Litar kawalan candelier dua dawai menggunakan semikonduktor

Bahagian pertama artikel: Bagaimana mengawal kandil dalam dua wayar. Litar relay.

Seorang jurutera yang baik, seorang jurutera elektronik, berkata, jika kononnya ada relay di litar, maka perlu diperbaiki. Dan kita tidak boleh tidak bersetuju dengan ini: sumber respon kenalan relay hanya beberapa ratus, mungkin beribu-ribu kali, sementara transistor beroperasi pada kekerapan sekurang-kurangnya 1 KHz menjadikan 1000 bertukar setiap saat.

Litar Transistor Kesan Medan

Skim ini dicadangkan dalam jurnal "Radio" No. 9 tahun 2006. Ia ditunjukkan dalam Rajah 1.

Algoritma litar adalah sama dengan dua sebelumnya: dengan setiap klik jangka pendek suis, satu kumpulan lampu baru disambungkan. Hanya dalam skim itu terdapat satu kumpulan, dan dalam kedua-dua keseluruhan ini.

Adalah mudah untuk melihat bahawa asas litar adalah kaunter dua digit, dibuat pada cip K561TM2, mengandungi 2 D - flip-flop dalam satu perumahan. Pencetus ini mengandungi kaunter binari dua digit yang biasa, yang boleh dikira mengikut algoritma 00b, 01b, 10b, 11b, dan sekali lagi dalam urutan yang sama 00b, 01b, 10b, 11b ... Huruf "b" menunjukkan bahawa nombor-nombor itu berada dalam sistem perduaan penomboran. Bit pesanan rendah dalam nombor ini sepadan dengan output langsung pencetus DD2.1, dan yang lebih kanan kepada output langsung DD2.2. Setiap unit dalam nombor ini menunjukkan bahawa transistor sepadan terbuka dan kumpulan lampu sepadan yang bersambung.

Oleh itu, algoritma berikut untuk menghidupkan lampu diperolehi. Lampu EL1 bersinar sebaik sahaja suis SA1 ditutup. Apabila suis ditekan secara ringkas, lampu akan menyala dalam kombinasi berikut: EL1; (EL1 & EL2); (EL1 & EL3 & EL4); (EL1 & EL2 & EL3 & EL4).

Untuk menjalankan beralih mengikut algoritma yang ditunjukkan, adalah perlu untuk mengaplikasikan denyutan pulangan ke input C sekurang-kurangnya sedikit ketara kaunter DD2.1 pada masa setiap klik suis SA1.

Rajah 1. Litar kawalan lilin pada transistor kesan medan

Pengurusan kaunter

Ia dijalankan oleh dua impuls. Yang pertama ialah denyut semula kaunter, dan yang kedua ialah denyutan nadi yang menghidupkan lampu.

Pulangan semula pulsa

Apabila anda menghidupkan peranti selepas penutupan lama (sekurang-kurangnya 15 saat) kapasitor elektrolitik C1 sepenuhnya dilepaskan. Apabila suis SA1 ditutup, voltan berdenyut dari jambatan penerus VD2 dengan kekerapan 100 Hz melalui perintang R1 menjana denyutan voltan terhad oleh Zener diode VD1 pada 12V. Dengan denyut ini, kapasitor elektrolitik C1 mula mengecas melalui decoupling diode VD4. Pada masa ini, rantai kebezaan C3, R4 menghasilkan nadi peringkat tinggi pada input R - pemacu DD2.1, DD2.2, dan kaunter ditetapkan semula untuk menyatakan 00. Transistor VT1, VT2 ditutup, jadi apabila anda mula menghidupkan candelier, lampu EL2 ... EL4 tidak menyala. Hanya lampu EL yang tetap dihidupkan, kerana ia dihidupkan terus oleh suis.

Mengira pulsa

Melalui diode VD3, denyutan yang dihasilkan oleh Zener diode VD1 mengecas kapasitor C2 dan mengekalkannya dalam keadaan yang dikenakan. Oleh itu, outputnya elemen logik Tahap logik DD1.3 rendah.

Apabila pemutus litar SA1 dibuka untuk masa yang singkat, voltan riak dari penerus berhenti. Oleh itu, kapasitor C2 dapat melepaskan, yang akan mengambil kira-kira 30ms, dan tahap logik yang tinggi ditetapkan pada output unsur DD1.3 - kejatuhan voltan terbentuk dari tahap yang rendah hingga yang tinggi, atau kerana ia sering dipanggil kelebihan denyut nadi. Ini adalah bahagian depan yang semakin meningkat yang menjadikan DD2.1 mencetuskan keadaan tunggal, bersiap untuk menyalakan lampu.

Jika anda melihat dengan teliti pada imej dalam gambar D, pencetus, anda dapat melihat bahawa input input C bermula dengan segmen yang cenderung pergi dari kiri ke kanan.Segmen ini menunjukkan bahawa pencetus dicetuskan pada input C di sepanjang tepi denyut nadi.

Berikut adalah masa untuk menarik semula kapasitor elektrolitik C1. Disambungkan melalui decoupling diode VD4, ia hanya boleh dilepaskan melalui microcircuits DD1 dan DD2, dengan kata lain, untuk mengekalkannya dalam keadaan kerja untuk beberapa waktu. Persoalannya ialah berapa lama?

Cip dari siri K561 boleh beroperasi dalam julat bekalan voltan 3 ... 15V, dan dalam mod statik, arus yang digunakan oleh mereka dikira dalam unit microamps. Oleh itu, dalam reka bentuk ini, pelepasan penuh kapasitor berlaku tidak lebih awal daripada selepas 15 saat dan kemudian, terima kasih kepada resistor R3.

Oleh kerana kapasitor C1 hampir tidak dilepaskan, apabila suis SA1 ditutup, nadi semula tidak dijana oleh rantai C3, R4, jadi kaunter kekal dalam keadaan yang diterima selepas denyutan nadi seterusnya. Sebaliknya, denyutan nadi dijana pada masa pembukaan SA1, setiap kali meningkatkan keadaan kaunter dengan satu. Selepas menutup SA1, voltan utama digunakan pada litar dan lampu EL1 dan lampu EL2 ... EL4 menyala mengikut status kaunter.

Dengan pembangunan moden teknologi semikonduktor, cascades utama (switching) dilakukan pada transistor kesan medan (MOSFET). Membuat kunci sedemikian pada transistor bipolar kini dianggap hanya bersifat tidak senonoh. Dalam litar ini, ini adalah transistor jenis BUZ90A, yang membolehkan anda mengawal lampu pijar dengan kuasa sehingga 60 W, dan apabila menggunakan lampu penjimatan tenaga, kuasa ini lebih daripada cukup.

Skim pilihan lain

Rajah 2 menunjukkan varian kemungkinan skema yang baru dipertimbangkan.

Rajah 2. Litar kendalian lilin lampu 5 (3) -x

Daripada kaunter di D-flip-flop, daftar peralihan K561IR2 digunakan dalam litar. Dalam satu perumahan microcircuit mengandungi 2 daftar sedemikian. Hanya satu yang digunakan dalam litar, kesimpulannya dalam litar ditunjukkan dalam kurungan. Penggantian seperti itu dibenarkan sedikit mengurangkan bilangan konduktor yang dicetak di papan tulis, atau penulis tidak mempunyai cip lagi. Tetapi pada umumnya, secara lahiriah, tiada apa yang telah berubah dalam operasi litar.

Logik daftar pergeseran sangat mudah. Setiap nadi yang tiba di input C memindahkan kandungan input D ke output 1, dan juga melakukan peralihan maklumat mengikut algoritma 1-2-4-8.

Oleh kerana dalam litar ini, input D hanya disalurkan ke + bekalan kuasa mikrosirkuit ("log" unit), unit akan muncul pada output pada setiap nadi ricih pada input C. Oleh itu, pencucuhan lampu berlaku dalam turutan: 0000, 0001, 0011, 0000. Jika anda tidak melupakan lampu EL1, maka dengan itu urutan bertukar akan seperti berikut: EL1; (EL1 & EL2); (EL1 & EL2 & EL3).

Gabungan pertama 0000 akan muncul apabila kandil pada awalnya dihidupkan di bawah pengaruh nadi semula yang dijana oleh rantai kebezaan C3, R4, seperti dalam skema sebelumnya. Gabungan sifar terakhir juga akan muncul disebabkan oleh penetapan semula daftar, tetapi hanya masa ini isyarat reset akan datang melalui diode VD4, sebaik sahaja output 4 muncul isyarat logik 1, iaitu. pada klik keempat suis.

Unsur-unsur litar yang lain sudah diketahui oleh kami dari keterangan yang sebelumnya. Pembentuk denyut ricih dipasang pada cip K561LA7 (sebelum ia mempunyai tiga input LA9, juga dihidupkan oleh penyongsang), dan kapasitor elektrolitik C1 bertindak sebagai sumber kuasa untuk cip selama satu klik pendek suis. Kekunci keluaran adalah semua MOSFET yang sama, walaupun jenis IRF740 yang berbeza, yang umumnya tidak mengubah apa-apa.

Litar kawalan Thyristor

Atas sebab tertentu, litar terdahulu menukar lampu menggunakan transistor kesan medan, walaupun thyristors dan triacs. Litar yang menggunakan thyristor ditunjukkan dalam Rajah 3.

Rajah 3. Litar kawalan kandil pada thyristors

Seperti dalam skema sebelumnya, satu lampu EL3 beralih hanya apabila suis SA1 ditutup. Kumpulan lampu EL1, EL2 menghidupkan apabila suis SA1 diklik semula. Skim ini berfungsi seperti berikut.

Apabila SA1 ditutup pertama, lampu EL3 menyala, dan pada masa yang sama, voltan berdenyut dari jambatan penerus melalui resistor R4 dibekalkan kepada penstabil voltan yang dibuat pada Zener diode VD1 dan kapasitor C1, yang dengan cepat dicajkan kepada voltan penstabilan diod zener. Voltan ini digunakan untuk kuasa cip DD1.

Pada masa yang sama, kapasitor elektrolitik C2 mula mengecas melalui perintang R2, dan tidak begitu cepat. Pada masa ini, output unsur DD1.1 adalah tahap yang tinggi, yang mengenakan kapasitor C3, supaya pada sebelah kanannya mengikut litar, ditambah.

Sebaik sahaja pertuduhan kapasitor C3 mencapai tahap unit logik, tahap rendah akan muncul pada output unsur DD1.1, tetapi pada input unsur-unsur DD1.2 DD1.3, disebabkan oleh kapasitor C3 yang dikenakan dan decoupling diode VD4, tahap yang tinggi akan kekal. Oleh itu, pada output 4 dan 10 unsur DD1, tahap yang rendah diadakan, yang memastikan transistor VT1 ditutup. Thyristor VS1 juga ditutup, jadi lampu tidak menyala.

Dengan satu klik pendek pada suis SA1, pelincir kapasitor C1 cukup cepat, dengan itu melepaskan mikrosirkuit. Pemalar pelepasan kapasitor C2 jauh lebih tinggi, dengan penarafan yang ditunjukkan pada litar sekurang-kurangnya 1 saat. Oleh itu, kapasitor C3 akan cepat mengecas ke arah yang bertentangan - tambah pula pada lapisan kiri mengikut skema.

Jika dalam masa kurang dari satu saat sudah tiba masanya untuk menghidupkan semula candelier, maka pada input unsur DD1.1 disebabkan oleh kapasitor C1 yang tidak mempunyai masa untuk melepaskan, tahap voltan tinggi akan ada, dan pada input unsur-unsur DD1.2, DD1.3 rendah, ditetapkan oleh arah penanggung kapasitor C3. Pada output 4 dan 10 elemen DD1, tahap tinggi ditetapkan, yang membuka transistor VT1, dan seterusnya pula thyristor VS1, menyalakan lampu EL1, EL2. Pada masa akan datang, keadaan elemen DD1 ini dikekalkan oleh maklum balas melalui perintang R3.

Kawalan mikrokontroler sebuah kandil

Skim pada mikrokontroler Tidak tanpa alasan dianggap agak mudah dalam reka bentuk litar. Dengan menambahkan sebilangan lampiran anda boleh mendapatkan peranti yang sangat berfungsi. Benar, harga yang dibayar untuk kesederhanaan litar adalah menulis program yang tanpa mikropengawal, bahkan yang sangat kuat, hanya sekeping besi. Tetapi dengan program yang baik, sekeping besi ini bertukar dalam beberapa kes ke dalam karya seni.

Litar kawalan kandil pada mikrokontroler ditunjukkan dalam Rajah 4.

Rajah 4. Litar kawalan kandil pada mikrokontroler

Seperti semua yang sebelumnya, litar dikawal oleh hanya satu suis rangkaian SW1. Klik suis membolehkan bukan sahaja untuk memilih bilangan lampu yang dihidupkan, tetapi juga untuk menjadikannya lancar, untuk menetapkan kecerahan cahaya yang dikehendaki. Di samping itu, ia membolehkan anda mensimulasikan kehadiran orang di dalam rumah - menghidupkan dan mematikan pencahayaan mengikut algoritma tertentu. Peranti keselamatan semacam itu.

Tambahan kepada artikel: Bagaimana untuk memperbaiki kandil Cina - kisah satu pembaikan.