительного сетевого цикла.Как показано на рисунке 3, S ₆ обеспечивает замкнутый путь для C _p, который должен быть ограничен нулевым напряжением для положительного цикла сетки. С другой стороны, как показано на рисунке 4, S ₅ обеспечивает замкнутый путь для C _p, который должен быть ограничен напряжением сети для отрицательного цикла сети для отрицательного цикла сети. Тогда синфазное напряжение v _p может быть представлено как:

vp = {0, когда vg> 0, vg, когда vg≤0.

(7)

Паразитная емкость C _p может быть свободна от высокочастотных составляющих как для положительных, так и для отрицательных периодов сетки.Это приводит к низкому току утечки i _p, независимо от высокочастотной коммутации инвертора.

На рисунке 5 показаны диаграммы сигналов для S ₁ ~ S ₄, когда они работают с высокой частотой переключения. S ₁ и S ₃ — главные управляющие переключатели для положительного и отрицательного циклов сети соответственно. S ₁ (S ₃) и S ₂ (S ₄) работают взаимодополняюще во время состояний без сквозного прохождения, соответственно.Для генерации сквозных рабочих циклов принята простая схема импульсной модуляции [18]. Состояние сквозного пробоя равномерно распределяется на две части, смежные со временем включения главного выключателя управления. Состояния сквозного переключения реализуются путем одновременного включения двух переключателей мощности только на одном плече переключения, что приводит к низким потерям мощности переключения по сравнению с предыдущими инверторами в [13,14,15]. Учитывая, что интервал времени включения для главного управляющего переключателя составляет T _ON для одного периода переключения T _S, из (1) и (4), среднее напряжение V _{L3, среднее} для L ₃ более T _S должен быть равен нулю, соответственно, как в:

VL3, avg = (VPN-vg) TON-vg (TS-TON) TS = 0.

(8)

Соотношение между T _ON и T _S получается следующим образом:

ТОНТЫ = vgVPN = Vg | sinωt | VPN

(9)

где V _g — положительное пиковое значение v _g, а ω — угловая частота v _g. Учитывая, что временной интервал в состоянии сквозного прохода составляет T _ST для T _S, средние напряжения V _{L1, avg} и V _{L2, avg} для L ₁ и L ₂ за T _S должен быть равен нулю, соответственно, как в:

VL1, ср. = (Vin + VC2) TST + (Vin-VC1) (TS-TST) TS = 0,

(10)

VL2, ср = VC1TST-VC2 (TS-TST) TS = 0.

(11)

Из Уравнений (10) и (11) мы имеем: Из Уравнения (11) рабочий цикл сквозного прохода D _ST представлен следующим образом:

DST = TSTTS = VC2VC1 + VC2.

(13)

Из уравнений (12) и (13) V _C1 и V _C2 представлены следующим образом:

VC1 = 1 − DST1−2DSTVin,

(14)

Поскольку V _PN = V _C1 + V _C2, из уравнений (14) и (15) получаем:

2.2. Стратегия управления

По мере того, как предлагаемый инвертор понижает напряжение промежуточного контура V _PN до уровня v _g, он регулирует напряжение промежуточного контура и управляет сетевым током i _g.Из уравнений (3) и (6) среднее напряжение для L ₂ по T _S получается с отклонением тока катушки индуктивности ∆i _L2 следующим образом:

L2ΔiL2TS = VC1DST-VC2 (1-DST).

(17)

Поскольку V _PN = V _C1 + V _C2, D _{, ST} получается следующим образом:

DST = VC2VPN + L2ΔiL2VPNTS.

(18)

Предположим, что L ₁ = L ₂ = L _i и i _L1 = i _L2 = i _i, D _ST может быть представлен как: где D _{ST, N} — номинальный рабочий цикл сквозного прохода, а D _{ST, C} — это управляемый рабочий цикл сквозного прохода, как в:

DST, C = Li | Δii | VPN * TS.

(21)

V * _PN является эталонным значением для пикового напряжения промежуточного контура. Чтобы пиковое напряжение промежуточного контура соответствовало его опорному напряжению V * _PN, используется следующий пропорционально-интегральный (PI) регулятор напряжения, как в:

DST, C = kp (VC2 * −VC2) + ki∫ (VC2 * −VC2) dt

(22)

где k _p и k _i — коэффициенты усиления ПИ-регулятора, соответственно. Здесь V * _C2 — опорное значение для напряжения конденсатора V _C2, которое используется для управления напряжением промежуточного контура, поскольку V _PN — пульсирующее напряжение [19].V * _C2 задается как в: которое получается из следующих соотношений: V _PN = V _C1 + V _C2 и V _в = V _C1 — V _C2. Положительный цикл сетки, из Уравнений (1) и (4), среднее напряжение для L ₃ по T _S получается с отклонением тока сети ∆i _g, как в:

L3ΔigTS = (VPN-vg) D1-vg (1-D1) = 0

(24)

где D ₁ — рабочий цикл S ₁ без учета D _ST.Из уравнения (24) D ₁ представляется следующим образом:

D1 = vgVPN + L3ΔigVPNTS, когда vg> 0.

(25)

Точно так же рабочий цикл D ₃ из S ₃ без учета D _ST для отрицательного цикла сети может быть представлен следующим образом:

D3 = −vgVPN − L4ΔigVPNTS, когда vg <0.

(26)

Предположим, что L ₃ = L ₄ = L _g, D ₁ и D ₃ без учета D _ST может быть представлен как синусоидальный рабочий цикл ШИМ D _SPWM как в:

DSPWM = DSPWM, N + DSPWM, C

(27)

где D _{SPWM, N} — номинальный синусоидальный рабочий цикл ШИМ, а D _{SPWM, C} — управляемый синусоидальный рабочий цикл ШИМ, как в:

DSPWM, N = Vg | sinωt | VPN *,

(28)

DSPWM, C = Lg | Δig | VPN * TS.

(29)

Чтобы сделать сетку текущей для отслеживания ее эталона i * _g, используется следующий пропорциональный (P) регулятор тока, как в:

DSPWM, C = кг (иг * — | иг |)

(30)

где k _g — коэффициент усиления P управления. i * _g определяется следующим образом: где I * _g — пиковая величина текущего задания. На рис. 6 представлены блок-схемы управления предлагаемым инвертором. На рисунке 6а показана блок-схема управления напряжением в промежуточном контуре.На рисунке 6b показана блок-схема управления током сети. Управление фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ) используется для синхронизации сети [20]. Рабочий цикл главного управляющего переключателя может быть получен суммированием D _SPWM и D _ST.

Условия установки индуктивных датчиков приближения

Часть вторая из двух: Как установить различные типы датчиков (встраиваемые, не встраиваемые, квази-встраиваемые)

В нашем предыдущем сообщении блога по этой теме мы рассмотрели различные типы датчиков и их определения.Теперь разберемся с предпочтительными способами крепления каждого типа.

Условия монтажа

Экранированные датчики

Поскольку их конструкция ограничивает путь электромагнитного потока, экранированные датчики позволяют пользователю устанавливать датчик заподлицо с монтажной поверхностью. Для цилиндрических датчиков это означает наличие установочной поверхности даже с чувствительной поверхностью; для кубических датчиков монтажная поверхность может доходить до лицевой стороны датчика.

Примечание: Для датчиков кубической формы безметалловая зона монтажа включает в себя области со всех сторон датчика.

Условия монтажа встраиваемого датчика

Монтажный металл не должен выходить за пределы чувствительной поверхности, иначе произойдет предварительное демпфирование датчика.

Цилиндрическая поверхность сенсора не должна быть утоплена в металл
Кубический датчик не должен иметь металла за пределами чувствительной поверхности на любой из четырех сторон устройства

Неэкранированные датчики

Из-за своей конструкции неэкранированные датчики позволяют пути электромагнитного потока свободно излучаться из области системы катушки.Для этого необходимо соблюдать строгие условия монтажа в отношении металла в зоне монтажа. Для этих датчиков это означает наличие монтажной поверхности ниже или вне диапазона диаграммы направленности излучаемого поля.

Примечание: Датчики, не устанавливаемые заподлицо очень чувствительны к металлу рядом с зоной установки датчика, потому что, как указывалось ранее, плотность потока наиболее высока вблизи системы катушек.

Условия монтажа датчика без встраивания

Монтажный металл или крепежные детали не должны находиться в безметалловой зоне
Для цилиндрических неэкранированных датчиков типичная зона без металла простирается до площади, в два раза превышающей диапазон чувствительности устройства

Примечание. Эти датчики обеспечивают больший диапазон срабатывания с дополнительным преимуществом полной длины корпуса датчика, обеспечивающей защиту от бокового удара вблизи лицевой стороны датчика.

Квази-встраиваемый или полуутопленный монтаж

Условия установки квази-встраиваемого датчика:

Стандартные встраиваемые датчики / Датчики для скрытого монтажа можно установить так, чтобы чувствительная поверхность находилась заподлицо с монтажной поверхностью или крепежной гайкой. Для полуутопленного монтажа требуется, чтобы лицевая поверхность датчика была немного выдвинута за металлическую монтажную поверхность или крепежную гайку, как показано ниже.

Монтажный металлический или монтажный крепеж не должны находиться в безметалловой зоне, в противном случае может произойти предварительное демпфирование или срабатывание датчика.

В заключение, выбор подходящего датчика для применения должен включать не только оценку корпуса датчика, диапазона чувствительности и типа электрического выхода, но также следует учитывать условия установки датчика. Всегда обращайтесь к соответствующему каталогу или техническому описанию, если вы беспокоитесь о наличии монтажных кронштейнов или другого металла в зоне монтажа.

Коммутационные схемы — обзор

9.5.11 Коммутация каналов и коммутация пакетов

В ISDN, которая представляет собой технологию с коммутацией каналов (по сравнению с коммутацией пакетов), сигналы от всех клиентов являются цифровыми и остаются цифровыми до места назначения. Голосовые или любые другие аналоговые сигналы сначала кодируются с помощью импульсной кодовой модуляции, то есть аналоговый сигнал дискретизируется, квантуется и кодируется в цифровом виде для передачи по сети.

При коммутации каналов ⁴⁰ соединение (канал) устанавливается между двумя конечными точками до начала передачи данных и разрывается по завершении сквозной связи.Конечные точки распределяют и резервируют полосу пропускания соединения сразу после установки на весь срок, даже если данные не передаются во время временных пауз. Даже когда соединение использует мультиплексированные сигналы, назначенные биты в кадре мультиплексирования будут переданы и останутся выделенными для этого соединения в течение всего срока действия этого соединения. Задержка передачи от конца до конца — это задержка распространения по сети, которая обычно очень мала — доли секунды даже для спутниковых каналов.Небольшие задержки могут быть большим преимуществом, когда сообщение необходимо передать в режиме реального времени.

Каналы с коммутацией каналов (также называемые услугами с коммутацией каналов) идеально подходят для популярного типа мультимедиа, известного как потоковый мультимедийный трафик. Потоковые медиа аналогичны вещательным медиа в том смысле, что аудио или видео материал создается, как только компьютер получает данные через Интернет. По самой своей природе потоковые мультимедиа должны непрерывно поступать на компьютер пользователя, поэтому они не могут следовать тем же правилам трафика, что и обычные данные, которые могут быть «прерывистыми» ⁴¹ и допускать длительные задержки (например, трафик электронной почты).Обычно мы классифицируем данные как прерывистые; однако видео также может быть прерывистым, но менее резким. Коммутация цепи, однажды установленная, эквивалентна прямому подключению. Он имеет желательно небольшую и постоянную задержку по цепи, и данные поступают в том же порядке, в котором они были отправлены, и в этом смысле он идеально подходит для передачи голоса, музыки и видео. С другой стороны, переключение каналов, даже несмотря на то, что оно быстрое и идеальное для потоковой передачи, может быть очень неэффективным, поскольку большинство каналов в любой момент времени будут бездействовать.Кроме того, по сравнению с коммутацией пакетов, пропускная способность канала полностью выделяется на время соединения. Поскольку соединение является выделенным, его нельзя использовать для передачи каких-либо других данных, даже если канал свободен, следовательно, пропускная способность канала тратится. При коммутации каналов выделенный канал резервируется, в то время как при коммутации пакетов происходит совместное использование ресурсов. Таким образом, коммутация пакетов в настоящее время является основной услугой. Пакетная коммутация обсуждается на протяжении всей главы, например, в разделе 9.5.12 и в конце раздела 9.5.14. Подводя итог, можно сказать, что при передаче цифрового сообщения (файла, веб-страницы и т. Д.) Через локальную сеть или Интернет используется коммутация пакетов, которая представляет собой метод передачи данных, при котором сообщение сначала разделяется на пакеты (относительно небольшая часть сообщения). ) и передаются к месту назначения по каналам, выделенным для соединения, только на время передачи пакета. Для Интернета обычно пакеты размером 64 килобайта называются IP-дейтаграммами, а 1.5 килобайт для пакетов Ethernet. Каждый пакет имеет сообщение и идентификатор пункта назначения и пересылается по любому доступному каналу (т. Е. Дейтаграммы одной группы могут перемещаться по разным путям) до достижения одного и того же пункта назначения, что необязательно в одно и то же время. Порядковые номера пакетов для идентификации его места в сообщении и места назначения требуются, когда пакеты могут быть потеряны в пути, чтобы идентифицировать пропущенные пакеты. По прибытии пакеты собираются заново в том же порядке, что и в исходном сообщении.Отправка сообщения небольшими частями делает передачу данных более надежной, эффективной и успешной, чем отправка большого файла. Для перегруженных сетей больше шансов найти менее перегруженный путь для небольших пакетов. Кроме того, если пакет не получен, необходимо повторно отправить только отсутствующий. Также при потоковой передаче мультимедиа формат дейтаграммы полезен, так как часто можно допустить отбрасывание нескольких дейтаграмм.

Моностабильный мультивибратор — The One-shot Monostable

Мультивибраторы

формируют выходную волну по форме, напоминающую симметричную или асимметричную прямоугольную волну, и поэтому являются наиболее часто используемыми из всех генераторов прямоугольной волны.Мультивибраторы принадлежат к семейству осцилляторов, обычно называемых «Осцилляторы релаксации ».

Вообще говоря, дискретные мультивибраторы состоят из двух транзисторных перекрестно связанных переключающих схем, спроектированных таким образом, что один или несколько ее выходов возвращаются в качестве входа в другой транзистор с цепью резисторов и конденсаторов (RC), подключенных через них для создания обратной связи. резервуарный контур.

Мультивибраторы

имеют два различных электрических состояния: выходное «ВЫСОКОЕ» и выходное «НИЗКОЕ» состояние, придающее им либо стабильное, либо квазистабильное состояние в зависимости от типа мультивибратора.Один такой тип конфигурации генератора импульсов с двумя состояниями называется Моностабильные мультивибраторы .

МОП-транзистор Моностабильный

Моностабильные мультивибраторы имеют только стабильное состояние ONE (отсюда и их название: «Моно») и выдают один выходной импульс при внешнем запуске. Моностабильные мультивибраторы возвращаются в свое первое исходное и стабильное состояние только через период времени, определяемый постоянной времени RC-соединенной цепи.

Рассмотрим схему MOSFET слева. Резистор R и конденсатор C образуют RC-цепочку синхронизации. N-канальный полевой МОП-транзистор в режиме улучшения включен из-за напряжения на конденсаторе, когда светодиод, подключенный к стоку, также включен.

Когда переключатель замкнут, конденсатор замыкается накоротко и поэтому разряжается, в то же время затвор полевого МОП-транзистора замыкается на землю. MOSFET и, следовательно, светодиод выключены. Пока переключатель замкнут, цепь всегда будет «ВЫКЛЮЧЕНА» и находится в «нестабильном состоянии».

Когда переключатель разомкнут, полностью разряженный конденсатор начинает заряжаться через резистор R со скоростью, определяемой постоянной времени RC цепи резистор-конденсатор. Как только напряжение зарядки конденсаторов достигает нижнего порогового уровня напряжения затвора полевого МОП-транзистора, полевой МОП-транзистор переключается в положение «ВКЛ» и загорается светодиод, возвращая схему обратно в стабильное состояние.

Затем применение переключателя приводит к переходу схемы в нестабильное состояние, в то время как постоянная времени RC-сети возвращает ее обратно в стабильное состояние после заданного периода времени, тем самым создавая очень простой «одноразовый» или моностабильный мультивибратор . Схема MOSFET.

Моностабильные мультивибраторы или «одноразовые мультивибраторы», как их еще называют, используются для генерации одиночного выходного импульса заданной ширины, «ВЫСОКАЯ» или «НИЗКАЯ», когда применяется подходящий внешний сигнал запуска или импульс T. . Этот сигнал запуска инициирует цикл синхронизации, который заставляет выход моностабильного устройства изменять свое состояние в начале цикла синхронизации и оставаться в этом втором состоянии.

Цикл синхронизации моностабильного устройства определяется постоянной времени конденсатора синхронизации C _T и резистора R _T до тех пор, пока он не сбросится или не вернется в исходное (стабильное) состояние.Затем моностабильный мультивибратор будет оставаться в этом исходном стабильном состоянии неопределенно долго, пока не будет получен другой входной импульс или сигнал запуска. Тогда моностабильные мультивибраторы имеют только стабильное состояние ONE и проходят полный цикл в ответ на один запускающий входной импульс.

Схема моностабильного мультивибратора

Базовая схема моностабильного мультивибратора на коллекторном транзисторе и связанные с ней формы сигналов показаны выше.При первой подаче питания база транзистора TR2 подключается к Vcc через резистор смещения R _T, тем самым переводя транзистор в состояние «полностью ВКЛЮЧЕНО» и переходя в режим насыщения, и одновременно переводя TR1 в состояние «ВЫКЛ». Это представляет собой «стабильное состояние» схемы с нулевым выходом. Следовательно, ток, протекающий в насыщенном базовом выводе TR2, будет равен Ib = (Vcc — 0,7) / R _T.

Если теперь на вход подается отрицательный пусковой импульс, быстро затухающий фронт импульса пройдет прямо через конденсатор C1 на базу транзистора TR1 через блокирующий диод, включив его.Коллектор TR1, который ранее был на Vcc, быстро падает до ниже нуля вольт, эффективно обеспечивая конденсатору C _T обратный заряд -0,7 В на его пластинах. Это действие приводит к тому, что транзистор TR2 теперь имеет отрицательное базовое напряжение в точке X, при этом транзистор полностью выключен. Затем это представляет второе состояние схемы, «нестабильное состояние» с выходным напряжением, равным Vcc.

Конденсатор синхронизации, C _T начинает разряжать это -0,7 В через резистор синхронизации R _T, пытаясь зарядить до напряжения питания Vcc.Это отрицательное напряжение на базе транзистора TR2 начинает постепенно уменьшаться со скоростью, определяемой постоянной времени комбинации R _T C _T. Когда базовое напряжение TR2 снова увеличивается до Vcc, транзистор начинает проводить и при этом снова выключается транзистор TR1, в результате чего моностабильный мультивибратор автоматически возвращается в исходное стабильное состояние, ожидая второго отрицательного триггерного импульса для перезапуска процесс еще раз.

Моностабильные мультивибраторы могут генерировать очень короткий импульс или гораздо более длинный сигнал прямоугольной формы, передний фронт которого нарастает во времени с внешним импульсом запуска, а задний фронт зависит от постоянной времени RC используемых компонентов обратной связи.Эта постоянная времени RC может изменяться со временем для создания серии импульсов, которые имеют контролируемую фиксированную временную задержку по отношению к исходному запускающему импульсу, как показано ниже.

Формы сигналов моностабильного мультивибратора

Постоянная времени моностабильных мультивибраторов может быть изменена путем изменения номиналов конденсатора, C _T резистора, R _T или обоих. Моностабильные мультивибраторы обычно используются для увеличения ширины импульса или для создания временной задержки в цепи, так как частота выходного сигнала всегда такая же, как и для входного импульса запуска, единственная разница заключается в ширине импульса.

Моностабильные мультивибраторы TTL / CMOS

Помимо производства моностабильных мультивибраторов из отдельных дискретных компонентов, таких как транзисторы, мы также можем создавать моностабильные схемы с использованием общедоступных интегральных схем. Следующая схема показывает, как можно построить базовую схему моностабильного мультивибратора, используя всего два логических логических элемента «ИЛИ-ИЛИ» с 2 входами.

NOR Gate Моностабильный

Предположим изначально, что триггерный вход имеет НИЗКИЙ уровень на логическом уровне «0», так что выход первого элемента ИЛИ-НЕ U1 имеет ВЫСОКИЙ уровень на логическом уровне «1» (принципы ИЛИ-ИЛИ).Резистор R _T подключен к источнику питания, поэтому он также равен логическому уровню «1», что означает, что конденсатор C _T имеет одинаковый заряд на обеих своих пластинах. Таким образом, соединение V1 равно этому напряжению, поэтому выходной сигнал второго логического элемента ИЛИ-НЕ U2 будет НИЗКИМ на логическом уровне «0». Это представляет собой «стабильное состояние» схемы с нулевым выходом.

Когда на вход подается положительный пусковой импульс в момент времени t ₀, выход первого логического элемента ИЛИ-ИЛИ U1 становится НИЗКИМ, забирая с собой левую пластину конденсатора C _T, тем самым разряжая конденсатор.Поскольку обе пластины конденсатора теперь находятся на логическом уровне «0», то же самое происходит и на входе второго логического элемента ИЛИ-НЕ, U2, что приводит к выходу, равному логическому уровню «1». Затем это представляет второе состояние схемы, «нестабильное состояние» с выходным напряжением, равным + Vcc.

Второй вентиль ИЛИ-НЕ, U2, будет поддерживать это второе нестабильное состояние до тех пор, пока конденсатор синхронизации не будет заряжаться через резистор R _T не достигнет минимального входного порогового напряжения U2 (приблизительно 2,0 В), что приведет к изменению состояния в виде логического уровня. На его входах появилось значение «1».Это приводит к сбросу выхода на логический «0», который, в свою очередь, возвращается (контур обратной связи) на один вход U2. Это действие автоматически возвращает моностабильное устройство обратно в исходное стабильное состояние и ожидает второго триггерного импульса для повторного перезапуска процесса отсчета времени.

Формы сигналов моностабильного затвора NOR

Это дает нам уравнение для периода времени цепи как:

Где R — в Ом, а C — в фарадах.

Мы также можем изготавливать генераторы моностабильных импульсов с использованием специальных ИС, и уже существуют интегральные схемы, предназначенные для этого, такие как стандартный моностабильный мультивибратор с однократным запуском 74LS121 или моностабильный мультивибратор 74LS123 или 4538B с повторным запуском, которые могут выдавать выходные импульсы с длительностью импульса от От 40 наносекунд до 28 секунд при использовании только двух внешних компонентов синхронизации RC с шириной импульса, заданной как: T = 0.69RC за секунды.

74LS121 Моностабильный генератор

Эта ИС генератора моностабильных импульсов может быть сконфигурирована для создания выходного импульса либо по переднему фронту, либо по заднему фронту импульса триггера. 74LS121 может генерировать импульсы шириной от 10 нс до 10 мс при максимальном временном резисторе 40 кОм и максимальном временном конденсаторе 1000 мкФ.

Краткое описание моностабильных мультивибраторов

Подводя итог, можно сказать, что схема моностабильного мультивибратора имеет только стабильное состояние ONE , что делает ее генератором одноразовых импульсов.При срабатывании короткого внешнего триггерного импульса положительного или отрицательного.

После запуска моностабильный изменяет состояние и остается в этом втором состоянии в течение периода времени, определяемого предварительно установленным периодом времени используемых компонентов синхронизации RC-обратной связи. По прошествии этого периода времени моностабильный терминал автоматически возвращается в исходное низкое состояние, ожидая второго пускового импульса.

Таким образом, моностабильные мультивибраторы

могут рассматриваться как генераторы запускаемых импульсов и обычно используются для создания временной задержки в цепи, поскольку частота выходного сигнала такая же, как и для входного импульса запуска, единственная разница заключается в ширине импульса.

Одним из основных недостатков «моностабильных мультивибраторов» является то, что время между приложением следующего запускающего импульса должно быть больше, чем предварительно установленная постоянная времени RC цепи, чтобы дать конденсатору время для заряда и разряда.

В следующем руководстве по мультивибраторам мы рассмотрим один, который имеет ДВА стабильных состояний, для которого требуется два триггерных импульса для переключения из одного стабильного состояния в другое. Этот тип схемы мультивибратора называется бистабильным мультивибратором, также известным под более распространенным названием «триггеры».