Kretsar med två ledare ljuskrona med halvledare

Den första delen av artikeln: Hur man styr en ljuskrona i två ledningar. Reläkretsar.

En bra ingenjör, en elektronikingenjör, sa att om det finns ett relä i kretsen, måste det förbättras. Och man kan inte hålla med om detta: reläkontaktens kontaktmanöverresurs är bara några hundra, kanske tusentals gånger, medan en transistor som arbetar med en frekvens på minst 1 KHz gör 1000 omkopplare varje sekund.

Fälteffekttransistorkrets

Detta schema föreslogs i tidskriften "Radio" nr 9 från 2006. Det visas i figur 1.

Kretsens algoritm är densamma som i de två föregående: med varje kortvarig klick på omkopplaren ansluts en ny grupp lampor. Endast i dessa system finns det en grupp, och i hela dessa två.

Det är lätt att se att basen för kretsen är en tvåsiffrig räknare gjord på K561TM2-chipet, som innehåller 2 D - vippor i ett hus. Dessa triggers innehåller en vanlig tvåsiffrig binär räknare, som kan räknas enligt algoritmen 00b, 01b, 10b, 11b och igen i samma ordning 00b, 01b, 10b, 11b ... Bokstaven "b" indikerar att siffrorna finns i det binära systemet siffran. Den låga ordningsbiten i dessa nummer motsvarar direktutgången från utlösaren DD2.1 och den äldre till den direkta utgången från DD2.2. Varje enhet i dessa nummer indikerar att motsvarande transistor är öppen och motsvarande grupp lampor är ansluten.

Följaktligen erhålles följande algoritm för att sätta på lamporna. Lampan EL1 lyser så snart omkopplaren SA1 stängs. När man trycker kort på brytaren tänds lamporna i följande kombinationer: EL1; (EL1 & EL2); (EL1 & EL3 & EL4); (EL1 & EL2 & EL3 & EL4).

För att genomföra omkopplingen enligt den angivna algoritmen är det nödvändigt att applicera räknepulser på ingången C på den minst signifikanta biten i räknaren DD2.1 vid ögonblicket för varje klick på omkopplaren SA1.

Figur 1. Ljuskronans styrkrets på fälteffekttransistorer

Counter management

Det utförs av två impulser. Den första av dem är motåterställningspulsen, och den andra är räknarpulsen som byter lamporna.

Räknare för återställning av puls

När du slår på enheten efter en lång avstängning (minst 15 sekunder) elektrolytisk kondensator C1 helt urladdat. När omkopplaren SA1 är stängd alstrar den pulserande spänningen från likriktarbron VD2 med en frekvens av 100 Hz genom motståndet R1 spänningspulser begränsade av zenerdioden VD1 vid 12V. Med dessa pulser börjar en elektrolytisk kondensator C1 ladda genom avkopplingsdioden VD4. Just nu genererar differentiell kedja C3, R4 en högnivåpuls vid R - ingångarna på triggers DD2.1, DD2.2, och räknaren återställs till tillstånd 00. Transistorerna VT1, VT2 är stängda, så när ljuskronan slås på för första gången tänds inte lamporna EL2 ... EL4. Endast EL-lampan kvarstår, då den slås på direkt av strömbrytaren.

Räkna pulser

Genom dioden VD3 laddar pulser genererade av Zener-dioden VD1 kondensatorn C2 och håller den i ett laddat tillstånd. Därför utgången logiskt element DD1.3 låg logiknivå.

När effektbrytaren SA1 öppnas för en kort tid stannar rippelspänningen från likriktaren. Därför lyckas kondensatorn C2 att urladdas, vilket kommer att ta cirka 30 ms, och en hög logisk nivå ställs in på utgången från DD1.3-elementet - ett spänningsfall bildas från en låg nivå till en hög, eller som det ofta kallas pulsens stigande kant. Det är denna stigande front som sätter DD2.1-utlösaren till ett enda tillstånd och förbereder sig för att slå på lampan.

Om du tittar noga på bilden i diagram D, en trigger, kan du märka att dess klockade ingång C börjar med ett lutande segment som går från vänster - upp - till höger.Detta segment indikerar att utlösaren utlöses vid ingång C längs pulsens stigande kant.

Här är tiden att återkalla den elektrolytiska kondensatorn C1. Ansluten via en avkopplingsdiod VD4 kan den endast urladdas genom mikrokretsar DD1 och DD2, med andra ord för att hålla dem i funktionsdugligt skick under en tid. Frågan är hur länge?

Chips i K561-serien kan arbeta inom området för matningsspänningen 3 ... 15V, och i det statiska läget beräknas den ström som förbrukas av dem i enheter av mikroampor. Därför sker en fullständig urladdning av kondensatorn i denna konstruktion tidigast efter 15 sekunder och sedan tack vare motståndet R3.

Eftersom kondensatorn Cl nästan inte urladdas, när omkopplaren SA1 stängs, alstras inte en återställningspuls av kedjan C3, R4, så att räknaren förblir i tillståndet som den mottog efter nästa räkningspuls. I sin tur genereras en räknepuls vid ögonblicket för att SA1 öppnas, varje gång ökar räknarens tillstånd med en. Efter stängning av SA1 appliceras nätspänningen på kretsen och lampan EL1 och lamporna EL2 ... EL4 tänds i enlighet med räknarens status.

Med den moderna utvecklingen av halvledarteknologier, nyckel (växling) kaskader utförs på fälteffekttransistorer (MOSFET). Att göra sådana nycklar på bipolära transistorer anses nu helt enkelt otillbörligt. I denna krets är det transistorer av typen BUZ90A, som gör att du kan kontrollera glödlampor med en effekt upp till 60 W, och när du använder energisparande lampor är denna effekt mer än tillräckligt.

Ett annat alternativschema

Figur 2 visar en möjlig variant av schemat som just har beaktats.

Bild 2. Kontrollkrets för 5 (3) -x lampkronkrona

Istället för en räknare på D-flip-flops används växlingsregistret K561IR2 i kretsen. I ett hölje i mikrokretsen innehåller två sådana register. Endast en används i kretsen, dess slutsatser i kretsen visas inom parentes. En sådan ersättning tillät att minska antalet tryckta ledare på kortet, eller författaren hade helt enkelt inte ett annat chip. Men i allmänhet, utåt, har ingenting förändrats i kretsens drift.

Logiken i skiftregistret är mycket enkel. Varje puls som anländer till ingång C överför innehållet i ingång D till utgång 1 och utför också en informationsförskjutning enligt 1-2-4-8-algoritmen.

Eftersom ingången D i denna krets helt enkelt är lödd till mikro-kretsens + strömförsörjning (konstant "log. Enhet"), kommer enheter att visas vid utgångarna vid varje skjuvpuls vid ingång C. Således sker lampans tändning i sekvensen: 0000, 0001, 0011, 0000. Om du inte glömmer lampan EL1, då kommer omkopplingssekvensen att vara följande: EL1; (EL1 & EL2); (EL1 & EL2 & EL3).

Den första kombinationen 0000 kommer att visas när ljuskronan initialt slås på under påverkan av en återställningspuls genererad av differentiell kedjan C3, R4, som i föregående schema. Den sista nollkombinationen kommer också att visas på grund av återställningen av registret, men bara denna gång kommer återställningssignalen att komma igenom dioden VD4, så snart utgång 4 visas signalen logisk 1, d.v.s. vid det fjärde klicket på omkopplaren.

De återstående elementen i kretsen är redan bekanta för oss från beskrivningen av den föregående. En skjuvpulsformare är monterad på K561LA7-chipet (innan det var en LA-ingång med tre ingångar, också påslagen av en växelriktare), och den elektrolytiska kondensatorn C1 fungerar som en kraftkälla för chips under ett kort klick på omkopplaren. Utgångstangenterna är alla samma MOSFET: er, men en annan typ av IRF740, som i allmänhet inte ändrar någonting.

Tyristor-styrkrets

Av någon anledning bytte de tidigare kretsarna lamporna med fälteffekttransistorer, även om tyristorer och triacs. En krets med en tyristor visas i figur 3.

Bild 3. Ljuskronans styrkrets på tyristorer

Som i tidigare scheman tänds en EL3-lampa helt enkelt när SA1-omkopplaren stängs. Lampgrupp EL1, EL2 slås på när du trycker på SA1-omkopplaren igen. Schemat fungerar enligt följande.

När SA1 först stängs tänds EL3-lampan, och samtidigt matas den pulserande spänningen från likriktningsbryggan genom motståndet R4 till spänningsstabilisatorn gjord på zenerdioden VD1 och kondensatorn C1, som snabbt laddas på zenerdiodens stabiliseringsspänning. Denna spänning används för att driva DD1-chipet.

Samtidigt börjar den elektrolytiska kondensatorn C2 ladda genom motståndet R2 och inte så snabbt. För närvarande är utgången från elementet DD1.1 en hög nivå, som laddar kondensatorn C3, så att det finns ett plus på dess högra sida enligt schemat.

Så snart laddningen för kondensatorn C3 når nivån för en logisk enhet kommer en låg nivå att visas vid utgången från elementet DD1.1, men vid ingångarna till elementen DD1.2 DD1.3, på grund av den laddade kondensatorn C3 och avkopplingsdioden VD4, kommer en hög nivå att kvarstå. Därför hålls en låg nivå vid utgångarna 4 och 10 från elementet DD1, vilket håller transistorn VT1 stängd. Thyristor VS1 är också stängd, så lamporna tänds inte.

Med ett kort klick på omkopplaren SA1 lossar kondensatorn C1 tillräckligt snabbt och därmed kopplar ur mikrokretsen. Kondensatorns C2-urladdningskonstant är mycket högre, med de klassificeringar som anges på kretsen under minst 1 sekund. Därför laddas kondensatorn C3 snabbt i motsatt riktning - plus kommer att ligga på dess vänstra foder enligt schemat.

Om det på kortare tid än en sekund är dags att slå på ljuskronan igen, då vid ingången till elementet DD1.1 på grund av kondensatorn C1 som inte har haft tid att urladda, kommer en högspänningsnivå redan att finnas, och vid ingångarna till elementen DD1.2, DD1.3 låg, inställd i riktningen för laddningen för kondensatorn C3. Vid utgångarna 4 och 10 från elementet DD1 är en hög nivå inställd, som öppnar transistorn VT1, och som i sin tur är tyristorn VS1, som tänder lamporna EL1, EL2. I framtiden bibehålls detta tillstånd för elementet DD1 genom återkoppling genom motståndet R3.

Mikrokontrollkontroll av en ljuskrona

Planer på mikrokontrollers Inte utan anledning anses vara ganska enkelt i kretsdesign. Genom att lägga till ett litet antal bilagor kan du få en mycket funktionell enhet. Det pris som betalas för en sådan kretsenkelhet är riktigt att skriva program utan vilka mikrokontrollern, även en mycket kraftfull, bara är en järnbit. Men med ett bra program förvandlas detta järnstycke i vissa fall till ett konstverk.

Styrkretsen för ljuskronan på mikrokontrollern visas i figur 4.

Bild 4. Ljuskronans styrkrets på mikrokontrollern

Liksom alla tidigare styrs kretsen av endast en nätverksomkopplare SW1. Med brytarens klick kan du inte bara välja antalet lampor som slås på, utan att sätta på glödets önskade ljusstyrka utan problem. Dessutom kan du simulera närvaron av människor i huset - slå på och stänga av belysningen enligt en viss algoritm. En sådan enkel säkerhetsanordning.

Tillägg till artikeln: Hur man reparerar en kinesisk ljuskrona - historien om en reparation.