БИСТАБИЛЬНЫЙ ТРИГГЕРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ


РАДИОСХЕМЫ




МЕНЮ


БИСТАБИЛЬНЫЙ ТРИГГЕРНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Понятно что сегодня есть процессоры, интегральные схемы, транзисторы - но всегда ли это необходимо? Представляем проект импульсного переключателя, конструкция которого не требует даже одного транзистора. Схема была создана для эффективного токового переключателя, запускаемого импульсами, невосприимчивая к помехам со стороны источника питания (по сравнению со схемами CMOS). 

Первый вариант схемы переключателя

Суть идеи заключалась в том, чтобы использовать тот факт, что катушки бистабильного реле в состоянии покоя не требуют электропитания. Поскольку накопленный заряд должен иметь правильную поляризацию и питание катушек реле выполняется поочередно, один полюс контактов реле использовался в качестве переключающего ключа, позволяя однонаправленному свободному току протекать через возбужденную катушку и блокировать на время импульса запуск пассивной катушки. Благодаря этой конфигурации, хотя один и тот же импульс управления подается на обе катушки одновременно, только одна из них имеет возможность генерировать электромагнитное поле, которое смещает контакты реле в противоположное положение к занятому. 

Поддерживая низкий потенциал на обеих катушках входа он предотвращает накопление нагрузки, необходимой для питания другой катушки до тех пор, пока вход не будет открыт. Кратковременное открытие входа позволит собрать достаточный заряд чтобы активировать вторую катушку, при условии, что запускающий импульс появляется снова. 

Спецификация элементов схемы

  • Бистабильное реле RT424F24
  • D1, D2 - 1N4002 
  • C1, C2 - 10 мкФ / 50 В 
  • R1, R2 - 10 кОм / 0,25 Вт
  • R3, R4 - 100 Ом / 0,25 Вт 
  • Vcc = 24 В постоянного тока

Цикличность этого процесса использовалась для построения переключателя с электрическим управлением, в котором роль переключения выполняют контакты свободного второго полюса реле, механически связанного с первым. Нагрузочная способность этих контактов зависит только от параметров переключения используемого двухэлементного бистабильного реле. 

Выбор внешних элементов так же прост, как и вся схема. Зная номинальное напряжение катушек реле, сначала выбираем конденсаторы С1 и С2 с соответственно более высоким напряжением. Их мощность зависит от размера нагрузки, которая необходима для переключения контактов реле в противоположное положение. Самый простой способ - выбрать его, зарядив конденсатор, например, 4,7 мкФ с номинальным напряжением катушки, и подать электроды на клеммы катушки реле. Если в этот момент услышим отчетливый металлический звук срабатывания, это означает что емкость достаточна. Если переключение не происходит, следует выбрать большую емкость. 

Резисторы R1 и R2 являются ограничителями зарядного тока конденсатора и тока холостого хода, когда R3 или R4 замкнуты на землю, соответственно. Резисторы R3 и R4 могут быть в основном пропущены, они используются только для защиты контактов реле от сгорания когда есть остаточный заряд конденсаторов. Значение резисторов R1 и R2 зависит от того, как часто на входе появляются триггерные импульсы. Они могут иметь значение от 10 кОм до сотен Ом. Чем меньше значение этих резисторов, тем выше допустимая частота переключения (тогда ограничение обуславливается только частотой переключения реле). Однако следует помнить, что при уменьшении значений этих резисторов ток холостого хода схемы увеличивается. Значение резисторов R3 и R4 может составлять от нескольких десятков до нескольких сотен Ом (это также влияет на ток холостого хода).

Развязывающие диоды D1 и D2 могут быть любого типа, важно чтоб они имели соответственно высокое напряжение пробоя.

Какие проблемы могут возникнуть при запуске: если выберем слишком маленькую емкость или слишком высокое значение резисторов R1 и R2, может случиться так что при частом срабатывании перемычка реле «застрянет» в нейтральном положении, в котором она не соединяется с каким-либо полюсом, и схема перестает реагировать на импульсы запуска. Чтобы предотвратить это, уменьшите значение резисторов R1 и R2.

Другие элементы переключателя установленные на плате и не включенные в принципиальную схему, используются в качестве визуализации работы триггера. 

Второй вариант схемы переключателя

А вот несколько более сложное устройство, состоящее из двух таких переключателей, составляющих простой блок управления. Без активных элементов, конечно.

Суть этого устройства для последовательного переключения электрических моторов (например, рулонных штор) заключается в использовании двух бистабильных реле, запускаемых вышеуказанным способом, соединенных последовательно, которые будут подсчитывать и запоминать состояние их выходов. Комбинируя два приемника с одним подвижным элементом свободного полюса реле Rel 1 и каждый отдельно с подвижными контактными элементами свободного полюса второго реле Rel 2 и обеспечивая подходящие для приемников потенциалы M1 и M2 N и L1 на фиксированных элементах контактов обоих полюсов, получаем импульсный переключатель последовательности с циклическим последовательность вложений.

Чтобы визуализировать работу, вместо двигателей включается двухцветный светодиод.

Характерные особенности решения: 

  • полная невосприимчивость к помехам на стороне источника питания 
  • устранение эффекта дребезга контакта 
  • очень простая конструкция, которую можно реализовать навесным монтажом
  • возможность взаимодействия с приемником пульта дистанционного управления 
  • простота определения времени отсутствия реакции на импульсы запуска 
  • высокий допуск для напряжения питания выше номинального напряжения катушек реле

Значения элементов зависят от управляющего напряжения и сопротивления катушек используемого реле, поэтому сложно дать конкретные значения, не зная что нужно использовать. Этот релейный переключатель имеет два рабочих положения, как и обычный механический переключатель.

Третий вариант схемы переключателя

Спецификация элементов схемы

1. SW - кнопка любого типа.
2. Rel 1, Rel 2 - двухконтактное бистабильное реле 12 В, биполярное. 
3. D1, D2, D3, D4, D5, D6 - выпрямительный диод 1N4001. 
4. С1, С2 - электролитический конденсатор 10 мкФ / 25 В. 
5. R1, R2 - 100 Ом / 0,25 Вт. 
6. R3 - 4,7 кОм / 0,25 Вт. 
7. S - двигатель постоянного тока на 12 В. 

Здесь реализована смена полярности мотора при нажатии на кнопку, то есть его реверс. В общем используйте подобные решения в устройствах автоматики и управления, как более простые и надёжные (в зависимости от качества реле).

   Электротехника




Снижение расхода топлива в авто

Ремонт зарядного 6-12 В

Солнечная министанция

Самодельный ламповый

Фонарики Police

Генератор ВЧ и НЧ









    © 2009-2020, "Электронные схемы самодельных устройств". Электросхемы для самостоятельной сборки радиоэлектронных приборов и конструкций. Полезная информация для начинающих радиолюбителей и профессионалов. Все права защищены.
  • Вход
  • Почта
  • Мобильная версия