Ազդանշանի մակարդակը կամ հաստատուն լարումը նշելու համար հաճախ օգտագործվում են հոսանք, պոլիհամադրիչ միկրոսխեմաներ, ինչպիսիք են AN6884, KA2284, BA6124 կամ շատ այլ նմանատիպեր: Այդպիսի միկրոսխեման իրենից ներկայացնում է համեմատիչների մի շարք՝ լուսադիոդների ելքերով, ինչպես նաև չափիչ միացումով և նախաուժեղացման սխեմայով, դետեկտորով:

Նկար 1-ը ցույց է տալիս AN6884, KA2284, BA6124 միկրոսխեմաների միացման բնորոշ դիագրամ: Կան նվազագույն մանրամասներ, և մենք ստանում ենք հինգ շեմի մակարդակի ցուցանիշ: LED-ները աշխատում են «ջերմաչափ» սկզբունքով, այսինքն՝ եթե դրանք հաջորդաբար տեղադրվեն գծի մեջ և այդ ամենը ճանաչեն որպես շարունակական գիծ, ​​ապա որքան մեծ է ազդանշանը, այնքան երկար է գիծը (այնքան ավելի շատ LED-ներ են վառվում):

Բայց, լինում են դեպքեր, երբ անհրաժեշտ է ոչ միայն տեսողականորեն որոշել ազդանշանի մակարդակը, այլ նաև որոշակի միջոցներ ձեռնարկել, եթե ազդանշանի մակարդակը հասել է որոշակի մակարդակի։ Օրինակ, երբ HL5 LED- ը վառվում է, էլեկտրամագնիսական ռելեը պետք է միանա և միացնի որոշակի բեռ կամ սարք իր կոնտակտներով:

Ռելեների միացման դիագրամ

Նկար 2-ը ցույց է տալիս, թե ինչպես կարող եք միացնել ռելեի կծիկը: Բայց նախ, ուշադրություն դարձրեք Նկար 1-ին. բոլոր LED-ները ուղղակիորեն միացված են միկրոսխեմայի ելքերին, առանց ընթացիկ սահմանափակող դիմադրիչների: Չնայած գրականության մեջ կան ընթացիկ սահմանափակող դիմադրիչներով սխեմաներ:

Փաստորեն, AN6884, KA2284, BA6124 միկրոսխեմաների և դրանց անալոգների վերաբերյալ ընթացիկ սահմանափակող դիմադրիչների կարիք չկա, քանի որ միկրոսխեմայի ներսում յուրաքանչյուր ելքի վրա կա ընթացիկ սահմանափակող միացում: Հետևաբար, ելքի և դրական հոսանքի ռելսի միջև լարումը երբեք ավելի մեծ չէ, քան LED-ի վրա առաջ լարման անկումը:

Բրինձ. 1. Տիպիկ սխեմա AN6884, KA2284, BA6124 միկրոսխեմաների միացման համար:

Բրինձ. 2. Ռելեի միացման դիագրամ ազդանշանի ցուցիչի ալիքին:

Բայց նման փոքր լարումը բավարար չէ ռելեին փաթաթելու և հաճախ նույնիսկ տրանզիստորի անջատիչ բացելու համար: Այնուամենայնիվ, դուք կարող եք մեծացնել լարումը ելքի և հոսանքի ավտոբուսի միջև պարզապես միացնելով լրացուցիչ ընթացիկ սահմանափակող դիմադրությունը (R2-ը Նկար 2-ում): Դրա շնորհիվ միկրոշրջանի ելքի և հոսանքի ավտոբուսի միջև լարումը մեծանում է։ Այս ռեզիստորի դիմադրությունը փոխելով դուք կարող եք սահմանել անհրաժեշտ լարումը:

Նկար 2-ը ցույց է տալիս ռելեի ոլորուն կառավարման միացում՝ միացնելով այն, երբ միացված է HL5 LED-ը: Երբ HL5-ը միացված է, 1-ին կապում լարումը նվազում է ընդհանուր մինուսի համեմատ, բայց մեծանում է էներգիայի ավտոբուսի համեմատ: Հասնում է VT1 տրանզիստորի բացման համար բավարար մակարդակի: Այն բացվում է, և դրանից հետո բացվում է ավելի հզոր տրանզիստոր VT2: Եվ իր կոլեկտորային միացումում ռելեի ոլորուն K1 միացված է:

Ռելեի մատակարարման լարումը կարող է տարբերվել միկրոսխեմայի մատակարարման լարումից: Ճիշտ նույն կերպ, դուք կարող եք ռելեը միացնել միկրոսխեմայի ցանկացած այլ ելքի հետ, ինչպիսիք են AN6884, KA2284, BA6124, և նույնիսկ հինգ ռելե պատրաստել՝ ըստ ելքերի քանակի:

Հետո՞ սա անհրաժեշտ է: Պատճառները շատ կարող են լինել։ Օրինակ, եթե ձայնի մակարդակը գերազանցում է, դուք պետք է անջատեք ձայնի աղբյուրը կամ միացնեք ահազանգը:

Կամ դուք պետք է արձագանքեք բեռի ավելցուկային հոսանքին: Կամ դուք կարող եք կատարել անջատիչ, որը բաղկացած է փոփոխական ռեզիստորից և այս միացումից: Երբ դուք պտտում եք փոփոխական ռեզիստորի գլխիկը, միկրոշրջանի մուտքի լարումը կփոխվի, և ռելեները կմիանան նրա ելքերում:

Ազդանշանի հեռացում ցուցիչից

Եթե ​​Ձեզ անհրաժեշտ է կառավարել ոչ թե ռելե, այլ ինչ-որ թվային սարք, օրինակ, երբ որոշակի ազդանշանի մակարդակը գերազանցում է, տրամաբանականը կիրառեք միկրոկոնտրոլերի կամ ազդանշանային սարքի մուտքի վրա, կարող եք հավաքել Նկար 3-ում ներկայացված սխեման: Այստեղ, որպես օրինակ, մենք վերցնում ենք նաև տարբերակը HL5 LED-ով, չնայած, իհարկե, դա հնարավոր է միկրոսխեմայի ցանկացած այլ ելքից:

Նկ.3. Ցուցանիշի հատվածից տրամաբանական ազդանշան ստանալու շղթա:

Երբ HL5-ը բռնկվում է, VT1-ի հիմքում լարումը սեփական թողարկիչի նկատմամբ մեծանում է, տրանզիստորը բացվում է, և լարումը նրա կոլեկտորի մոտ մեծանում է մինչև տրամաբանական մակարդակ, որը համապատասխանում է միկրոսխեմայի մատակարարման լարմանը:

Բրինձ. 4. Միացում օպտո-մեկուսացման հետ:

Դե, վերջին տարբերակն այն է, որ օգտագործեք օպտոկապլեր: Դուք կարող եք օգտագործել ցանկացած օպտոկապլեր՝ կա՛մ հզոր տրիակով՝ ինչ-որ ջեռուցիչ կառավարելու համար (այսպես կոչված՝ «պինդ վիճակի ռելե»), կա՛մ ցածր էներգիայի տրանզիստոր՝ հրամանը մեկ այլ շղթա փոխանցելու համար:

Ամեն դեպքում, կա երկու տարբերակ. կա՛մ միացնել օպտոկապլեր LED-ը ցուցիչի LED-ի հետ, ինչպես ցույց է տրված Նկար 4-ում, կամ դրա փոխարեն, ինչպես ցույց չի տրված նկարում, բայց կարող եք գուշակել, բայց միայն եթե կա: ցուցումների կարիք չկա.

Karavkin V. RK-2016-04.

Համար միացնելով բեռը միկրոկառավարիչինձեզ անհրաժեշտ կլինեն հետևյալ բաները.

• ինքս ինձ միկրոկոնտրոլեր
• երկբևեռ տրանզիստորի NPN տեսակը
• երկու դիմադրություն R1 (500 Ohm) և R2 (5 kOhm)

Բեռի միացման դիագրամի կազմում

Այսպիսով. Առավելագույն հոսանքը մեկ փին միկրոկոնտրոլեր 20մԱ է, ելքային լարումը 5Վ։ Օրինակ, մենք ուզում ենք միացնել միկրոկառավարիչին DC stepper շարժիչ՝ կառավարման լարման 12V, հոսանք 200mA: Միացման դիագրամը հետևյալն է.

Բեռը միացնելով միկրոկառավարիչին

Հսկիչ տրանզիստորի հաշվարկ

Times ելքային հոսանք միկրոկոնտրոլերկարող է լինել առավելագույնը 20 մԱ, բայց դուք պետք է ստանաք 200 մԱ, այնուհետև պետք է ընտրեք NPN տրանզիստոր նվազագույն շահույթով

hFE = 200 մԱ / 20 մԱ = 10

Ընդհանուր առմամբ, խոսափողից առավելագույնը 20 մԱ ելքը համարվում է վատ ձև, ուստի եկեք հաշվենք 10 մԱ ելքի վրա: Այսպիսով, ստեղծեք անկում բեռներիմեր միկրոկոնտրոլերերկու անգամ, այժմ մենք կընտրենք նվազագույն գործակից ունեցող տրանզիստոր

hFE = 200 մԱ / 10 մԱ = 20

Այս դեպքում կոլեկտորի առավելագույն հոսանքը և, համապատասխանաբար, բեռի հոսանքը կլինի

Ic=Ib*hFE=0.01A*20=0.2A=200mA

Այսպիսով, եկեք ընտրենք ցանկացած տրանզիստոր, որը հարմար է մեզ, օրինակ, բուրժուական 337 մ.թ.ա.

Երկբևեռ NPN տրանզիստորի BC337 բնութագրերը հետևյալն են.

• Vcb max = 50V
• Vce max = 45V
• Veb max = 5V
• Ic max = 0.8A
• hFE = 100

Օ՜, Աստված իմ: hFE=100! Սա նշանակում է, որ բեռնվածքի հոսանքը հավասար կլինի Ic=0.01*100=1A.

Ո՛չ։ Այս դեպքում տրանզիստորը կբացվի լայն բաց, նա պատրաստ կլինիարտադրեք դրա համար առավելագույն թույլատրելի հոսանքը 0,8 Ա (տես վերևի բնութագրերը), բայց իրականում կոլեկտոր-էմիտրի միացումում հոսանքը կլինի շարժիչի ընթացիկ սպառումը (մեր դեպքում շարժիչը «ուտում է» 200 մԱ):

Սահմանափակող ռեզիստորի հաշվարկ

Առաջին հերթին, մենք պետք է ընտրենք ռեզիստոր R1, որպեսզի այն սահմանափակի դուրս եկող հոսանքը միկրոկոնտրոլեր. Հաշվարկը պարզ է. անհրաժեշտ է 5 Վ սնուցման լարումը բաժանել 10 մԱ առավելագույն հոսանքի վրա:

R1 = 5V / 0.01A = 500Ohm

R2 ռեզիստորը չէ ծանրաբեռնվածություն, անհրաժեշտ է, որպեսզի բազայից լարումը հանելուց հետո մնացյալ հոսանքը արանքում միկրոկոնտրոլերև տրանզիստորի հիմքը օդափոխվել է դեպի գետնին: Հակառակ դեպքում, հնարավոր է, որ տրանզիստորը բաց մնա կառավարման իմպուլսի հեռացումից հետո: R2 ռեզիստորի առաջարկվող արժեքը 10 անգամ ավելի մեծ է, քան R1-ը

Ի՞նչ բեռի մասին է խոսքը։ Այո, ցանկացածի մասին՝ ռելեներ, լամպեր, էլեկտրամագնիսական սարքեր, շարժիչներ, միանգամից մի քանի լուսադիոդներ կամ ծանր ուժային լուսադիոդային լուսարձակ: Մի խոսքով, ամեն ինչ, որը սպառում է ավելի քան 15 մԱ և/կամ պահանջում է սնուցման լարման ավելի քան 5 վոլտ:

Վերցրեք, օրինակ, ռելե: Թող դա լինի BS-115C: Ոլորման հոսանքը մոտ 80 մԱ է, ոլորման լարումը 12 վոլտ է: Առավելագույն կոնտակտային լարումը 250V և 10A:

Ռելեը միկրոկառավարիչին միացնելը խնդիր է, որն առաջացել է գրեթե բոլորի համար: Խնդիրներից մեկն այն է, որ միկրոկոնտրոլերը չի կարող ապահովել կծիկի նորմալ աշխատանքի համար անհրաժեշտ հզորությունը: Առավելագույն հոսանքը, որով կարող է անցնել կարգավորիչի ելքը, հազվադեպ է գերազանցում 20 մԱ-ը, և սա դեռ համարվում է զովացուցիչ՝ հզոր ելք: Սովորաբար ոչ ավելի, քան 10 մԱ: Այո, այստեղ մեր լարումը 5 վոլտից բարձր չէ, իսկ ռելեին 12 վոլտ է պահանջում։ Իհարկե, կան հինգ վոլտ ունեցող ռելեներ, բայց դրանք երկու անգամից ավելի հոսանք են սպառում։ Ընդհանրապես, որտեղ էլ որ համբուրես էստաֆետը, դա էշ է: Ինչ անել?

Առաջին բանը, որ գալիս է մտքին, տրանզիստոր տեղադրելն է: Ճիշտ լուծումն այն է, որ տրանզիստորը կարելի է ընտրել հարյուրավոր միլիամպերի կամ նույնիսկ ամպերի համար: Եթե ​​մեկ տրանզիստորը բացակայում է, ապա դրանք կարելի է միացնել կասկադներով, երբ թույլը բացում է ավելի ուժեղը։

Քանի որ մենք ընդունել ենք, որ 1-ը միացված է, իսկ 0-ն անջատված է (սա տրամաբանական է, թեև դա հակասում է իմ վաղեմի սովորությանը, որը եկել է AT89C51 ճարտարապետությունից), ապա 1-ը էներգիա կմատակարարի, իսկ 0-ը կհեռացնի բեռը: Վերցնենք երկբևեռ տրանզիստոր: Ռելեդը պահանջում է 80 մԱ, ուստի մենք փնտրում ենք 80 մԱ-ից ավելի կոլեկտորի հոսանք ունեցող տրանզիստոր: Ներմուծված տվյալների թերթիկներում այս պարամետրը կոչվում է Ic, մեր մոտ Ic առաջին բանը, որ մտքովս անցավ, դա KT315-ն էր՝ սովետական ​​գլուխգործոց տրանզիստորը, որն օգտագործվում էր գրեթե ամենուր :) Այսպիսի նարնջագույն: Այն արժե ոչ ավելի, քան մեկ ռուբլի: Կվարձակալվի նաև KT3107 ցանկացած տառային ինդեքսով կամ ներմուծված BC546 (ինչպես նաև BC547, BC548, BC549): Տրանզիստորի համար, առաջին հերթին, անհրաժեշտ է որոշել տերմինալների նպատակը: Որտեղ է կոլեկտորը, որտեղ է հիմքը և որտեղ է արտանետիչը: Սա լավագույնս արվում է տվյալների թերթիկի կամ տեղեկատուի միջոցով: Ահա, օրինակ, մի հատված տվյալների աղյուսակից.

Եթե ​​նայեք նրա առջևի կողմին՝ մակագրություններով, և պահեք այն ոտքերը ներքեւ, ապա եզրակացությունները՝ ձախից աջ՝ Emitter, Collector, Base:

Մենք վերցնում ենք տրանզիստորը և միացնում այն ​​այս դիագրամի համաձայն.

Կոլեկցիոները՝ բեռին, արտանետողը, նետովը՝ գետնին։ Եվ հիմքը դեպի վերահսկիչի ելքը:

Տրանզիստորը հոսանքի ուժեղացուցիչ է, այսինքն, եթե մենք հոսանք անցկացնենք Base-Emitter շղթայով, ապա կոլեկցիոներ-Էմիտեր շղթայով կարող է անցնել մի հոսանք, որը հավասար է մուտքագրմանը, որը բազմապատկվում է h fe-ի շահույթով:
h fe-ն այս տրանզիստորի համար մի քանի հարյուր է: 300-ի նման մի բան, ստույգ չեմ հիշում։

Միկրոկարգավորիչի առավելագույն ելքային լարումը, երբ մատակարարվում է միավորի պորտին = 5 վոլտ (այստեղ կարելի է անտեսել Base-Emitter հանգույցում 0,7 վոլտ լարման անկումը): Բազային շղթայում դիմադրությունը 10000 ohms է: Սա նշանակում է, որ հոսանքը, ըստ Օհմի օրենքի, հավասար կլինի 5/10000 = 0.0005A կամ 0.5mA - բոլորովին աննշան հոսանք, որից վերահսկիչը նույնիսկ չի քրտնի: Եվ ելքը ժամանակի այս պահին կլինի I c =I be *h fe =0.0005*300 = 0.150A: 150 մԱ-ն ավելի քան 100 մԱ է, բայց դա պարզապես նշանակում է, որ տրանզիստորը կբացվի լայն բաց և կստեղծի առավելագույնը, ինչ կարող է: Սա նշանակում է, որ մեր relyuha կստանա լիարժեք սնուցում:

Բոլորը գոհ են, բոլորը գո՞հ են։ Բայց ոչ, այստեղ խայտառակություն կա: Ռելեում որպես ակտուատոր օգտագործվում է կծիկ։ Իսկ կծիկը ուժեղ ինդուկտիվություն ունի, ուստի հնարավոր չէ կտրուկ անջատել դրա հոսանքը։ Եթե ​​փորձեք դա անել, ապա էլեկտրամագնիսական դաշտում կուտակված պոտենցիալ էներգիան դուրս կգա այլ տեղ։ Զրոյական ընդմիջման հոսանքի դեպքում այս տեղը կլինի լարումը. հոսանքի կտրուկ ընդհատումով, կծիկի վրայով լարման հզոր ալիք կլինի՝ հարյուրավոր վոլտ: Եթե ​​հոսանքն ընդհատվում է մեխանիկական շփման միջոցով, ապա օդի խզում կլինի՝ կայծ: Իսկ եթե այն կտրես տրանզիստորով, այն ուղղակի կկործանվի։

Մենք պետք է ինչ-որ բան անենք, ինչ-որ տեղ կծիկի էներգիան դնելու համար: Խնդիր չէ, եկեք փակենք ինքներս մեզ՝ դիոդ տեղադրելով։ Նորմալ աշխատանքի ընթացքում դիոդը միացված է լարման հակառակ և դրա միջով հոսանք չի անցնում: Իսկ երբ անջատված է, ինդուկտիվության լարումը կլինի մյուս ուղղությամբ և կանցնի դիոդով։

Ճիշտ է, լարման ալիքներով այս խաղերը վատ ազդեցություն են ունենում սարքի էլեկտրամատակարարման ցանցի կայունության վրա, ուստի իմաստ ունի պտտել հարյուր և ավելի միկրոֆարադների էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորը կծիկների մոտ սնուցման պլյուս և մինուս միջև: Այն կվերցնի պուլսացիայի մեծ մասը:

Գեղեցկություն։ Բայց դուք կարող եք նույնիսկ ավելի լավ անել՝ նվազեցնել ձեր սպառումը: Ռելեն ունի բավականին մեծ ընդմիջման հոսանք, բայց արմատուրա պահող հոսանքը երեք անգամ պակաս է: Կախված է նրանից, թե ում ես ուզում, բայց դոդոշն ինձ ստիպում է կերակրել կծիկը ավելին, քան այն արժանի է: Սա նշանակում է ջեռուցման և էներգիայի սպառում և շատ ավելին: Մենք նաև վերցնում և շղթայի մեջ ենք տեղադրում ռեզիստորով ևս տասը միկրոֆարադի բևեռային կոնդենսատոր: Ինչ է տեղի ունենում հիմա.

Երբ տրանզիստորը բացվում է, C2 կոնդենսատորը դեռ լիցքավորված չէ, ինչը նշանակում է, որ լիցքավորման պահին այն ներկայացնում է գրեթե կարճ միացում, և հոսանքը հոսում է կծիկի միջով առանց սահմանափակումների: Ոչ երկար, բայց սա բավական է ռելեի խարիսխը տեղից կոտրելու համար։ Այնուհետև կոնդենսատորը կլիցքավորվի և կվերածվի բաց միացման: Իսկ ռելեը սնուցվելու է ընթացիկ սահմանափակող ռեզիստորի միջոցով: Դիմադրությունը և կոնդենսատորը պետք է ընտրվեն այնպես, որ ռելեը հստակ գործի:
Տրանզիստորի փակումից հետո կոնդենսատորը լիցքաթափվում է ռեզիստորի միջոցով: Սա հանգեցնում է հակառակ խնդրին. եթե դուք անմիջապես փորձեք միացնել ռելեը, երբ կոնդենսատորը դեռ չի լիցքաթափվել, ապա կարող է բավականաչափ հոսանք չլինել ցնցման համար: Այսպիսով, այստեղ մենք պետք է մտածենք, թե ինչ արագությամբ կկտտացնի ռելեը: Կոնդերը, իհարկե, լիցքաթափվելու է մի քանի վայրկյանում, բայց երբեմն դա չափազանց շատ է:

Ավելացնենք ևս մեկ թարմացում։
Երբ ռելեը բացվում է, մագնիսական դաշտի էներգիան ազատվում է դիոդի միջոցով, միայն միևնույն ժամանակ հոսանքը շարունակում է հոսել կծիկի մեջ, ինչը նշանակում է, որ այն շարունակում է պահել արմատուրան: Հսկիչ ազդանշանի հեռացման և կոնտակտային խմբի կորստի միջև ընկած ժամանակահատվածը մեծանում է: Զապադլո. Անհրաժեշտ է խոչընդոտ ստեղծել հոսանքի հոսքին, բայց այնպես, որ այն չսպանի տրանզիստորին: Եկեք միացնենք zener դիոդը, որի բացման լարումը ցածր է տրանզիստորի սահմանափակող քայքայման լարումից:
Տվյալների թերթիկից երևում է, որ BC549-ի առավելագույն կոլեկցիոներ-բազային լարումը 30 վոլտ է: Մենք պտուտակում ենք zener դիոդը 27 վոլտ - Շահույթ:

Արդյունքում, մենք ապահովում ենք լարման բարձրացում կծիկի վրա, բայց այն վերահսկվում է և ցածր է կրիտիկական խզման կետից: Այսպիսով, մենք զգալիորեն (մի քանի անգամ) նվազեցնում ենք անջատման հետաձգումը:

Այժմ դուք կարող եք ձգվել և սկսել ձեր գլուխը ցավոտ քորել, թե ինչպես կարելի է այս ամբողջ աղբը տեղադրել տպագիր տպատախտակի վրա... Դուք պետք է փոխզիջումներ փնտրեք և թողեք միայն այն, ինչ անհրաժեշտ է տվյալ շղթայում: Բայց սա արդեն ինժեներական բնազդ է և գալիս է փորձով:

Իհարկե, ռելեի փոխարեն կարող եք միացնել էլեկտրական լամպը և էլեկտրամագնիսական սարքը և նույնիսկ շարժիչը, եթե հոսանքն այն տանում է: Որպես օրինակ վերցված է ռելեը։ Դե, իհարկե, լամպը չի պահանջում ամբողջ դիոդային կոնդենսատորի հավաքածուն:

Առայժմ բավական է: Հաջորդ անգամ ես ձեզ կասեմ Darlington հավաքների և MOSFET անջատիչների մասին:

Բարև Geektimes:

Հզոր բեռների կառավարումը բավականին տարածված թեմա է այն մարդկանց շրջանում, ովքեր այս կամ այն ​​կերպ մտահոգված են տնային ավտոմատացման հարցերով, և ընդհանրապես, անկախ պլատֆորմից՝ լինի դա Arduino, Rapsberry Pi, Unwired One կամ մի այլ հարթակ, միացրեք և անջատեք այն: Վաղ թե ուշ պետք է օգտագործվի տաքացուցիչ, կաթսա կամ օդափոխիչ:

Այստեղ ավանդական երկընտրանքն այն է, թե իրականում ինչով պետք է երթևեկել: Ինչպես շատերն են սովորել իրենց տխուր փորձից, չինական ռելեները չունեն համապատասխան հուսալիություն. հզոր ինդուկտիվ բեռը միացնելիս կոնտակտները ուժեղ կայծ են տալիս, և մի պահ նրանք կարող են պարզապես կպչել: Դուք պետք է տեղադրեք երկու ռելե, երկրորդը բացումից պաշտպանվելու համար:

Ռելեի փոխարեն կարող եք տեղադրել տրիակ կամ պինդ վիճակի ռելե (ըստ էության, նույն թրիստորը կամ դաշտային էֆեկտի սարքը տրամաբանական ազդանշանի կառավարման սխեմայով և օպտոկուլյորով մեկ փաթեթում), բայց նրանք ունեն ևս մեկ թերություն՝ տաքանում են։ Համապատասխանաբար, անհրաժեշտ է ռադիատոր, որը մեծացնում է կառուցվածքի չափերը:

Ես ուզում եմ ձեզ պատմել մի պարզ և բավականին ակնհայտ, բայց միևնույն ժամանակ հազվադեպ հանդիպող սխեմայի մասին, որը կարող է դա անել.

• Մուտքի և բեռի գալվանական մեկուսացում
• Ինդուկտիվ բեռների անջատում առանց հոսանքի և լարման ալիքների
• Չկա զգալի ջերմություն նույնիսկ առավելագույն հզորության դեպքում

Բայց նախ՝ մի քանի նկարազարդումներ։ Բոլոր դեպքերում օգտագործվել են TRJ և TRIL սերիաների TTI ռելեներ, իսկ որպես բեռ՝ 650 Վտ հզորությամբ փոշեկուլ։

Դասական սխեման - մենք միացնում ենք փոշեկուլը սովորական ռելեի միջոցով: Այնուհետև մենք միացնում ենք օսցիլոսկոպը փոշեկուլին (Զգուշացում: Կամ օսցիլոսկոպը կամ փոշեկուլը, կամ ավելի լավ է, երկուսն էլ պետք է գալվանապես մեկուսացված լինեն գետնից: Ձեր մատները կամ ձվերը մի դրեք աղամանի մեջ: Նրանք չեն. կատակեք 220 Վ!) և նայեք:

Ներառում:

Ես ստիպված էի հասնել ցանցի գրեթե առավելագույն լարման (փորձել էլեկտրամագնիսական ռելեը զրոյական խաչմերուկին կապել աղետալի խնդիր է. այն չափազանց դանդաղ է): Գրեթե ուղղահայաց ճակատներով կարճ ալիք բարձրացավ երկու ուղղություններով, և միջամտությունը թռավ բոլոր ուղղություններով: Ակնկալվում է.

Անջատել:

Ինդուկտիվ բեռի վրա լարման հանկարծակի կորուստը լավ բան չի խոստանում. ալիքը կթռչի դեպի վեր: Բացի այդ, դուք տեսնու՞մ եք այս աղմուկը սինուսային ալիքի վրա իրական անջատումից միլիվայրկյան առաջ: Սա այն ռելեի կոնտակտների կայծն է, որոնք սկսել են բացվել, որոնց պատճառով դրանք մի օր կխրվեն։

Այսպիսով, ինդուկտիվ բեռը «մերկ» ռելեով փոխելը վատ է: ի՞նչ ենք անելու։ Եկեք փորձենք ավելացնել snubber - RC շղթա 120 Ohm ռեզիստորից և 0.15 μF կոնդենսատորից:

Ներառում:

Ավելի լավ, բայց ոչ շատ: Արտանետումը նվազել է բարձրությամբ, բայց ընդհանուր առմամբ պահպանվել է:

Անջատել:

Նույն պատկերը. Բեկորները մնացին, ավելին, ռելեի կոնտակտների կայծը մնաց, թեև մեծապես նվազեց:

Եզրակացություն՝ նվնվոցով ավելի լավ է, քան առանց մռութի, բայց դա գլոբալ առումով խնդիր չի լուծում։ Այնուամենայնիվ, եթե ցանկանում եք փոխարկել ինդուկտիվ բեռները սովորական ռելեով, տեղադրեք նավատորմ: Գնահատումները պետք է ընտրվեն որոշակի բեռի համար, սակայն 1-Վտ հզորությամբ դիմադրությունը 100-120 Օմ-ով և կոնդենսատորը 0,1 μF-ով, թվում է, որ ողջամիտ տարբերակ են այս դեպքում:

Հարակից գրականություն. Agilent - Դիմումի նշում 1399, «Maximizing the Life Spen of Your Relays»: Ռելեը ամենավատ տեսակի բեռի վրա աշխատելիս՝ շարժիչ, որը, բացի ինդուկտիվությունից, ունի նաև շատ ցածր դիմադրություն սկզբում, լավ հեղինակները խորհուրդ են տալիս նվազեցնել ռելեի վարկանիշային կյանքը։ հինգ անգամ.

Հիմա եկեք ասպետի քայլ կատարենք. մենք կմիավորենք տրիակ, զրոյական հայտնաբերմամբ տրիակ դրայվեր և ռելե մեկ շղթայի մեջ:

Ի՞նչ է այս դիագրամում: Ձախ կողմում մուտքն է։ Երբ «1»-ը կիրառվում է դրա վրա, C2 կոնդենսատորը գրեթե ակնթարթորեն լիցքավորվում է R1-ի և D1-ի ստորին կեսի միջոցով. Optorelay VO1-ը միանում է, սպասում է մոտակա զրոյական հատմանը (MOC3063 - ներկառուցված զրոյական դետեկտորի միացումով) և միացնում է triac D4-ը: Բեռը սկսվում է.

C1 կոնդենսատորը լիցքավորվում է R1 և R2 շղթայի միջոցով, որը տևում է մոտավորապես t=RC ~ 100 ms: Սրանք ցանցի լարման մի քանի ժամանակաշրջաններ են, այսինքն, այս ընթացքում տրիակը երաշխավորված ժամանակ կունենա միանալու: Հաջորդը, Q1-ը բացվում է և միանում է K1 ռելեը (ինչպես նաև LED D2-ը, որը փայլում է հաճելի զմրուխտ լույսով): Ռելեի կոնտակտները շրջանցում են տրիակին, այնպես որ, մինչև այն չանջատվի, այն չի մասնակցում գործողությանը: Եվ այն չի տաքանում:

Անջատումը կատարվում է հակառակ հերթականությամբ: Հենց որ մուտքում հայտնվում է «0», C1-ն արագորեն լիցքաթափվում է D1 և R1-ի վերին թևի միջով, ռելեն անջատվում է: Բայց տրիակը միացված է մնում մոտ 100 ms, քանի որ C2-ը լիցքաթափվում է 100 կիլոգրամանոց R3-ի միջոցով: Ավելին, քանի որ տրիակը բաց է պահվում հոսանքի միջոցով, նույնիսկ VO1-ն անջատելուց հետո այն բաց կմնա այնքան ժամանակ, մինչև բեռնման հոսանքը հաջորդ կիսաշրջանում իջնի տրիակի պահման հոսանքի տակ:

Ներառում:

Անջատել:

Գեղեցիկ, այնպես չէ՞: Ավելին, երբ օգտագործվում են ժամանակակից տրիակներ, որոնք դիմացկուն են հոսանքի և լարման արագ փոփոխություններին (բոլոր խոշոր արտադրողներն ունեն այդպիսի մոդելներ՝ NXP, ST, Onsemi և այլն, անունները սկսվում են «BTA» տառով), ցողունը բացարձակապես անհրաժեշտ չէ, ցանկացած ձև:

Ավելին, եթե հիշեք Agilent-ի խելացի մարդկանց և նայեք, թե ինչպես է փոխվում շարժիչի կողմից սպառվող հոսանքը, կստանաք հետևյալ պատկերը.

Մեկնարկային հոսանքը գերազանցում է գործող հոսանքը ավելի քան չորս անգամ: Առաջին հինգ ժամանակահատվածների ընթացքում, երբ տրիակը առաջ է անցնում ռելեից մեր միացումում, հոսանքը նվազում է մոտավորապես կիսով չափ, ինչը նաև զգալիորեն մեղմացնում է ռելեի պահանջները և երկարացնում է դրա կյանքը:

Այո, միացումն ավելի բարդ է և ավելի թանկ, քան սովորական ռելեը կամ սովորական տրիակը: Բայց հաճախ դա արժե այն:

Այս հոդվածն ընդգրկում է կարևոր վարորդներին և պատշաճ սխեմաներին, որոնք անհրաժեշտ են արտաքին սարքերը MCU-ի I/O-ին (Microcontroller Unit) անվտանգ միացնելու համար:

Ներածություն

Երբ դուք ունեք որևէ նախագծի գաղափար, շատ գայթակղիչ է անմիջապես անցնել Arduino-ն միացնելով սխեմաներին և սարքերին, ինչպիսիք են LED-ները, ռելեները և բարձրախոսները: Այնուամենայնիվ, առանց ճիշտ սխեմայի դա անելը կարող է ճակատագրական լինել ձեր միկրոկառավարիչի համար:

Շատ I/O սարքեր քաշում են շատ հոսանք (> 100 մԱ), որը միկրոկառավարիչների մեծամասնությունը չի կարող ապահովել անվտանգ ռեժիմում, և երբ նրանք փորձում են ապահովել այդ քանակությամբ հոսանք, դրանք հաճախ փչանում են: Այստեղ մեզ օգնության են գալիս հատուկ սխեմաներ, որոնք կոչվում են «վարորդներ»: Վարորդները սխեմաներ են, որոնք կարող են փոքր, թույլ ազդանշան ստանալ միկրոկառավարիչից և այնուհետև օգտագործել այդ ազդանշանը կառավարելու էներգիա սպառող որոշ սարք:

Որպեսզի միկրոկոնտրոլերները ճիշտ աշխատեն արտաքին սարքերի հետ, երբեմն պահանջվում է հատուկ միացում: Այս արտաքին սարքերը ներառում են.

• Վարորդի սխեմաներ
• Մուտքային պաշտպանության սխեմաներ
• Ելքային պաշտպանության սխեմաներ
• Մեկուսացման սխեմաներ

Այսպիսով, եկեք տեսնենք այս սխեմաներից մի քանիսը և ինչպես են դրանք աշխատում:

Պարզ լուսադիոդի (LED) վարորդ

Այս պարզ սխեման օգտակար է բարձր հզորության LED-եր վարելու համար՝ օգտագործելով միկրոկոնտրոլերներ, որտեղ միկրոկառավարիչի ելքը միացված է «IN»-ին:

Երբ միկրոկոնտրոլերը թողարկում է 0, տրանզիստոր Q1-ն անջատվում է, ինչպես նաև LED D1-ը: Երբ միկրոկոնտրոլերը թողարկում է 1, տրանզիստորը միանում է և, հետևաբար, D1-ը նույնպես միանում է: R1-ի արժեքը կախված է ձեր միկրոկարգավորիչի ելքային լարումից, սակայն 1KΩ ~ 10KΩ արժեքները հաճախ լավ են աշխատում: R2-ի արժեքը կախված է այն բեռի չափից, որը դուք սնուցում եք, և այս շղթան հարմար է մինչև 1A և ոչ ավելի սարքերի սնուցման համար:

Պարզ ռելեի վարորդ

Այն սարքերը, որոնք 1Ա-ից ավելի հոսանք են վերցնում և մի քանի վայրկյանը մեկ միանում և անջատվում են, ավելի հարմար են ռելեների համար:

Թեև ռելեները բավականին պարզ են (փոքր էլեկտրամագնիս, որը ձգում է մետաղական լծակ՝ շղթան փակելու համար), դրանք չեն կարող ուղղակիորեն կառավարվել միկրոկոնտրոլերի միջոցով:

Սովորական ռելեները պահանջում են մոտ 60 մԱ~100 մԱ հոսանքներ, ինչը չափազանց բարձր է միկրոկառավարիչների մեծ մասի համար, ուստի ռելեները պահանջում են տրանզիստորի կառավարում օգտագործող միացում (ինչպես ցույց է տրված վերևում): Այնուամենայնիվ, ռեզիստորի փոխարեն, որը պետք է օգտագործվի հոսանքը սահմանափակելու համար, պահանջվում է հետադարձ պաշտպանության դիոդ (D1):

Երբ միկրոկոնտրոլերը (միացված է «IN»-ին) դուրս է գալիս 1, ապա տրանզիստոր Q1-ը միանում է: Սա միացնում է ռելե RL1-ը և արդյունքում լամպը (R2) վառվում է: Եթե ​​միկրոկոնտրոլերը թողարկում է 0, ապա տրանզիստոր Q1-ն անջատվում է, որն անջատում է ռելեը և, հետևաբար, լամպը անջատվում է:

Ռելեները շատ տարածված են այն սխեմաներում, որոնք պահանջում են միացնել AC հոսանքի սխեմաներ և հասանելի են 230 Վ և 13 Ա լարման միացման համար (հարմար է տոստերների, թեյնիկների, համակարգիչների և փոշեկուլների համար):

Կոճակներ

Կոճակը միկրոկառավարիչին միացնելիս երբեմն կարող են առաջանալ պարզ խնդիրներ: Առաջին (և ամենաանհանգստացնող խնդիրը) առաջանում է ցատկման տեսքով, որտեղ կոճակը սեղմելիս և բաց թողնելիս շատ ազդանշաններ է ուղարկում:

Կոճակները սովորաբար մետաղի մի կտոր են, որը շփվում է որևէ այլ մետաղի հետ, երբ դրանք շփվում են, բայց երբ կոճակները շփվում են, նրանք հաճախ ետ են ցատկում (չնայած դրանք սովորաբար փոքր են): Այս ցատկումը նշանակում է, որ կոճակը միանում և անջատվում է մի քանի անգամ նախքան կարգավորվելը, ինչի հետևանքով համառոտ հայտնվում է պատահական: Քանի որ միկրոկառավարիչները շատ արագ են, նրանք կարող են բռնել այս ցատկումը և մի քանի անգամ կատարել կոճակի սեղմման իրադարձությունները: Վերադարձից ազատվելու համար կարող եք օգտագործել ստորև ներկայացված դիագրամը: Այստեղ ցուցադրված շղթան շատ չնչին միացում է, որը լավ է աշխատում և հեշտ է կառուցել:

Մուտքային պաշտպանություն՝ լարման

Ոչ բոլոր մուտքային սարքերը հարմար կլինեն ձեր միկրոկարգավորիչին, և որոշ աղբյուրներ կարող են նույնիսկ վնասակար լինել: Եթե ​​դուք ունեք մուտքային աղբյուրներ, որոնք գալիս են շրջակա միջավայրից (օրինակ՝ լարման ցուցիչ, անձրևի ցուցիչ, մարդկանց հետ շփում) կամ մուտքային աղբյուրներ, որոնք կարող են ավելի բարձր լարումներ թողարկել, քան միկրոկառավարիչը կարող է գործածել (օրինակ՝ ինդուկտորային սխեմաներ), ապա դուք պետք է ներառեք որոշակի լարման մուտքագրում։ պաշտպանություն։ Ստորև ներկայացված սխեման օգտագործում է 5V zener դիոդներ մուտքային լարումները սահմանափակելու համար, որպեսզի մուտքային լարումը չանցնի 5V-ից և ցածր 0V-ից:

I/O պաշտպանություն՝ ընթացիկ

Միկրոկարգավորիչների մուտքերն ու ելքերը երբեմն կարող են պաշտպանվել չափազանց մեծ հոսանքից: Եթե ​​LED-ի նման սարքը միկրոկոնտրոլերից ավելի քիչ հոսանք է քաշում, քան առավելագույն ելքային հոսանքը, ապա լուսադիոդը կարող է ուղղակիորեն միացվել միկրոկառավարիչին: Այնուամենայնիվ, մի շարք ռեզիստոր կպահանջվի, ինչպես ցույց է տրված ստորև, և LED-ների համար ընդհանուր շարքի դիմադրության արժեքները ներառում են 470 ohms, 1k ohms և նույնիսկ 2.2 ohms: Սերիայի ռեզիստորները նաև օգտակար են մուտքային կապումների համար այն հազվադեպ դեպքերում, երբ միկրոկառավարիչի կապումներն անսարք են կամ մուտքային սարքը ելքային հոսանքի մեծացում է զգում:

Մակարդակի փոխարկիչներ

Նախկինում շղթայում ազդանշանների մեծամասնությունը գործում էր նույն լարման վրա, և այդ լարումը սովորաբար 5 Վ էր: Այնուամենայնիվ, ժամանակակից էլեկտրոնիկայի տեխնոլոգիական հնարավորությունների աճին զուգահեռ, նոր սարքերի լարումը նվազում է: Դրա պատճառով շատ սխեմաներ ներառում են խառը ազդանշաններ, որտեղ ավելի հին մասերը կարող են աշխատել 5V-ով, մինչդեռ նոր մասերը գործում են 3.3V-ով:

Թեև շատ խոզապուխտներ կնախընտրեն օգտագործել մեկ լարման մակարդակ, ճշմարտությունն այն է, որ ավելի հին 5V մասերը կարող են չաշխատել 3,3 Վ լարման տակ, մինչդեռ նոր 3,3 Վ լարման դեպքում հնարավոր է չաշխատեն 5 Վ ավելի բարձր լարման դեպքում սարքը ցանկանում է հաղորդակցվել, այնուհետև պահանջվում է մակարդակի փոխարկիչ, որը փոխակերպում է մի լարման ազդանշանը մյուսին: Որոշ 3.3V սարքեր ունեն 5V «հանդուրժողականություն», ինչը նշանակում է, որ 5V ազդանշանը կարող է ուղղակիորեն միանալ 3.3V ազդանշանին, բայց 5V սարքերի մեծ մասը չի կարող հանդուրժել 3.3V երկու տարբերակները ծածկելու համար, գծապատկերների ներքևում ցուցադրվում է փոխարկումը 5-ից 3.3 V և հակառակը հակառակը.

Մեկուսացում` օպտո-մեկուսիչ

Երբեմն սխեմաները, որոնց հետ միկրոկառավարիչը պետք է փոխկապակցվի, կարող է չափազանց շատ խնդիրներ առաջացնել, ինչպիսիք են էլեկտրաստատիկ լիցքաթափումը (ESD), լարման լայն տատանումները և անկանխատեսելիությունը: Նման իրավիճակներում մենք կարող ենք օգտագործել օպտո-մեկուսիչ կոչվող սարքը, որը թույլ է տալիս երկու սխեմաների շփվել առանց լարերի միջոցով միմյանց ֆիզիկապես միանալու:

Օպտո-մեկուսիչները հաղորդակցվում են լույսի միջոցով, որտեղ մի շղթան լույս է արձակում, որն այնուհետև հայտնաբերվում է մեկ այլ շղթայի կողմից: Սա նշանակում է, որ օպտո-մեկուսիչները չեն օգտագործվում անալոգային հաղորդակցության համար (օրինակ՝ լարման մակարդակները), փոխարենը՝ թվային հաղորդակցության համար, որտեղ ելքը միացված կամ անջատված է: Օպտո-մեկուսիչները կարող են օգտագործվել ինչպես մուտքերի, այնպես էլ ելքերի համար միկրոկառավարիչների վրա, որտեղ մուտքերը կամ ելքերը կարող են պոտենցիալ վնասակար լինել միկրոկարգավորիչի համար: Հետաքրքիր է, որ օպտո-մեկուսիչները կարող են օգտագործվել նաև մակարդակը փոխելու համար: