- Komponente, potrebne za odklopnik:
- Shema vezja:
- Pojasnilo vezja:
- Odsek moči:
- Op-Amp oddelek:
- Relejni odsek:
Nihanja napetosti so bila vedno težava in so odgovorna za večino okvar v napravah z izmeničnim tokom. Naj bo to običajni gospodinjski aparat, kot je toaster, ali visoko zmogljiv industrijski stroj, kot je CNC, vse ima nazivno napetost, na kateri bo brez težav delovalo z največjo učinkovitostjo. Žal nam domače / industrijske linije zaradi različnih razlogov ne zagotavljajo te nazivne napetosti, zato bomo v tem projektu izdelali preprost elektronski odklopnik, ki bi lahko sprožil rele za odklop obremenitve, ko zazna visoko / nizko napetost.
Ta projekt je zasnovan okrog znamenitega op-amp LM358. Napajalnik bomo delali v diferencialnem načinu, s čimer bomo primerjali trenutno napetost z vnaprej nastavljeno napetostjo. Celoten projekt je mogoče zgraditi na plošči za kruh (razen daljnovodov) in ga je mogoče takoj začeti delovati. Začnimo torej…..
Komponente, potrebne za odklopnik:
- LM358 (dvojni paket op-amp)
- 7805 (+ 5V regulator)
- 12V korak navzdol transformator
- Rele 5V
- BC547 (2St)
- 10K spremenljiv lonec
- Upori 1K, 2K, 2,2K, 10K, 5,1K
- Kondenzatorji 100uF, 10uF, 0,1uF
- Diodni most
- Povezovanje žic
- Odbor za kruh
Shema vezja:
Popoln shematski diagram elektronskega odklopnika je podan na spodnji sliki. Nadalje preberite razlago istega.
Pojasnilo vezja:
Kot je prikazano zgoraj v shemi odklopnika, je zelo preprost in le kup uporov, kondenzatorjev in drugih stvari. Toda kaj se v resnici dogaja za vsemi temi. Kako so izbrane vrednosti komponent in kakšna je njihova vloga tukaj?
Na to vprašanje sem poskušal odgovoriti tako, da sem jih razčlenil po posameznih segmentih in razložil spodaj.
Odsek moči:
Op-amp je srce tega diagrama elektronskega odklopnika. Za napajanje tega op-amp potrebujemo regulirano 5V napajanje. Prav tako moramo napajalnik napajati s trenutno napetostjo (napetostjo ob določenem času). Op-amp lahko prenaša samo do 5V, saj ga napaja 5V. Zato moramo pretvoriti vhodno izmenično napetost (220V AC) v 0-5V DC.
Torej zgornje vezje rešuje dva namena.
- Zagotovite konstantno 5V za vklop vezja
- Preslika vhodno izmenično napetost na 0-5V za op-amp
Da bi to dosegli, smo uporabili 12V transformator Step Down, ki 220V AC pretvori v 12V AC, nato pa ga z diodnim mostom usmerimo na 12V DC (približno) in nato z regulatorjem napetosti 7805 nastavimo napetost na 5V. Kakršne koli spremembe vhodne napetosti bodo vplivale na vrednost napetosti na izhodni strani diodnega mostu. Zato lahko to napetost obravnavamo kot "trenutno napetost" omrežja AC. Z uporabo upora 5.1K in 10K POT (ki tvori delilnik potenciala) smo preslikali napetost med 0-5V.
Op-Amp oddelek:
Ta odsek je del primerjave. V razdelku op-amp imamo dva pododdelka. Ena se uporablja za primerjavo "trenutne napetosti" z vrednostjo visoke napetosti, druga pa za primerjavo z vrednostjo nizke napetosti. Oba odseka sta prikazana na spodnji sliki.
Zgoraj prikazano vezje op-amp je diferencialni način op-amp-a. Op-amp so resnično delovni konj za večino elektronskih vezij, ima veliko načinov delovanja in aplikacij, kot so seštevanje, odštevanje, ojačevanje itd. Tu smo ga uporabili kot primerjalnik napetosti.
Kaj je torej primerjalnik napetosti in zakaj jih potrebujemo tukaj?
Primerjalnik napetosti v našem primeru primerja napetost med zatičima 3 in 2 in če je napetost na zatiču 3 večja od zatiča 2, potem izhod na zatiču 1 postane visok (3,6 V), sicer bo izhod 0 V. Primerjamo "trenutno napetost" s prednastavljeno visoko in nizko napetostjo, da dobimo visoko / nizkonapetostni sprožilec.
V vezju, prikazanem nad pragom nizke napetosti, je na uporu 2 nastavljen upor 1K in 2K. Visokonapetostni prag se nastavi na nožicah 5 z uporom 1K in 2,2K.
Uporaba teh uporov tvori potencialni delilnik in zagotavlja 3,33 V nizkonapetostnega odklopa in 3,43 V kot visokonapetostnega izklopa. To pomeni, da se bosta op-ojačevalnika le, če je "trenutna napetost" med 3,33 V in 3,43 V, močno dvignila.
Opomba: Pragovne napetosti sem nastavil na 3,33 V in 3,43 Volta, saj je bil moj zgornji izklop 230 V in ljubiteljski izklop 220 V. Lahko jih ustrezno nastavite in nato umerite vezje z uporabo 10K lonca za nadzor "trenutne napetosti".
Relejni odsek:
Tukaj pritrdimo izmenično obremenitev. Rele se uporablja za VKLOP / IZKLOP AC obremenitve.
Kot je razloženo v poglavju op-amp. Oba opcijska ojačevalnika se bosta zvišala le, če bo napetost med visoko in nizko napetostjo. Torej moramo vklopiti izmenično obremenitev le, če sta oba izhoda op-ojačevalnika visoka. Tu sta » nizkonapetostni sprožilec « in » visokonapetostni sprožilec « izhod zatiča 1 oziroma 7.
Le, če sta obe visoki, bo rele dobil svoje mesto in sprožilo se bo. ID izmeničnega toka (tu je svetilka), povezan prek releja. Za omejevanje toka se uporablja upor 1K.
Ko enkrat razumete, kako deluje vezje, njegovo delovanje ne bo več problem. Preprosto povežite vezja in z 10K loncem nastavite našo "trenutno napetost" med vašim "visokonapetostnim sprožilcem" in "nizkonapetostnim sprožilcem". Zdaj, če pride do kakršne koli spremembe v glavni napetosti izmeničnega toka, se bo kateri koli od vaših ojačevalnikov znižal in vaš rele se bo izklopil in s tem izklopil obremenitev, povezano z njim.
S simulacijsko datoteko, ki je priložena tukaj, lahko uporabite tudi za preverjanje / spreminjanje vezja na podlagi pragov visoke ali nizke napetosti.
Simulacija uporablja potenciometer za spreminjanje vhodne napetosti in zeleno LED kot obremenitev. Prav tako lahko spremljate vrednosti napetosti na vsakem terminalu, kar vam bo pomagalo veliko bolje razumeti vezje.
Upam, da vam je bil ta projekt odklopnika všeč in ste razumeli njegovo delovanje. Celotno delovanje projekta je razvidno iz spodnjega videoposnetka.
Ta projekt ima naslednje pomanjkljivosti, ki bi jih morda želeli upoštevati za vsak slučaj, če vam pomenijo.
- Tu izmerjena napetost ni napetost Vrms. Vrednost je izpostavljena tudi vrhom in valovanjem
- Če napetost postopoma pade / narašča (v večini primerov ne), bo vaš Load lahko imel preklopni učinek.
- Ne priključujte obremenitev, ki porabijo tok več kot 5A. To bo najverjetneje ubilo vaš rele in njegov gonilnik.
Ta podoben projekt lahko preverite tudi, če želite izvedeti več: zaznavanje visoke / nizke napetosti z uporabo mikrokrmilnika PIC