Anzeige für kurzfristige Spannungseinbrüche

Eine einfache Schaltung zur Bestimmung kurzer „Einbrüche“ der Netzspannung.

Haushaltsstromversorgung

Jeder kennt die geringe Qualität der heimischen Energieversorgung, und es wurde viel darüber gesagt. Anstelle einer Spannungstoleranz von +/- 10 Prozent, was 180 ... 240 V entspricht, kann die Netzspannung im Bereich von 160 ... 260 oder mehr V "schweben".

Solche langsamen Spannungsänderungen werden von Wechselspannungsstabilisatoren, die auf Spartransformatoren basieren, beispielsweise Resanta, recht erfolgreich bewältigt. Solche Stabilisatoren sind hauptsächlich für Geräte wie einen Kühlschrank, eine Waschmaschine oder einen Elektroherd ausgelegt.

Elektronische Stabilisatoren

Moderne elektronische Haushaltsgeräte benötigen solche Stabilisatoren nicht, da die gesamte Spannungsstabilisierung in der Regel von internen Halbleiterstabilisatoren durchgeführt wird.

In einem sehr breiten Bereich von Eingangsnetzspannungen können Schaltnetzteile arbeiten. Mittlerweile sind fast alle elektronischen Geräte mit solchen Quellen ausgestattet. Beispielsweise sind viele moderne Fernsehgeräte im Spannungsbereich von 100 ... 280 V voll funktionsfähig.

Impulsgeräusch

Leider gibt es neben solchen langsamen Änderungen der Netzspannung, die mit bloßem Auge durch blinkende Lichter sichtbar werden, auch kurzfristige „Einbrüche“. Sie sind gepulster Natur und kein einziger Stabilisator kann vor versehentlichem Impulsrauschen schützen.

Solche „Fehler“, die selbst durch das Blinken der Beleuchtung unsichtbar sind, können viele Probleme verursachen. Plötzlich, ohne Grund, startet ein kürzlich erworbener Computer nach dem Zufallsprinzip neu, die Waschmaschine arbeitet immer fleißig, startet erneut einen unfertigen Waschzyklus und die Mikrowelle verirrt sich ebenfalls vom eingestellten Programm.

Einige Geräte, wie z. B. Standby-Fernseher, schalten sich spontan ein oder wechseln während des Betriebs selbst die Kanäle. Es scheint, dass die elektronischen Geräte allmählich unbrauchbar werden. Oder ist es vielleicht Zeit, es zur Reparatur mitzunehmen?

Netzwerkfehleranzeige

Das unten beschriebene Gerät kann über solche unangenehmen Situationen informieren - ein Indikator für kurzfristige „Einbrüche“ der Netzspannung. Wenn Ihr Computer plötzlich von selbst "neu startet" und zu diesem Zeitpunkt ein Anzeigegeräusch zu hören war, das einen "Ausfall" der Netzspannung feststellte, können wir mit ziemlicher Sicherheit sagen, dass der Computer nicht schuld ist. Selbst unterbrechungsfreie Stromversorgungen mit Impulsrauschen kommen nicht immer zurecht.

Das Indikatordiagramm ist recht einfach und in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1. Anzeige für kurze „Einbrüche“ der Netzspannung.

Wie aus der Figur ersichtlich ist, ist der Schaltplan der Vorrichtung recht einfach, enthält eine kleine Anzahl von Teilen, die darüber hinaus nicht teuer und kein Defizit sind. Um das Schema zu wiederholen, sind daher keine zu hohen Qualifikationen erforderlich: Wenn Sie wissen, wie man einen Lötkolben in den Händen hält, sollten keine besonderen Probleme auftreten.

Schaltungsarbeit

Das Schema funktioniert wie folgt. An den Elementen VD2, R3 ... R5, C2 und C4 ist ein Spannungssensor montiert. Mit seiner Hilfe werden „Fehler“ im Netzwerk festgestellt. Wenn die Netzspannung angelegt wird, laden sich die Kondensatoren C2 und C4 schnell auf die im Diagramm angegebene Spannung auf. Daher befindet sich am Eingang DD1 eine logische Einheit.

Das Netzteil ist an den Elementen VD1, VD3, R2, C3, C6 montiert. Es ist zu beachten, dass der Kondensator C6 lange genug bis zu 9 V auflädt - etwa 30 Sekunden. Dies ist auf die große Zeitkonstante der Kette R2, C3, C6 zurückzuführen.Daher wird beim ersten Einschalten des Geräts am Ausgang des DD1.1-Elements ein niedriger Spannungspegel eingestellt.

Der Kondensator C5 wurde beim Einschalten entladen, dh er hatte einen niedrigen Logikpegel. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, ist der Kondensator C5 über den Widerstand R8 mit dem Eingang des Schmitt-Triggers verbunden, der an den Elementen DD1.2 ... DD1.4 vorgenommen wird. Daher hat der Ausgang des Schmitt-Triggers auch einen niedrigen Spannungspegel. Daher ist die HL1-LED aus und der HA1-Tonsender ist stumm. Um die Belastbarkeit der Endstufe zu erhöhen, wird eine Parallelschaltung der Elemente DD1.3 und DD1.4 verwendet.

Hierbei ist zu beachten, dass eine solche Verbindung nur zulässig ist, wenn beide logische Elemente gehören zu einem Gehäuse der Mikroschaltung und haben identische Parameter. Eine solche Verbindung von Elementen in verschiedenen Gebäuden ist nicht akzeptabel.

Der obige Zustand der Anzeige bleibt bestehen, bis die Netzspannung "ausfällt". Bei einer signifikanten Abnahme der Netzspannung mit einer Dauer von mindestens 60 ms entladen sich die Kondensatoren C2 und C4.

Mit anderen Worten, am Eingang des DD1.1-Elements wird ein niedriger Pegel angezeigt, der am Ausgang von DD1.1 zu einem hohen Pegel führt. Dieser hohe Pegel führt zur Ladung durch die V5-Diode des Kondensators C5, dh zum Auftreten eines hohen Pegels am Eingang des Schmitt-Triggers und dementsprechend des gleichen Pegels am Ausgang. (Die Logik des Schmitt-Triggers wurde in einem der Artikel aus der Serie "Logic Chips" beschrieben).

Die moderne Elementbasis ermöglicht es, das Schaltungsdesign vieler Geräte erheblich zu vereinfachen. In diesem Fall wird ein Schallemitter mit eingebautem Generator verwendet. Um Schall zu erhalten, ist es daher ausreichend, eine konstante Spannung an den Emitter anzulegen.

In diesem Fall liegt eine hohe Spannung am Ausgang des Schmitt-Triggers an. (Wenn die Emitter keinen eingebauten Generator hatten, musste er auch auf Mikroschaltungen montiert werden.) Parallel zum Sound-Emitter wurde die HL1-LED installiert, die einen leichten Hinweis auf einen „Fehler“ liefert.

In diesem Zustand bleibt der Schmitt-Trigger einige Zeit nach dem Ende des "Fehlers" bestehen. Diese Zeit ist auf die Ladung des Kondensators C5 zurückzuführen und beträgt bei den im Diagramm angegebenen Werten der Elemente ungefähr 1 Sekunde. Wir können sagen, dass sich das „Versagen“ in der Zeit einfach ausdehnt.

Nach der Entladung des Kondensators C5 kehrt das Gerät in den Verfolgungsmodus des Spannungszustands des Netzwerks zurück. Um zu verhindern, dass Fehlalarme des Geräts am Eingang stören, ist ein Entstörfilter L1, C1, R1 installiert.

Ein paar Worte zu Details und Design

Zusätzlich zu den im Diagramm angegebenen Elementen sind folgende Ersetzungen möglich. Der K561LA7-Chip kann ersetzt werden, ohne die Schaltung und die Platine des K561LE5 zu verändern, oder durch ein Importanalogon einer der CMOS-Serien. Es wird nicht empfohlen, Mikroschaltungen der Serie K176 zu verwenden, die keine eingebauten Schutzdioden an den Eingängen haben, da die Eingangsspannung der Mikroschaltung in dieser Ausführung die Versorgungsspannung überschreitet. Dieser Umstand kann zum Ausfall der Mikroschaltung der K176-Serie aufgrund des "Thyristoreffekts" führen.

Die Zenerdiode VD3 kann durch eine Diode mit geringer Leistung und einer Stabilisierungsspannung von etwa 9 V ersetzt werden. Anstelle von KD521-Dioden sind alle gepulsten Siliziumdioden geeignet, z. B. KD503, KD510, KD522 oder importierte 1N4148, und KD243-Dioden können durch 1N4007 ersetzt werden.

Hochspannungskeramikkondensator C1 Typ K15-5. Stattdessen ist es möglich, einen Filmkondensator für eine Betriebsspannung von mindestens 630 V zu verwenden, obwohl die Zuverlässigkeit etwas abnimmt. Der Film sollte auch ein Kondensator C2 sein. Elektrolytkondensatoren werden am besten importiert.

Die auf dem Diagramm angegebene LED kann durch fast jede inländische oder importierte LED ersetzt werden, vorzugsweise rot. Der Tonsender kann durch eine der EFM-Serien ersetzt werden: EFM-250, EFM-472A.

Die gesamte Anzeige ist auf der in Abbildung 2 gezeigten Leiterplatte montiert.

Alle Details außer der LED und dem Sound Emitter sind auf der Platine installiert. Die Platine kann in einer separaten Kunststoffbox geeigneter Größe oder, wenn der Platz es zulässt, direkt im Filtergehäuse - Verlängerungskabel - installiert werden.

Das Einrichten des Geräts läuft darauf hinaus, die Kapazität der Kondensatoren C2 und C4 auszuwählen. Es ist bequemer, die Kapazität des Kondensators C4 auszuwählen. Dies geschieht wie folgt: Seine Kapazität nimmt ab, bis die Spannungswelligkeit am Eingang des Elements DD1.1 ein Auslösen eines Geräts verursacht. Ersetzen Sie nach Erreichen dieses Ergebnisses den Kondensator C4 durch einen Kondensator mit einer um 30 Prozent höheren Kapazität als der ausgewählte.

Sie können den korrekten Betrieb der Anzeige überprüfen, indem Sie eine Halogenlampe mit einer Leistung von mindestens eineinhalb bis zwei Kilowatt an dieselbe Steckdose anschließen. Beim Einschalten sollte ein Anzeigesignal zu hören sein - erhöhte Ströme wirken sich auf das Einschalten der Lampen aus. In diesem Fall kann die Einstellung des Indikators als abgeschlossen angesehen werden.

Boris Aladyshkin